陳章權(quán)

摘 要：硬度測定是評價材料硬度的主要手段，利用硬度測定可以及時校核一些壓力容器的硬度，避免容器運行中的安全隱患。通過對硬度測定的范圍和特點進行分析，探討其在壓力容器檢驗工作中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：硬度測定；壓力容器；壓力元件；金相檢驗

中圖分類號：TH49 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0040-01

在對壓力容器的檢驗中，硬度測定是其中一項重要的指標。硬度是指固體材料單位體積內(nèi)的抗彈力和抗破斷能力，是材料的一項表征物理性能。

1 硬度測定的范圍和特點

一般硬度測定的方式為壓入法，就是將測定的壓頭壓入被測材料的表層，然后根據(jù)產(chǎn)生的壓痕面積和深度，對材料的硬度值進行判定。根據(jù)壓頭和壓力的不同，可以將硬度分成布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。不同的硬度采用的壓頭和壓力都不盡相同，并各有優(yōu)缺點。其中，布氏硬度測定操作簡單，但對材料表面造成的損傷較大；洛氏硬度測定操作簡單，對材料的損壞也較小，但測定的精確度不高；維氏硬度測定測量精度高，對材料的損壞程度也相對較小，但操作起來復(fù)雜，效率低下。

硬度測定的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①硬度測定儀器操作簡單，且便于維修、養(yǎng)護；②在利用硬度測定技術(shù)對材料的硬度進行評定時，不會對被測材料造成損傷；③硬度測定對被測部件的大小沒有具體的要求；④硬度測定對被測材料的性質(zhì)沒有具體的要求，無論是塑性材料，還是脆性材料，都能利用硬度測定對其進行測定；⑤材料的硬度測定與材料的其他性能有一定的關(guān)系，例如抗拉性能、抗破斷性能等；⑥硬度測定的時間較短，且可以利用相關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)自動檢測。

2 硬度測定應(yīng)用中的問題分析

2.1 熱處理后的硬度測定分析

根據(jù)相關(guān)文件的規(guī)定，可以將熱處理工藝分成兩種類型，即消除參與應(yīng)力的焊后熱處理工藝和冷成型后優(yōu)化機械性能的熱處理工藝。由于這兩種熱處理工藝的特點不同，因此，對這兩種工藝處理后的壓力容器，其硬度測定也要采用不同的測定方式。

壓力容器在使用過程中容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因就是在焊接時，殘余的應(yīng)力沒有被及時消除，這種殘余的應(yīng)力會在壓力容器的壓力作用下對容器產(chǎn)生腐蝕作用。熱處理工藝可以將殘余應(yīng)力及時地消除，從而對壓力容器起到很好的保護作用。

對壓力容器進行定期的硬度測定是保護壓力容器的一種簡單、易行的手段。為了保證容器材料的抗應(yīng)力腐蝕能力，容器往往都需要設(shè)定最高硬度值，這就需要用硬度測定來測定其硬度值。在對壓力容器進行定期的硬度測定中，需要重點對容器內(nèi)表面的熱影響區(qū)和焊縫區(qū)進行硬度測定，以了解焊縫熱處理后應(yīng)力消除的效果，進而對應(yīng)力腐蝕的大小進行判定。

根據(jù)有關(guān)規(guī)定，一些盛有高危險物品的壓力容器在進行熱處理前要進行硬度測定。由于這些壓力容器在制造過程中需要進行冷加工，加工后的容器會出現(xiàn)冷作硬化現(xiàn)象，導(dǎo)致材料的硬度升高、二塑性降低，對材料的安全性能造成了不良的影響，因此這些容器在熱處理前需要進行硬度測定，以判斷容器的熱處理效果。

2.2 判斷壓力容器中的原件材質(zhì)是否劣化

要判斷壓力容器中的壓力元件是否劣化，就需要采用化學(xué)分析、金相檢驗、光譜分析、硬度測定等方法，其中，硬度測定對壓力元件的性能評價具有重要的意義。由于壓力容器在使用過程中操作環(huán)境和壓力等方面的差異，因此要根據(jù)具體的情況來判斷硬度測定是否需要進行。一些容易發(fā)生氫腐蝕或處于高溫環(huán)境下的壓力容器則需要采用硬度測定對容器的內(nèi)壁進行測定，如果發(fā)現(xiàn)異常，則再進行金相檢驗，進而對容器材料是否劣化進行判斷。

硬度測定也是超高溫水晶釜定期檢測中的重要檢測項目。由于水晶釜材質(zhì)硬度大，強度高，使用過程中溫度可達400 ℃，壓力可以達到151 MPa，而且其使用周期為40 d，容易在使用過程中發(fā)生金相組織變化，因此首先需要對其進行硬度測定，發(fā)現(xiàn)異常后，再通過金相檢驗來判定組織是否發(fā)生變化。

2.3 主體材質(zhì)不明時的硬度測定問題

目前，我國一些小型企業(yè)在使用壓力容器時，對壓力容器的定期檢驗數(shù)據(jù)管理不當(dāng)，常常發(fā)生原始資料遺失等情況，給確定壓力元件材質(zhì)的工作增加了難度。我國在相關(guān)的壓力容器定期檢驗文件中規(guī)定，對一些壓力元件材質(zhì)不清的，需要按照Q235鋼對其強度進行校核。但利用這種校核方式確定的輕度往往都是去標準值的最低值，這樣會造成設(shè)備資源的浪費，變相增加設(shè)備的成本。利用硬度測定的方式，配合化學(xué)分析法等確定壓力材料的強度，然后進行校核，這樣既能夠有效保證材料的安全性能，又能充分利用設(shè)備等資源。

3 結(jié)束語

硬度測定在壓力容器的檢測中發(fā)揮著重要的作用。由于硬度測定具有操作相對簡單、成本低和測定時間較短等特點，因此被廣泛應(yīng)用于容器的測定中。

參考文獻

[1]秦小琴.試析硬度檢測在壓力容器檢驗中的應(yīng)用[J].應(yīng)用科技，2012（02）.

[2]吳杰慧.硬度測定在壓力容器檢驗中的應(yīng)用[J].價值工程，2013（11）.

〔編輯：王霞〕