電站鍋爐部件檢驗中現場金相檢驗技術的操作方法

別爾蘭·賈納依汗，木合塔爾·買買提伊明

（新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊830011）

電站鍋爐部件檢驗中現場金相檢驗技術的操作方法

別爾蘭·賈納依汗，木合塔爾·買買提伊明

（新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院，新疆 烏魯木齊830011）

金相檢驗技術設備簡單、成本低、適用性強，在電站鍋爐部件檢驗中應用比較普遍。為了探究現場金相檢驗的科學操作方法，提升電站鍋爐部件檢驗效果，對金相點選取、粗磨、細磨、拋光、侵蝕和金相組織觀察具體操作環節進行詳細探討。并結合應用實例進行驗證，結果表明金相檢驗技術具有良好的應用效果，值得推廣。

電站鍋爐；部件檢驗；金相檢驗技術；操作方法

金相檢驗技術的優勢在于能夠對金屬材料內部組織狀態變化進行直觀的了解。在電站鍋爐金相檢驗中，一般應用常規組織形態對其進行分析，檢驗內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，檢驗點數比較少，僅限于標準規定的相關評判，不對檢驗結果進行統計和分析。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，對鍋爐性能產生嚴重影響。為了滿足日常發電需求，電站鍋爐參數不斷提高，其質量和金屬材料性能也有所提高，在檢驗過程中，要注重結合鍋爐的服役年限和具體使用情況，對其材質狀況進行確定，以達到良好的現場金相檢驗效果。

1　金相檢驗技術概述

金相學即金屬顯微觀察和攝像技術。當前時代背景下，其內容更加廣泛，是指用肉眼、低倍放大鏡、光學顯微鏡、電子顯微鏡和X射線衍射等各項技術。針對電站鍋爐等大型不可移動設備的金相檢驗，一般應用便攜式顯微鏡和復型技術對其金相組織進行觀察和分析，不需要對部件進行取樣，很大程度上確保了檢驗過程中的設備完整度。隨著數碼攝像技術的快速發展，應用數碼相機就能夠對金相組織進行拍攝和記錄，提高了電站鍋爐部件檢驗質量和效率。

當前，金相學取得了快速的發展，更加注重定量金相學的發展。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進行確定，以構成合金成分、組織和性能之間的定量關系。同時，注重對計算機技術進行輔助應用，對金相檢驗技術的應用進行簡化，達到良好的檢驗效果［1］。

2　電站鍋爐現場金相檢驗操作方法

電站鍋爐現場檢驗過程中，要注重應用現場金相法，避免對試樣進行割取，影響設備性能。

2.1現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，電站鍋爐設備存在裂紋，技術人員要在裂紋部位進行取樣，以分析裂紋產生原因，并將取樣位置控制在其發源處、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，對材質進行分析，看其是否存在球化、石墨化和過燒等現象；在大應力部位取樣，看其是否存在蠕變孔洞和微裂紋；焊接異種鋼的過程中，對焊縫和兩側熱影響區部位進行取樣；硬度值異常部位取樣，看其是否存在淬硬性組織；對嚴重變形部位進行取樣，對金相組織相關變化進行觀察。同時，金相點選取要避免對后期磨制和拋光產生影響。

2.1.2粗磨

應用電動角向砂輪機進行粗磨，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行去除，無法對典型的基體組織進行觀察。

2.1.3細磨

細磨過程中，要對砂紙片進行科學合理的選擇，將其粒度標號控制在120、240、400、600、800、1000，并加上電動角向磨光機進行。細磨過程中，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、化學拋光和電解拋光應用極為普遍。一般會選擇機械拋光和化學拋光進行現場金相檢驗。機械拋光應用過程中，要對拋光時間和力度進行控制，避免時間過長，導致金相點表面發熱，或者用力過猛，造成表面晶粒變形。完成拋光工作后，要應用無水乙醇或者丙酮等清洗劑和棉球對表面的拋光膏、灰塵和油污等進行清除，確保表面清潔度和平整度［2］。

2.1.5侵蝕

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

2.1.6金相組織觀察

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

2.2金相復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行均勻覆蓋。

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

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

2.3現場復型注意事項

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

其次，壓復膜片過程中，要預留一個小角，以提高復型片揭除便利度。

最后，應用AC紙復型，在同一部位要進行多次檢查，將最初檢測結果舍棄，以確保試面清潔度，并將最后幾次的復型進行保留和應用。

3　電站鍋爐現場金相檢驗具體應用

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

圖1　現場金相檢測儀

4　結束語

隨著現代化進程的加快和科技的進步，金相檢驗技術也取得了快速的發展。在電站鍋爐部件檢驗中，應用現場金相檢驗技術，能夠達到良好的應用和實踐效果。檢驗人員要結合電站鍋爐具體情況，對金相檢驗技術進行科學合理的應用，以達到良好的檢驗效果，促進鍋爐檢驗質量的提升。

［1］張先鳴.緊固件螺栓調質的金相檢驗［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準變更比對分析［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。