电站锅炉部件检验中现场金相检验技术的操作方法

别尔兰·贾纳依汗，木合塔尔·买买提伊明

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐830011）

电站锅炉部件检验中现场金相检验技术的操作方法

别尔兰·贾纳依汗，木合塔尔·买买提伊明

（新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院，新疆 乌鲁木齐830011）

金相检验技术设备简单、成本低、适用性强，在电站锅炉部件检验中应用比较普遍。为了探究现场金相检验的科学操作方法，提升电站锅炉部件检验效果，对金相点选取、粗磨、细磨、抛光、侵蚀和金相组织观察具体操作环节进行详细探讨。并结合应用实例进行验证，结果表明金相检验技术具有良好的应用效果，值得推广。

电站锅炉；部件检验；金相检验技术；操作方法

金相检验技术的优势在于能够对金属材料内部组织状态变化进行直观的了解。在电站锅炉金相检验中，一般应用常规组织形态对其进行分析，检验内容包括金相组织评定、老化程度、夹杂物级别和晶粒度级别等，检验点数比较少，仅限于标准规定的相关评判，不对检验结果进行统计和分析。长时间的高温条件，使得电站锅炉金属材料部件发生珠光体球化、石墨化、高温蠕变、回火脆化等变化，对锅炉性能产生严重影响。为了满足日常发电需求，电站锅炉参数不断提高，其质量和金属材料性能也有所提高，在检验过程中，要注重结合锅炉的服役年限和具体使用情况，对其材质状况进行确定，以达到良好的现场金相检验效果。

1　金相检验技术概述

金相学即金属显微观察和摄像技术。当前时代背景下，其内容更加广泛，是指用肉眼、低倍放大镜、光学显微镜、电子显微镜和X射线衍射等各项技术。针对电站锅炉等大型不可移动设备的金相检验，一般应用便携式显微镜和复型技术对其金相组织进行观察和分析，不需要对部件进行取样，很大程度上确保了检验过程中的设备完整度。随着数码摄像技术的快速发展，应用数码相机就能够对金相组织进行拍摄和记录，提高了电站锅炉部件检验质量和效率。

当前，金相学取得了快速的发展，更加注重定量金相学的发展。其通过测量和计算二维金相试样磨面或者薄膜金相显微组织，对合金组织的三维空间形态进行确定，以构成合金成分、组织和性能之间的定量关系。同时，注重对计算机技术进行辅助应用，对金相检验技术的应用进行简化，达到良好的检验效果［1］。

2　电站锅炉现场金相检验操作方法

电站锅炉现场检验过程中，要注重应用现场金相法，避免对试样进行割取，影响设备性能。

2.1现场金相检验工作步骤

2.1.1金相点选取

金相点的选取要具备典型性。例如，电站锅炉设备存在裂纹，技术人员要在裂纹部位进行取样，以分析裂纹产生原因，并将取样位置控制在其发源处、扩展处和裂纹尾部，确保其成因分析的全面性；在温度最高的地方取样，对材质进行分析，看其是否存在球化、石墨化和过烧等现象；在大应力部位取样，看其是否存在蠕变孔洞和微裂纹；焊接异种钢的过程中，对焊缝和两侧热影响区部位进行取样；硬度值异常部位取样，看其是否存在淬硬性组织；对严重变形部位进行取样，对金相组织相关变化进行观察。同时，金相点选取要避免对后期磨制和抛光产生影响。

2.1.2粗磨

应用电动角向砂轮机进行粗磨，将砂轮盘型号控制在80号或180号。粗磨过程中，要确保金相点表面平整，并对打磨深度进行控制。如果打磨太深将会对部件造成伤害。打磨太浅无法将表面脱碳层进行去除，无法对典型的基体组织进行观察。

2.1.3细磨

细磨过程中，要对砂纸片进行科学合理的选择，将其粒度标号控制在120、240、400、600、800、1000，并加上电动角向磨光机进行。细磨过程中，要消除上一道磨痕，确保表面光滑度和平整度。

2.1.4抛光

机械抛光、化学抛光和电解抛光应用极为普遍。一般会选择机械抛光和化学抛光进行现场金相检验。机械抛光应用过程中，要对抛光时间和力度进行控制，避免时间过长，导致金相点表面发热，或者用力过猛，造成表面晶粒变形。完成抛光工作后，要应用无水乙醇或者丙酮等清洗剂和棉球对表面的抛光膏、灰尘和油污等进行清除，确保表面清洁度和平整度［2］。

2.1.5侵蚀

擦拭法侵蚀应用比较普遍。技术人员要根据电站锅炉的具体材质，对侵蚀剂进行科学合理的选用，并对侵蚀时间进行控制，避免过度侵蚀。侵蚀之后，需要应用溶剂对试样表面进行彻底均匀的清洗。

2.1.6金相组织观察

对便携式金相显微镜和数码相机进行同步应用，以提高金相图像获取的便利度。如果技术人员无法应用显微镜对金相点位置进行确定，可以应用金相复型法，对复型薄膜进行制作，进而在实验室内部对其进行观察，对金相组织相关情况进行明确的了解。

2.2金相复型法的具体操作步骤

首先，在制作好的试样表面滴上定量的丙酮，使丙酮对观察表面进行均匀覆盖。

其次，在丙酮液面上铺设AC纸张，用拇指在平面垂直上对其进行均匀按压，避免按压过程中的拇指移动，确保覆膜紧紧贴住试样，进而将两者之间的气泡排出。

最后，静置一段时间后，复型材料会干燥和硬化。然后掀起复型材料的一角，使其脱离金属表面，进而得到金相复型片［3］。

2.3现场复型注意事项

首先，在应用丙酮对试样表面滴加的过程中，要对其滴加量进行控制。如果检查面为仰视或者竖直，滴加丙酮的过程中，要对覆膜片进行均匀下压，对两者之间的间隔时间进行控制，避免丙酮会发过快，影响复膜片的熔接和流动，难以达到良好的复型效果。

其次，压复膜片过程中，要预留一个小角，以提高复型片揭除便利度。

最后，应用AC纸复型，在同一部位要进行多次检查，将最初检测结果舍弃，以确保试面清洁度，并将最后几次的复型进行保留和应用。

3　电站锅炉现场金相检验具体应用

某电站锅炉的锅筒底部出现鼓包现象。检验人员应用现场金相分析对锅炉进行检验，并对其安全情况进行判定。如图1所示，为现场金相检测仪。在检验过程中，锅炉内部空间比较小，无法应用显微镜得到良好的检验效果。检验人员应用现场金相复膜技术对其进行检验，得出锅筒鼓包起始点金相组织为铁素体+珠光体，珠光体内部碳化物已经长大并扩散到晶界，因此其球化现象严重。分析覆膜金相图，检验人员能够对工业锅炉鼓包处材质球化进行具体判定。该背景下，锅炉不应再投入使用，否则会出现极为严重的开裂问题，引发质量问题和安全事故。修理人员要应用切割修补措施，对锅炉鼓包问题进行有效解决［3］。

图1　现场金相检测仪

4　结束语

随着现代化进程的加快和科技的进步，金相检验技术也取得了快速的发展。在电站锅炉部件检验中，应用现场金相检验技术，能够达到良好的应用和实践效果。检验人员要结合电站锅炉具体情况，对金相检验技术进行科学合理的应用，以达到良好的检验效果，促进锅炉检验质量的提升。

［1］张先鸣.紧固件螺栓调质的金相检验［J］.金属制品，2013，39 （5）：51-55.

［2］毕革平.灰铸铁和球磨铸铁金相检验标准变更比对分析［J］.金属热处理，2011，36（1）：127-130.

［3］燕样样，李红莉.金相试样制备技术与技巧［J］.理化检验，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

别尔兰·贾纳依汗（1986-），男，新疆乌鲁木齐人，本科，助理工程师，研究方向：锅炉定期检验和能效测试。