別爾蘭·賈納依汗，木合塔爾·買買提伊明

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊830011）

電站鍋爐部件檢驗中現(xiàn)場金相檢驗技術(shù)的操作方法

別爾蘭·賈納依汗，木合塔爾·買買提伊明

（新疆維吾爾自治區(qū)特種設(shè)備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊830011）

金相檢驗技術(shù)設(shè)備簡單、成本低、適用性強，在電站鍋爐部件檢驗中應(yīng)用比較普遍。為了探究現(xiàn)場金相檢驗的科學(xué)操作方法，提升電站鍋爐部件檢驗效果，對金相點選取、粗磨、細(xì)磨、拋光、侵蝕和金相組織觀察具體操作環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)探討。并結(jié)合應(yīng)用實例進(jìn)行驗證，結(jié)果表明金相檢驗技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果，值得推廣。

電站鍋爐；部件檢驗；金相檢驗技術(shù)；操作方法

金相檢驗技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠?qū)饘俨牧蟽?nèi)部組織狀態(tài)變化進(jìn)行直觀的了解。在電站鍋爐金相檢驗中，一般應(yīng)用常規(guī)組織形態(tài)對其進(jìn)行分析，檢驗內(nèi)容包括金相組織評定、老化程度、夾雜物級別和晶粒度級別等，檢驗點數(shù)比較少，僅限于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相關(guān)評判，不對檢驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計和分析。長時間的高溫條件，使得電站鍋爐金屬材料部件發(fā)生珠光體球化、石墨化、高溫蠕變、回火脆化等變化，對鍋爐性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了滿足日常發(fā)電需求，電站鍋爐參數(shù)不斷提高，其質(zhì)量和金屬材料性能也有所提高，在檢驗過程中，要注重結(jié)合鍋爐的服役年限和具體使用情況，對其材質(zhì)狀況進(jìn)行確定，以達(dá)到良好的現(xiàn)場金相檢驗效果。

1　金相檢驗技術(shù)概述

金相學(xué)即金屬顯微觀察和攝像技術(shù)。當(dāng)前時代背景下，其內(nèi)容更加廣泛，是指用肉眼、低倍放大鏡、光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡和X射線衍射等各項技術(shù)。針對電站鍋爐等大型不可移動設(shè)備的金相檢驗，一般應(yīng)用便攜式顯微鏡和復(fù)型技術(shù)對其金相組織進(jìn)行觀察和分析，不需要對部件進(jìn)行取樣，很大程度上確保了檢驗過程中的設(shè)備完整度。隨著數(shù)碼攝像技術(shù)的快速發(fā)展，應(yīng)用數(shù)碼相機就能夠?qū)鹣嘟M織進(jìn)行拍攝和記錄，提高了電站鍋爐部件檢驗質(zhì)量和效率。

當(dāng)前，金相學(xué)取得了快速的發(fā)展，更加注重定量金相學(xué)的發(fā)展。其通過測量和計算二維金相試樣磨面或者薄膜金相顯微組織，對合金組織的三維空間形態(tài)進(jìn)行確定，以構(gòu)成合金成分、組織和性能之間的定量關(guān)系。同時，注重對計算機技術(shù)進(jìn)行輔助應(yīng)用，對金相檢驗技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡化，達(dá)到良好的檢驗效果［1］。

2　電站鍋爐現(xiàn)場金相檢驗操作方法

電站鍋爐現(xiàn)場檢驗過程中，要注重應(yīng)用現(xiàn)場金相法，避免對試樣進(jìn)行割取，影響設(shè)備性能。

2.1現(xiàn)場金相檢驗工作步驟

2.1.1金相點選取

金相點的選取要具備典型性。例如，電站鍋爐設(shè)備存在裂紋，技術(shù)人員要在裂紋部位進(jìn)行取樣，以分析裂紋產(chǎn)生原因，并將取樣位置控制在其發(fā)源處、擴展處和裂紋尾部，確保其成因分析的全面性；在溫度最高的地方取樣，對材質(zhì)進(jìn)行分析，看其是否存在球化、石墨化和過燒等現(xiàn)象；在大應(yīng)力部位取樣，看其是否存在蠕變孔洞和微裂紋；焊接異種鋼的過程中，對焊縫和兩側(cè)熱影響區(qū)部位進(jìn)行取樣；硬度值異常部位取樣，看其是否存在淬硬性組織；對嚴(yán)重變形部位進(jìn)行取樣，對金相組織相關(guān)變化進(jìn)行觀察。同時，金相點選取要避免對后期磨制和拋光產(chǎn)生影響。

2.1.2粗磨

應(yīng)用電動角向砂輪機進(jìn)行粗磨，將砂輪盤型號控制在80號或180號。粗磨過程中，要確保金相點表面平整，并對打磨深度進(jìn)行控制。如果打磨太深將會對部件造成傷害。打磨太淺無法將表面脫碳層進(jìn)行去除，無法對典型的基體組織進(jìn)行觀察。

2.1.3細(xì)磨

細(xì)磨過程中，要對砂紙片進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，將其粒度標(biāo)號控制在120、240、400、600、800、1000，并加上電動角向磨光機進(jìn)行。細(xì)磨過程中，要消除上一道磨痕，確保表面光滑度和平整度。

2.1.4拋光

機械拋光、化學(xué)拋光和電解拋光應(yīng)用極為普遍。一般會選擇機械拋光和化學(xué)拋光進(jìn)行現(xiàn)場金相檢驗。機械拋光應(yīng)用過程中，要對拋光時間和力度進(jìn)行控制，避免時間過長，導(dǎo)致金相點表面發(fā)熱，或者用力過猛，造成表面晶粒變形。完成拋光工作后，要應(yīng)用無水乙醇或者丙酮等清洗劑和棉球?qū)Ρ砻娴膾伖飧?、灰塵和油污等進(jìn)行清除，確保表面清潔度和平整度［2］。

2.1.5侵蝕

擦拭法侵蝕應(yīng)用比較普遍。技術(shù)人員要根據(jù)電站鍋爐的具體材質(zhì)，對侵蝕劑進(jìn)行科學(xué)合理的選用，并對侵蝕時間進(jìn)行控制，避免過度侵蝕。侵蝕之后，需要應(yīng)用溶劑對試樣表面進(jìn)行徹底均勻的清洗。

2.1.6金相組織觀察

對便攜式金相顯微鏡和數(shù)碼相機進(jìn)行同步應(yīng)用，以提高金相圖像獲取的便利度。如果技術(shù)人員無法應(yīng)用顯微鏡對金相點位置進(jìn)行確定，可以應(yīng)用金相復(fù)型法，對復(fù)型薄膜進(jìn)行制作，進(jìn)而在實驗室內(nèi)部對其進(jìn)行觀察，對金相組織相關(guān)情況進(jìn)行明確的了解。

2.2金相復(fù)型法的具體操作步驟

首先，在制作好的試樣表面滴上定量的丙酮，使丙酮對觀察表面進(jìn)行均勻覆蓋。

其次，在丙酮液面上鋪設(shè)AC紙張，用拇指在平面垂直上對其進(jìn)行均勻按壓，避免按壓過程中的拇指移動，確保覆膜緊緊貼住試樣，進(jìn)而將兩者之間的氣泡排出。

最后，靜置一段時間后，復(fù)型材料會干燥和硬化。然后掀起復(fù)型材料的一角，使其脫離金屬表面，進(jìn)而得到金相復(fù)型片［3］。

2.3現(xiàn)場復(fù)型注意事項

首先，在應(yīng)用丙酮對試樣表面滴加的過程中，要對其滴加量進(jìn)行控制。如果檢查面為仰視或者豎直，滴加丙酮的過程中，要對覆膜片進(jìn)行均勻下壓，對兩者之間的間隔時間進(jìn)行控制，避免丙酮會發(fā)過快，影響復(fù)膜片的熔接和流動，難以達(dá)到良好的復(fù)型效果。

其次，壓復(fù)膜片過程中，要預(yù)留一個小角，以提高復(fù)型片揭除便利度。

最后，應(yīng)用AC紙復(fù)型，在同一部位要進(jìn)行多次檢查，將最初檢測結(jié)果舍棄，以確保試面清潔度，并將最后幾次的復(fù)型進(jìn)行保留和應(yīng)用。

3　電站鍋爐現(xiàn)場金相檢驗具體應(yīng)用

某電站鍋爐的鍋筒底部出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。檢驗人員應(yīng)用現(xiàn)場金相分析對鍋爐進(jìn)行檢驗，并對其安全情況進(jìn)行判定。如圖1所示，為現(xiàn)場金相檢測儀。在檢驗過程中，鍋爐內(nèi)部空間比較小，無法應(yīng)用顯微鏡得到良好的檢驗效果。檢驗人員應(yīng)用現(xiàn)場金相復(fù)膜技術(shù)對其進(jìn)行檢驗，得出鍋筒鼓包起始點金相組織為鐵素體+珠光體，珠光體內(nèi)部碳化物已經(jīng)長大并擴散到晶界，因此其球化現(xiàn)象嚴(yán)重。分析覆膜金相圖，檢驗人員能夠?qū)I(yè)鍋爐鼓包處材質(zhì)球化進(jìn)行具體判定。該背景下，鍋爐不應(yīng)再投入使用，否則會出現(xiàn)極為嚴(yán)重的開裂問題，引發(fā)質(zhì)量問題和安全事故。修理人員要應(yīng)用切割修補措施，對鍋爐鼓包問題進(jìn)行有效解決［3］。

圖1　現(xiàn)場金相檢測儀

4　結(jié)束語

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快和科技的進(jìn)步，金相檢驗技術(shù)也取得了快速的發(fā)展。在電站鍋爐部件檢驗中，應(yīng)用現(xiàn)場金相檢驗技術(shù)，能夠達(dá)到良好的應(yīng)用和實踐效果。檢驗人員要結(jié)合電站鍋爐具體情況，對金相檢驗技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的應(yīng)用，以達(dá)到良好的檢驗效果，促進(jìn)鍋爐檢驗質(zhì)量的提升。

［1］張先鳴.緊固件螺栓調(diào)質(zhì)的金相檢驗［J］.金屬制品，2013，39 （5）：51-55.

［2］畢革平.灰鑄鐵和球磨鑄鐵金相檢驗標(biāo)準(zhǔn)變更比對分析［J］.金屬熱處理，2011，36（1）：127-130.

［3］燕樣樣，李紅莉.金相試樣制備技術(shù)與技巧［J］.理化檢驗，2013，49（3）：162.

Operation Analysis of Boiler Parts Inspection Site Metallurgical Testing Technology and Specific Application

BIE er lan·jia na yi han，MU he ta er·mai mai ti yi ming
（The Xinjiang Uygur Autonomous Region Special Equipment Inspection and Research Institute，Urumqi Xinjiang 830011，China）

Metallographic examination technology and equipment is simple，low cost，strong applicability，in the power plant boiler parts inspection can achieve good application effect.Power enterprise is an important industry in the development of national economy，the application requirements of the field metallographic examination technology in the inspection of the power station boiler is gradually increasing，which can achieve a good test results.

power plant boiler；parts inspection；metallographic examination technology；operation method

TB31

A

1672-545X（2016）07-0249-03

2016-04-07

別爾蘭·賈納依汗（1986-），男，新疆烏魯木齊人，本科，助理工程師，研究方向：鍋爐定期檢驗和能效測試。