硬度測試在蒸壓斧檢驗中的應用

符有輝（海南省三亞質量技術監督技術所，海南三亞572000）

硬度測試在蒸壓斧檢驗中的應用

符有輝（海南省三亞質量技術監督技術所，海南三亞572000）

因為操作過程溫度、壓力有著近乎苛刻的要求，所以實際在役蒸壓斧運行過程中，會產生滲氮、滲碳、脫碳、硫化以及石墨化的現象，硬度也會隨之改變，存在一定的安全隱患，本文主要對硬度測試的分析，并闡述了硬度與強度的關系，給評定檢驗工作的安全等級提供必要的參考。

蒸壓斧;硬度測試;應用

蒸壓釜用途十分廣泛，又稱蒸養釜，是一種重量較重、體積龐大的大型壓力容器[1]。在混凝土管樁、加氣混凝土砌塊、煤灰磚、灰砂磚、保溫石棉板、微孔硅酸鈣板、高強度石膏等建筑材料的蒸壓養護中有著大量的應用。斧內的壓力及溫度變化由于養護的產品不同也不盡相同。主要受壓元件會由于使用時間長而導致材質劣化，使得蒸壓斧的使用壽命和性能受到嚴重影響，不確定是否能夠保證生產安全，為了使得蒸壓斧的安全運行得到保障，保證人民群眾的生命和財產的安全，除定期利用常規的檢驗手段之外，還應采用硬度測試檢測方式，與其它檢驗結果進行相互驗證，為受檢蒸壓斧的安全等級狀況的最終評定提供依據，具有十分重要的意義。

1 蒸壓斧主要材料性能、硬度與強度的關系

蒸壓斧的材料一般為16MnR、Q235-B。在鋼鐵材料中的碳元素對其硬度的影響最明顯,碳含量越高,材料的硬度就越高。兩種材料的化學成分見表一[2]：

材料化學成分(表一)

硬度作為力學性能的重要指標，可以反映材料本身彈塑性能及變形的特性，硬度試驗和其他力學性能測試方式相比的優勢有很多，主要體現在以下方面：試驗樣品在試驗后基本不會被破壞；試驗在不同標準的樣品上都可完成；具有操作簡單、試驗速度快、成本較低及設備方便等優勢，根據硬度和強度的關系，強度極限值可以通過測得的硬度值很容易的估算出來，因此在實際生活中，硬度試驗的應用較為普遍。

金屬材料硬度和強度值、各硬度值間相互的關系類似，由于繼續塑性變形抗力、起始的塑性變形抗力決定了硬度值，所以材料的塑性變形阻力、強度和硬度值之間成正比關系。由于各材料之間換算的關系不同，一般碳素鋼可按照強度和硬度，得出材料近似的強度數值，可按照下列公式得出[3]：

σb＝0.345HB(Mpa)

注：各國目前大多采用布氏硬度為單位：kg/mm2，一般只有數值，比如HB200，需將它乘以9.81，才能轉換成MPa.

2 在蒸壓斧檢驗中硬度測試的應用

在實際使用當中，是否需硬度測試，可根據蒸壓斧實際使用情況來進行確定，實際測試辦法如下：

2.1 測試點的選定及操作要求

.測定點需根據蒸壓斧的具體情況來選擇，通常定在特殊點(像進汽、排污等點)和正常部位。

.測定點邊上的積聚物、阻擋物、油污等需及時去掉，還需用紗布進行打磨，以確保其表面光滑，達到2μm的粗糙度標準，使得出來的測量值結果更準確。

.同一區域內測量，需要對此區域中三點以上進行測量，算出他們的算數平均數，并且測定點距離需要大于3毫米，評定結果才會產生。

.儀器設備在測量前需要用標準的試塊來校準，并且在-10℃至45℃的環境中才能更準確。

.當操作人員、沖擊裝置都很穩定的狀態下，才能按動沖擊裝置釋放按鈕。

2.2 硬度測試的應用

在有了硬度平均數值之后，抗拉強度(σb)及它的正常值(Q235-B為σb＝375～460；16MnR為σb＝510～630)就可以進行對比，具體數值可以根據公式得出。

·如需繼續使用，需要滿足實際抗拉強度和正常值比較5%

·為了蒸壓斧的安全性得以保證，某處是否變軟、是否發生組織變形，可以由實際抗拉強度和正常值比較大于5%來確定，如果裂紋是因為焊縫附近應力較大而產生，就需要做出進一步的檢查，使得蒸壓斧使用的安全性得到保證。

·當所測硬度HB＜250時可判斷在用蒸壓斧沒有產生應力腐蝕。

·我們還可以利用測得的硬度值估計蒸壓斧的組織是否發生變化，因為不同的金相組織，其硬度是不同的，如鐵素體（F）HB=80～120；，珠光體（P）HB=160～250；滲碳體（Fe3C）HRC70～75；奧氏體（A）HB=160～200。所以當材料組織發生變化，必然會在硬度值上得到反映。

3 結語

如上所述，對于長期運行的蒸壓斧(可引伸至壓力容器)，在對它們進行常規檢查時，作為檢驗員在制定方案時，應將硬度測定予以考慮，，它對于檢測結果的安全等級評定能起到很重要的作用，為此，本人認為應加強這方面應用和推廣。

[1]葉承勇.淺談蒸壓釜定期檢驗的檢驗要點[J].海峽科學，2013，10:17-19.

[2]潘明.蒸壓釜的安全與檢驗[J].鍋爐壓力容器安全，1986，02:43-44.

[3]湯榮躍，譚婧.硬度檢測在壓力容器定期檢驗中的應用[J].化工裝備技術，2014，02:77-78.