金相復膜技術在鍋爐壓力容器中的檢測應用

（內蒙古自治區鍋爐壓力容器檢驗研究院，內蒙古 呼和浩特 010020）

鍋爐壓力容器設備在我國的工業化進程中被熟知，其應用廣泛，對生產效率的提高有很大幫助，對社會和經濟發展具有推動意義。鍋爐壓力容器設備通常在高溫和高壓等特殊環境下運行，如果有缺陷出現可能會埋下隱患，導致事故的發生。如何保證鍋爐壓力容器的正常運行，排除隱患，是需要關注的重點。現階段，針對鍋爐壓力容器的材料易老化的問題，主要使用金相復膜技術對其進行檢驗，結合化學物理分析，提高檢驗效率，彌補了無損金相分析技術的不足之處，可以更精確地了解鍋爐壓力容器的狀態，進而為其安全運行奠定基礎。

一、金相復膜技術的應用原理

通常我們把金相復膜技術稱為復膜金相，可以將其理解為單層鍍層，進行實驗的金相通過處理后能夠和鍋爐壓力容器內壁貼合，貼合后展示出的紋理可以展示出鍋爐壓力容器是否存在裂縫等信息。使用金相復膜技術進行檢測貼合之前，要對鍋爐壓力容器的內壁進行簡單處理，如拋光打磨、侵蝕等，再用特定溶液對其軟化，讓鍍層可以完全貼合在鍋爐壓力容器內壁，使金相復膜有很大的貼合性和延展性，然后觀察金相發生的變化，得出結論信息。完成后要收集復膜金相，以便日后對相同壓力容器金相觀察時有對照樣品。

二、金相復膜的制作

對于金相復膜的制備，要嚴格按照下列流程。1.對需要進行金相檢測的位置進行定位，以提高檢測效率，同時方便后期工作的落實。當確定檢測位置時要對鍋爐壓力容器的型號、材料、使用狀況和熱處理工藝等角度出發，確定合適位置進行檢測。檢測時對常出和易出問題的位置優先、重點進行檢測，進而得到故障原因，迅速制定解決對策。2.準備復型材料。目前主要有兩種方式準備復型材料，一是CHCl3加有機玻璃片法。該方法存在的缺點是復膜時間長，且工作現場的環境對該方法有較高的影響，同時，也受到檢測位置的具體情況限制，該方式不適合在曲率小的地方使用。二是丙酮加AC紙（醋酸纖維紙）法。該種方法相比前一種方法有明顯的優點，AC紙與丙酮復型的時間較短，更加適合在工作現場操作使用，這個特點使其在金相復膜制作中廣泛應用。3.進行金相復膜，分為以下兩步進行。第一步是準備工作，對要檢測的位置進行清理，不允許存在油漆、金屬屑等雜質，清理時可適當增加清理面積。第二步是進行金相復膜，在試樣的表面涂抹一定量溶劑，從而保證復型材料和金屬的貼合度，以防止貼合效果不佳帶來的后期問題。要注意的是溶劑要避免過量，防止損傷AC紙，影響復膜效果，甚至給操作人員帶來危險和麻煩。將AC紙覆蓋到試樣的表面，排除氣泡和貼合度不夠的情況，期間要防止灰塵雜質落入貼片的夾層，要按壓貼片一分鐘左右，來保證牢固粘貼。第三步是等待材料干燥后使用鑷子等工具將復型夾起并逐步揭開，然后妥善保管分離后的樣品。在分離時要保證復型完全干燥，分離力度均勻，以避免因受力不均而破壞樣品；有機玻璃需要的干燥時間要求一個小時以上，AC紙干燥時間在10分鐘左右。

三、金相復膜技術的應用

鍋筒和鍋爐的集箱因為特別出現鼓包裂紋、水冷壁現象，進而發生鍋爐爆管問題和變形現象。在高溫時，鍋爐壓力容器也會發生變形、蠕變、裂紋現象，金相復膜技術對于這些問題的檢測有非常好的應用。在相關人員進行金相復膜技術操作時，有下面幾點需要注意，第一，要控制金相復膜的時間，如果在其干燥前便進行分離很容易將復型材料殘留到上面，表現為在復型片上有一些亮點，在照片上表現為黑色斑點。第二，在金屬復膜后，金屬表層有凹凸部位輪廓形象出現。第三，多次復膜。同時要選取清晰的復膜圖像，從而對其變化進行觀察。

四、金相復膜技術的注意事項

若在復膜后的金相表面有凹凸現象發生，其形貌與試樣的形貌剛好相反，因此，復膜后的金相通常被稱作負型金相。與此同時，因為復型材料黏度相對高，同時，流動性低，造成復膜金相圖像上的圖案通常大于常規金相。在做蠕變孔洞大小時要將其考慮進去。在使用有機玻璃片或者是AC紙進行復膜時，由于要檢測的部位通常會附有雜質，所以在復膜前要清理干凈，從而確保待測位置保持清潔狀態，拋去初期復膜結果，在多次復膜后進行觀察，這樣可以保證圖像的清晰和準確。

五、結語

由于金相復膜技術的應用，使鍋爐壓力容器檢驗技術從宏觀檢驗向圍觀檢驗發展，加速了多元化安全評測工作的發展，其應用降低了安全事故的發生，簡化的檢測步驟，縮短了檢測時間。但是應用時有一定危險性，因此，要加強對操作人員的培訓，提高危險防范意識。金相復膜技術的應用前景廣泛，隨著科學技術的發展，其檢測精度也會得到不斷地提高。