摘 要：在電站鍋爐定期檢驗(yàn)工作中，現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)是應(yīng)用較廣泛的技術(shù)手段，本文通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)的發(fā)展歷程和金相檢驗(yàn)優(yōu)勢(shì)、現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)的具體操作方法幾個(gè)方面，對(duì)電站鍋爐定期檢驗(yàn)中的現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行簡單的探討。

關(guān)鍵詞：電站鍋爐；定期檢驗(yàn)；金相

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.193

1 金相檢驗(yàn)技術(shù)概述

1.1 金相檢驗(yàn)技術(shù)發(fā)展歷程

金相檢驗(yàn)技術(shù)大致包含兩種技術(shù)，一種是金屬顯微觀察技術(shù)，另一種是攝像技術(shù)。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今又增添了電子顯微鏡和X射線衍射這種更為先進(jìn)的微觀技術(shù)。對(duì)于電站鍋爐這種體積龐大且不可移動(dòng)設(shè)備，通常采用便攜式的顯微鏡或復(fù)型技術(shù)，因?yàn)椴簧婕皩?duì)電站鍋爐部件進(jìn)行取樣等步驟，所以該檢驗(yàn)方式保證了電站鍋爐不會(huì)在檢驗(yàn)過程中受到破壞。隨當(dāng)下數(shù)碼攝像技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)碼攝相機(jī)對(duì)設(shè)備部件中的金相組織進(jìn)行快速準(zhǔn)確的拍攝和記錄，大大提升了金相檢驗(yàn)的質(zhì)量和效率。

1.2 金相檢驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

金相檢驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)最主要的是相比于其他檢驗(yàn)技術(shù)可以更直觀的了解金屬材料內(nèi)部組織的狀態(tài)變化。在對(duì)電站鍋爐定期檢驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面。首先是在檢驗(yàn)完成后需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)檢驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)判，由于電站鍋爐一直處于高溫高壓環(huán)境中，因此電站鍋爐部件的金屬材料會(huì)逐漸發(fā)生一系列變化，如珠光體球化、高溫蠕變、回火脆化等，這些變化會(huì)對(duì)鍋爐的使用性能造成嚴(yán)重的影響。隨著科技的不斷進(jìn)步，在滿足日常發(fā)電需求的同時(shí)電站鍋爐的參數(shù)性能也在不斷的提升，各地電站鍋爐的整體質(zhì)量和其金屬材料的材質(zhì)都普遍得到了加強(qiáng)。在金相檢驗(yàn)過程中，首先要了解電站鍋爐的使用期限和目前的使用狀況，只有對(duì)其材質(zhì)變化有了大致的了解才能讓最終的檢驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

2 電站鍋爐現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)操作方法

現(xiàn)場(chǎng)金相法在當(dāng)前電站鍋爐現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中已經(jīng)得到了極為廣泛的應(yīng)用，利用金相技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)?zāi)鼙３衷O(shè)備的完整性不需要對(duì)鍋爐部件進(jìn)行切割取樣，結(jié)合工作實(shí)際具體步驟如下。

2.1 金相點(diǎn)的選取

在選取金相點(diǎn)過程中，檢測(cè)位置及比例首先要滿足相關(guān)檢驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的實(shí)例來看，檢測(cè)人員的取點(diǎn)位置有以下幾種：第一，應(yīng)當(dāng)在設(shè)備的缺陷處進(jìn)行取點(diǎn)，通過對(duì)這些金相點(diǎn)的分析判斷缺陷生成的原因；第二，在設(shè)備溫度最高的地方取點(diǎn)，看其材質(zhì)是否出現(xiàn)變化；第三，在設(shè)備的大應(yīng)力位置取點(diǎn)，分析設(shè)備在此處是否存在疲勞和裂紋等現(xiàn)象；第四，在設(shè)備硬度值反常區(qū)域取點(diǎn)；第五，對(duì)設(shè)備變形較為嚴(yán)重的部分進(jìn)行取點(diǎn)，觀察這部分金相組織的變化。

2.2 金相組織的粗磨

在金相組織粗磨過程時(shí)，采用的設(shè)備為電動(dòng)角向砂輪機(jī)，在操作過程中應(yīng)該選取80號(hào)砂輪片或者180號(hào)砂輪盤。在粗磨階段需要調(diào)整好打磨的深度，打磨過于深時(shí)會(huì)損害設(shè)備的部件；打磨過于淺則不能去除部件表面的脫碳層，因?yàn)橐热コ撎紝硬拍軐?duì)其下組織進(jìn)行觀測(cè)分析。所以注重控制打磨的深度才能順利進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)。

2.3 金相組織的細(xì)磨

在細(xì)磨階段，要控制粒度標(biāo)號(hào)，一般為180、320、480、600、800、1000等，每道細(xì)磨工序后都應(yīng)變動(dòng)約900拋磨方向，以消除上一道砂紙的拋磨劃痕，最后配合電動(dòng)羊毛磨頭和金相研磨膏或金相拋光噴霧劑對(duì)其進(jìn)行拋光。在細(xì)磨過程中，一定要保證打磨后的金相組織表面光滑平整。

2.4 金相組織的拋光與浸蝕

在拋光過程中，一般選用三種方法，即機(jī)械拋光法、化學(xué)拋光法和電解拋光法。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)工作中通常選用機(jī)械拋光和化學(xué)拋光兩種方法。機(jī)械拋光時(shí)，要掌控好拋光的時(shí)間和力度，拋光時(shí)間一般2～5分鐘。拋光后用脫脂棉球蘸水或酒精對(duì)金相點(diǎn)表面的拋光殘留物、灰塵等進(jìn)行清理并吹干。化學(xué)拋光是用化學(xué)試劑對(duì)表面不均勻溶解，但只能使表面光滑，不能達(dá)到表面平整的要求。

浸蝕是指化學(xué)試劑與試樣表面起化學(xué)溶解過程，以顯示金屬的顯微組織。電站鍋爐中的碳鋼、低合金鋼（如20G、15CrMoVG、12Cr1MoVG、P22等）常用的化學(xué)浸蝕劑為4%的硝酸酒精，使珠光體發(fā)黑增加珠光體區(qū)域的襯度，以顯示鐵素體晶界。9%～12%Cr的高合金鋼（如P91、P92等）常用的化學(xué)浸蝕劑為鹽酸三氯化鐵水溶液（比例為三氯化鐵5g，鹽酸50ml，水100ml）和鹽酸苦味酸酒精溶液（比例為苦味酸1g，鹽酸5ml，酒精100ml），以顯示正火狀態(tài)下的板條狀馬氏體組織或回火后破碎的、晶粒細(xì)小的回火馬氏體組織。

2.5 金相組織的觀察

現(xiàn)場(chǎng)金相組織進(jìn)行觀察時(shí)，先用低倍視場(chǎng)對(duì)整個(gè)檢查面做整體觀察，然后按照檢測(cè)要求用高倍視場(chǎng)選取觀察點(diǎn)，應(yīng)選擇具有代表性的視場(chǎng)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)圖譜進(jìn)行對(duì)比，同一檢查面選擇視場(chǎng)數(shù)一般不少于3個(gè)。當(dāng)被檢工件結(jié)構(gòu)或現(xiàn)場(chǎng)條件限制時(shí)可以采取金相復(fù)型手段，復(fù)型材料可采用醋酸纖維（AC）紙或有機(jī)玻璃片，具體制備方法參見DL/T652中的規(guī)定，然后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)復(fù)型薄膜進(jìn)行觀察，從而更加清楚明了的對(duì)金相組織的具體情況做出掌握與判斷。

2.6 金相組織老化評(píng)定

對(duì)于珠光體鋼最明顯的特征是碳化物析出粒子的粗化和珠光體球化。對(duì)于非珠光體材料可采用綜合考慮晶粒和晶界區(qū)域不同變化狀況的方法進(jìn)行老化評(píng)級(jí)。

3 總結(jié)

隨著當(dāng)前科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在電站鍋爐定檢中現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用。未來在電站鍋爐檢驗(yàn)中利用現(xiàn)場(chǎng)金相檢驗(yàn)技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)不斷研發(fā)改進(jìn)，不僅可以得到更為快速準(zhǔn)確的檢驗(yàn)效果同時(shí)也能節(jié)省人力物力。檢驗(yàn)員需要結(jié)合待檢設(shè)備的實(shí)際使用狀況，將其進(jìn)行科學(xué)合理高效的運(yùn)用，才能達(dá)到最佳的檢驗(yàn)效果，使電站鍋爐的檢驗(yàn)結(jié)果更加精確。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：胡韜（1985-），男，寧夏銀川人，本科，工程師、檢驗(yàn)師，主要從事超臨界電站鍋爐、壓力容器、壓力管道檢驗(yàn)檢測(cè)、金屬監(jiān)督及理化檢驗(yàn)工作。