金相檢驗技術與鍋爐檢驗

毛明志 盧建軍

摘 要：對金相檢驗技術做出簡單介紹，并介紹了金相檢驗技術在鍋爐的監督檢驗和定期內部檢驗的應用。

關鍵詞：金相檢驗；鍋爐監督檢驗；鍋爐定期內部檢驗

引言

在鍋爐的制造、安裝、運行檢驗中，都少不了以各種檢驗檢測手段作為技術支撐，這其中就包括金相檢驗，其主要是為檢驗提供了材料的微觀信息，讓檢驗人員能夠深層次地了解鍋爐金屬材料的性能，從而更好地對檢驗中發現的問題做出更好更準確的判斷。如一臺鍋爐在從制作廠出來到安裝結束，鍋爐的金屬材料因未運行并未產生組織的變化，而鍋爐在運行一段時間后，當我們對金屬材料進行金相檢驗后發現組織發生了變化，這就為我們檢驗提供了依據，判斷此鍋爐是否在運行中出現過超溫、過熱等影響鍋爐安全運行的問題。所以，金相檢驗是鍋爐檢驗中重要的一環。

1 金相檢驗技術

金相檢驗是一種理化無損檢驗技術，在被檢對象不破壞的前提下能夠對金屬部件的微觀組織的狀態和分布情況進行分析，并且判斷設備安裝質量、金屬材料的制造質量和組織性能的變化情況，以及判斷老化部件的蠕變損傷程度。其操作一般為現場金相，實驗室金相與復膜金相。現場金相與實驗室金相過程為通過金相砂紙對試樣進行粗磨、細磨，拋光，清洗、腐蝕、清洗，顯微鏡觀看，拍照；復膜金相則是在腐蝕好的試樣上通過丙酮與AC試紙或有機玻璃對金屬試樣進行貼合，以取得金屬組織形貌的方法。但是無論金相檢驗使用的是那種方法，在檢驗項目中始終要遵守金相組織應當能如實反映受檢試樣的真實組織的原則，所拍照的組織圖像能代表整個試樣。

2 金相檢驗技術在鍋爐檢驗的應用

2.1 鍋爐的監督檢驗

鍋爐的監檢又分為產品監檢與安裝監檢。鍋爐產品及受壓元件的制造與安裝過程中，應當經過檢驗檢測機構依照相關安全技術規范進行監督檢驗[1]。

鍋爐受壓元件在制造與安裝時，可以通過金相檢驗對金屬材料的組織進行原始的記錄，這將為鍋爐今后的定期檢驗與金屬監督檢驗提供重要的參考依據。如某660MW電站鍋爐在安裝時對其主蒸汽管進行金相檢驗，材質為P91，其金相組織為板條狀的馬氏體，如圖1。

圖1 200X

2.2 鍋爐的定期內部檢驗

鍋爐的定期內部檢驗為鍋爐在停爐檢修期間對鍋爐的受壓部件進行定期檢驗。鍋爐部件的鋼材長期在高溫應力條件下使用，其內部組織會發生明顯的變化，隨著組織的變化，鋼材的性能也會改變。其變化程度及速度與原始材料的組織成分、使用的溫度和應力以及使用時間等因素有關。在鍋爐的使用過程中，隨著鍋爐服役期的延長，珠光體球化、石墨化、蠕變、回火脆化等導致失效的金屬組織變化都會逐漸出現[2]。所以，這就需要對鍋爐金屬材料進行金相檢驗。如某200MW電站鍋爐對其水冷壁管進行檢驗，材質為20號鋼，金相組織為珠光體+鐵素體，珠光體未球化，如圖2；對其屏式過熱器管進行檢驗，材質為鋼102，金相組織為貝氏體，組織粗大，如圖3。

圖2 200X

圖3 200X

3 結束語

總而言之，金相檢驗技術是保證鍋爐安全運行的一種重要的檢驗手段。在鍋爐制造、安裝、運行之中存在的問題，以及長期在高溫、高壓的惡劣條件下存在老化、疲勞、蠕變等原因，致使鍋爐材料材質發生變化，從而導致鍋爐無法安全運行。這就需要對鍋爐材質進行現場金相檢驗分析或者實驗室金相組織分析，配合相關的理化檢驗，如力學性能試驗、掃描電鏡分析等手段，用科學的方法和準確的數字和圖片來分析失效的原因與失效的程度，為檢驗提供正確的、科學的依據。從而使鍋爐檢驗工作由細至微，提高檢驗工作的檢驗效率與檢出率，為鍋爐使用單位保駕護航。

參考文獻

[1]鍋爐安全技術監察規程[Z].2012，53.

[2]郭志強，胡越峰.金相檢驗在鍋爐定期檢驗中的應用[J].河南科技，2011：71-72.

作者簡介：毛明志（1983，7-），男，柳州，廣西壯族自治區特種設備檢驗研究院，工程師，研究方向：鍋爐檢驗，本科學歷。