承壓類特種設備檢驗中現場金相檢驗方法的運用

龍曉輝

摘 要：特種設備作為一種高危設備其在使用中的安全性與穩定性是其生產應用中的重要部分，為此對于特種設備的檢驗是其投入使用中的重要環節，尤其是對于承壓類特種設備的檢驗需要從其失效形式進行研究，以此作為基礎探討在實際中應用的現場金相檢驗方法，指出金相檢驗在應用中需要著重注意的要點、難點，并對其在實際中的工藝、技術、流程等進行多方面的分析解讀，從而使檢驗工作更加標準化，進而使承壓類特種設備可以穩定、安全地投入生產使用中。

關鍵詞：承壓類特種設備 現場金相檢驗 檢驗方法 材質劣化

中圖分類號：TH121 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（c）-0081-02

在承壓類特種設備使用中其由于受到溫度、壓力等作用，其材質微觀組織會在時間的作用下出現一定的變化，設備金屬材料的組織結構決定了特種設備在實際使用中的壽命及作用，并且關系著特種設備使用的安全性。由于特種設備的金屬材料的化學性質屬于固定的部分，因此其微觀組織結構可以說是影響設備整體性能的最主要因素。而在進行微觀檢驗中，金相檢驗方法在實際的應用中可以反映出金屬材料組織變化產生的規律，在分析的基礎上確定特種設備失效的原因。

1 在承壓類特種設備檢驗中現場金相檢驗方法應用的重要性

在社會生產活動中特種設備的工作環境無疑是非常嚴苛的，其事故所帶來的損傷威脅著人們的生命財產安全，為此必須要通過檢驗的手段來控制特種設備的使用質量。目前在承壓類特種設備中所出現的問題主要是由材料劣質化造成部分失效所引起的，為此必須要將此部分作為研究中的重點。金相檢驗可以通過其微觀顯示技術來展示出材料變化情況，確立定量分析結構，從多角度來準確找出材料劣質化的情況，全面分析材料失效原因。這種檢驗方法對于設備壽命及強度可以有效的評價，并且在檢驗中需要著重注意一些使用年限較長及設定壽命較長的設備，進而保證特種設備在服役期間可以安全使用。

2 承壓類特種設備的失效形式

承壓類特種設備的失效形式種類較多，諸如剛度、強度等，失效因素的不同其所產生的后果也有一定的區別，但是無論是哪種失效情況都可能造成災難性的事故危害。目前在特種設備失效形式中最常發生的就是強度失效，在高壓、易燃、易爆、劇毒等特點的影響下設備一旦出現強度失效將會產生爆炸或是泄漏等非常嚴重的危害。以鍋爐為例，其在使用中根據使用要求的不同所需要承受著不同介質所帶來的侵蝕作用，其受壓部分因內部復雜結構所來的不同介質影響極易出現部件強度失效的問題，例如產生裂紋或是損壞等情況，壓力系統受到損壞造成設備整體運行出現較為嚴重的故障情況，在內部壓力值或是設備材料強度受損達到一定的臨界值后就會出現爆炸事故或是泄漏事故。因此在檢驗中特種設備的強度應是其重要的檢測部分之一，同時在失效檢驗中還需注意剛度、泄漏、失穩等失效問題，采用金相檢驗方法來進行針對性檢測。

3 現場金相檢驗的應用

3.1 對進場原材料進行復驗

原材料在進場使用之前必須要通過復檢來對其進行全面的檢查，其主要是將進場原材料按照相關規定標準對其規格、質量、性質、性能等進行核定。根據金相檢驗的特點可以將其檢驗環節分為宏觀及微觀兩個部分，首先是宏觀檢驗，主要利用酸蝕試驗來鑒定產品是否存在著質量問題及冶煉是否合格，例如材料密度與設計標準之間的差距、原材料內部是否存有雜質、材料整體性等，以此來避免材料存在裂縫、氣孔等問題所造成的特種設備承壓能力下降，增加事故發生風險；其次是微觀檢驗，通過金相檢驗顯微檢測的特點對材料組織結構進行判斷，并且在材料熱處理性質的檢查上需要通過其微觀檢測來對材料的晶粒度進行分析，以此來核定材料是否達到相關標準要求。

3.2 檢驗產品制造以及安裝工藝的質量

在特種設備產品制造及安裝的過程中需要由常規檢測來對其進行質量控制，而金相檢驗則是對質量檢查工作進行的一種強化。首先，需要對其焊接質量進行全面檢查及分析，其中焊縫問題則可以利用金相檢驗來判斷其微觀組織結構是否存在異常情況；其次是在熱影響的檢驗中利用金相檢驗來判斷其是否存在影響質量的組織結構，例如魏氏組織超標等問題。

3.3 檢驗在用設備的材質質量

特種設備中主要使用的材料為金屬，而在這些金屬材料中又以鋼為最主要的材料部分，根據特種設備的使用環境、使用要求及使用特點等因素來看，這些鋼制材料多數都要具有極高的耐腐性，但是在長時間的使用中具有腐蝕性的介質仍會造成使用材料出現劣質化的問題，而采用金相檢驗可以定點取材進行現場檢驗工作，可以更好地對設備所承受的侵蝕情況進行判斷，并利用科學的檢測方法來檢驗材料的劣質化情況。例如對珠光體耐熱鋼的球化以及石墨化進行檢查；判斷在高溫高壓環境下造成的脫碳、氫腐蝕裂紋是否嚴重；對腐蝕環境導致的晶間腐蝕或者應力腐蝕裂紋進行檢查，斷口金相檢驗可以對具體的類型進行判定，對設備損壞的原因進行科學分析，并且金相檢驗還可以將那些不易發現的顯微裂紋找出來，這是無損探傷做不到的，還能對材料偏析老化進行檢查。例如某廠的爐管材質為不銹鋼、化工管道材質為碳鋼，這些材料劣化都是因為使用的時間過久，已經超過了設計使用年限，所以出現了嚴重的老化情況。對這些設備進行金相檢驗，結果均為不合格組織并且需要報廢，具有不可恢復的缺陷，如果不予報廢將會帶來非常危險的后果，由此可見金相檢驗是非常重要的。

4 現場金相檢驗的流程以及未來的發展

4.1 現場金相檢驗一般程序

選擇金相檢測點→角磨機粗磨（深度一般大于1mm）→水砂紙細磨（150#、300#、600#依次研磨）→金相砂紙精磨→拋光（一般用金剛石研磨膏）→根據材質選用相應的侵蝕劑腐蝕→顯微鏡觀察→現場拍照或復膜。

4.2 全新的金相檢驗技術

在計算機不斷普及與應用的形勢下金相檢驗的發展主要向著信息化的方向發展，這也決定了此種檢驗方法更加標準化、精確化、智能化與高效化。目前對于此種檢驗方法與計算機技術的結合已經有了初步的成果，金相顯微鏡系統就是兩種技術融合的產物，此系統現今已經投入到了現場檢測中。并且在進行金相分析中，應用計算機的定量技術可以幫助其將特種設備材料的微觀結構組織進行高效轉化，為動力學研究提供更加精準的數據。同時需要注意的是在計算機技術與金相檢驗技術結合應用中的數字圖像處理技術的研究及發展，其可以為定量金相分析提供更加直觀的材料，為微觀組織測算提供一定的依據，從而保證檢驗工作進行中失誤及錯誤可以有效減少。

5 結語

通過上文的分析及總結可以得出現場金相檢驗是對承壓類特種設備常規檢驗的一種強化及補充，尤其是現今各類特種設備的使用要求及使用環境趨于復雜的形勢下，其必須要保證設備可以承受高溫度及高壓力等環境要求。對于承壓類特種設備在現場金相檢驗中的幾個重點以上有了詳細介紹，相關工作人員需要對其進行全面掌握，嚴格遵循檢驗標準及工藝流程來使用相關技術，進而保證此種檢驗方法可以在實際中發揮出其應有的作用，及時找出設備中的隱患，為特種設備的使用提供一份安全保障。

參考文獻

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