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摘 要:經由過程阐發現場金相查驗误判案例,表面总结了可能致使現場金相查驗误判的缘由,并提 出了改良辦法,最後归纳出避免現場金相查驗误判必需斟酌的身分.提出查驗职员在展開現場金 相查驗及显微组织果断時,應答所檢質料概况状態、壁厚、情况、現場装备能力等身分加以综合考 虑,避免疏忽這些身分酿成的显微组织果断误差及技能危害.
關頭词:現場金相查驗;案例;显微组织;壁厚;情况;装备
中圖分類号:TG１１５．２１ 文献標记码:B 文章编号:１００１Ｇ４０１２(２０１９)０９Ｇ０６３９Ｇ０４
現場金相查驗技能是相對付實行室内的金相檢 驗而言的,它經由過程在現場對受檢質料概况举行磨制、 抛光、腐化显示出其显微组织後,利用現場金相显微 镜举行显微组织察看,或經由過程現場圖象收集装备,金 相复型後至實行室察看阐發的一種實驗法子[１].该 技能合用于動力體系、石化工業進程设备的制造、安 装及持久運行進程中,可依照 DL/T６５２－１９９８«金 相复型技能工藝导則»的请求,在現場對經常使用钢材 (碳素钢、低合金珠光體钢、合金布局钢、馬氏體钢、 奥日貨百貨推薦,氏體 钢 等)金 属 部 件 進 行 非 破 坏 性 的 微 观 组 织 查驗.
現場金相查驗技能對受檢部件無较着粉碎,可 顾全受檢部件的利用機能,具备怪异的技能上風[２], 解决了大型工件及在役進程设备没法取样至實行室 举行显微组织察看的問題;操纵该技能可便利地了 解現場装备部件質料的组织形態及散布環境,可應 用于金属質料热處置質量查抄及高温利用中组织性 能的評價,已成為國際通用的實驗法子.
今朝,笔者单元重要利用的現場金相察看及圖 像收集的装备有日本达柯 DSMＧIIIＧ１０４型現場金相 显微镜和徐州豪立 DMＧ０１型現場金相查抄儀,依照 DL/T６５２－１９９８尺度利用金相复型技能收集显微 组织描摹至實行室断定.但在比年承接的現場金相 查驗項目中,呈現了個體因為檢測职员輕忽某些因 素而致使显微组织果断存在误差的案例痛風治療,,這些案例 中有些误判成果可能會紧张影响到客户的决议计劃.為 此,笔者經由過程對這些案例的論述及缘由阐發,总结經 驗教训,制订响應對策以防止误判的再次產生,同時 為查驗职员供给参考,進一步提高現場金相查驗的 正确性與靠得住性.
１ 误判案例及缘由阐發
１．１ 電厂汽轮機导汽管概况脱碳致使的误判
(１)案例先容
某電厂拜托對規格為ϕ１１４妹妹×１８妹妹,質料 為１２Cr１MoVG 钢的汽轮機主汽門在役导汽管举行 現場显微组织阐發.查驗职员起首對导汽管概况去 除氧化层,再對阐發概况举行磨制、抛光、腐化,經由過程 現場金相显微镜察看显微组织後現場收集圖象,判 定该导汽管的显微组织中珠光體形態已彻底消散, 如圖 １ 所 示,按 照 DL/T ７７３－２００１«火 電 厂 用 １２Cr１MoV 钢球化評级尺度»評定,显微组织中珠光 體的均匀球化度到达５级,属于紧张球化.
客户据此结論認為导汽管質料已紧张劣化應更 換.切割下的导汽管在實行室制取厚度標的目的横截面 金相試样举行察看,發明该导汽管外概况存在脱碳 征象,去除脱碳层後察看显微组织為铁素體＋珠光 體,珠光體内碳化物虽已起頭分離但仍然致密,如 圖２所示.依照 DL/T７７３－２００１評定所檢部位歐冠盃決賽,的 显微组织珠光體均匀球化度為２级,属輕度球化. 丈量彻底脱碳层深度约為０．５妹妹,因為其輕度球化 组织所占厚度大于其有用壁厚,如圖３所示,是以该 导汽管可以继续服役.
(２)阐發與會商
厚壁管的制造工藝多為热轧,這類制造方法會 致使表里概况存在脱碳层,依照 GB５３１０－２００８«高 压汽锅用無缝钢管»第６．１１條劃定:“制品钢管的外 概况全脱碳层深度應不大于０．３妹妹,内概况脱碳层 厚 度 應 不 大 于 ０．４ 妹妹,两 者 之 和 應 不 大 于 ０．６妹妹”.而經過直管加工的厚壁弯頭、弯管、接頭 等管件,在热成型進程中其概况脱碳层厚度會继续 增大.上述案例中的查驗职员現實是對部件概况脱 碳层举行了显微组织阐發及断定,致使误判了其真 實的显微组织.當所檢部件金属在原始出產進程 中,或在高温、有機物富集等工况情况下呈現概况脱 碳、渗碳等環境,而檢測機構對此估量不足時,會造 成對在役部件显微组织“以表代里”式的误判.
１．２ 水冷壁管壁厚標的目的珠光體球化水平纷歧致导 致的误判
(１)案例先容
某電厂拜托對其汽锅呈現爆管的１号炉水冷壁 管(規格為ϕ６０妹妹×５妹妹,質料為２０G,汽锅用無 缝钢管)举行了現場金相查驗,然後再割样送至實行 室举行阐發.經由過程壁厚標的目的金相察看發明,水冷壁 管的显微组织均為铁素體＋珠光體,但在水冷壁管 截面偏外概况視場的珠光體區域中,碳化物已分離 并逐步向晶界分散,珠光體形態较為较着,珠光體平 均球化度為３级,如圖４所示;而管壁内侧截面珠光 體區域中的碳化物虽已起頭分離,但珠光體形態明 显,珠光體均匀球化度為２级,如圖５所示.
(２)阐發與會商
原始显微组织一致的炉管,因為利用中在壁厚方 向存在管表里温差梯度,持久運行後在壁厚標的目的的显 微组织變革响應會显現必定的梯度.按客户请求仅 在外概况举行現場金相查驗,如高温感化于部件外侧 (如加热炉炉管),則對外概况显微组织劣化水平的評定结論相對付总體壁厚来讲會侧重;而如高温感化于 部件内侧(如蒸汽管線),則就外概况显微组织劣化程 度的評定结論相對付总體壁厚来讲會偏輕.此時,外 概况显微组织的評定结論與部件总體壁厚標的目的显微 组织劣化水平的均匀程度會有必定误差,而且這類偏 差跟着部件表里壁温差的增大而加重.
１．３ 放大倍数不敷致使的反响器外壁碳化物類型 果断误差
(１)案例先容
某炼油厂加氢裂化車間拜托對其裂化反响器举行 現場金相查驗,指定阐發部位為反响器下封頭外壁. 封頭外壁下层壁厚為８４妹妹,質料為２．２５Cr１Mo０．２５V 钢.現場察看到的显微组织如圖６所示,可見碳化 物形態较為精密弥散.查驗职员開端果断该显微组 织组成為铁素體＋珠光體,据此果断珠光體内碳化 物已向晶界弥散,珠光體區域已不较着,珠光體均匀 球化度达３．５ 级,介于中度球化與彻底球化之間. 但對 所 檢 部 位 進 行 硬 度 測 量 的 结 果 為 １６３~ １６９HBHLD,在正常范畴内.
查驗职员進一步查阅了反响器的制造完工資 料,資料显示该反响器外壁终极热處置為高温铸造 後６８０~７２０℃回火(目標是使質料具有较好的强度和韧性),而不是压力容器钢板常見的正火處置.資 料显示基體的显微组织组成為铁素體＋粒状贝氏 體,其高温劣化機制其實不是珠光體内碳化物的分化. 而由圖６可知,该部位显微组织未產生较着劣化.
(２)阐發與會商
現場 金 相 显 微 镜 的 最 大 物 理 放 大 倍 数 仅 為 ４００倍.因為振動、非平面等身分,現場不支撑利用 更高倍数的镜頭举行察看,是以對付某些显微组织 的描摹细節较難辨别.该案例中的碳化物在６００倍 以上察看才能區别出是弥散碳化物颗粒,仍是微小 但呈中空描摹的粒状贝氏體.對付一些调質處置的 回火索氏體、屈氏體组织和羽毛状上贝氏體等形 態精密组织,常常必要６００~１０００倍的物理放大倍 率举行察看辨認,此時現場金相显微镜及金相复型 法子的辨别能力已不克不及胜任.
１．４ 現場功課空間中的尘土致使的误判
(１)案例先容
圖７ 附着尘土的炉管外壁显微组织复型 某炼油厂拜托對其重束装置加热炉炉管举行現 場金相查驗,評定该炉管的珠光體均匀球化度,炉管 的質料為１Cr５Mo钢.在現場金相查驗功課時,细 密的炉灰满盈炉腔,方才冲刷制备好的炉管概况當即 會吸附大量尘土,复型後的显微组织如圖７所示.檢 驗职员評定该炉管概况的显微组织為铁素體＋珠光體,且珠光體中的碳化物已分化并大量向晶界弥散.
在查驗進程中,查驗职员需极力解除复型上吸 附的尘土對珠光體中現實弥散于晶界上的碳化物观 察的滋扰.颠末细心聚焦察看,按照 DL/T７８７－ ２００１«火電厂用１５CrMo钢珠光體球化評级尺度», 評定所檢部位母材的显微组织珠光體均匀球化度為 ４级,属于中度球化.
(２)阐發與會商
在石化工業和動力装配的現場金相查驗功課 中,绝大大都是對加热炉炉管、高温部件举行質料劣 化查抄,是以多為炉腔等有限空間功課.功課空間 中不成防止地弥散有大量的炉灰、催化剂和石棉 等绝热質料的悬浮颗粒,這些颗粒巨细纷歧,不但易 于造成試样制备時的劃痕,且對付方才冲刷制备好 的金相試样檢測概况有很强的附着性,继而會對檢 驗职员的現場察看及金相复型造成滋扰.對付遍及 利用的珠光體型耐热钢,其显微组织劣化的重要機 制為珠光體内的碳化物在高温下逐步分化成微小的 球粒状碳化物,并弥散于晶界上.是以,查驗职员必 须對珠光體内分化出的弥散碳化物與頭皮按摩治療脫髮,附着的情况灰 尘加以區别.對付珠光體未產生较着球化的组织以 及尺寸较大、较着可果断為尘土的颗粒,查驗职员较 易解除尘土的滋扰;但對付珠光體已產生较着球化 且微小尘土颗粒大量附着的显微组织,則在現實檢 驗中较難區别,必要细心分辨.
２ 改良辦法
基于以上误判案例和多年事情履历,归纳总 结出以下改良辦法:
(１)檢測機構應尽可能采集客户拜托檢測部件的 役前資料,包含檢測部位的質料、终极热處置方法等 信息,增长對檢測部件是不是可能存在脱碳(渗碳)层 及显微组织组成的领會.
(２)對付可能存在脱碳(渗碳)层的部件,查驗 职员應利用计量檢定及格、機能有包管的超声波測 厚儀丈量脱碳(渗碳)层厚度,确保磨制後的残剩壁 厚大于有用壁厚的環境下,對部件磨制必定深度後 再举行金相查驗,或在對显微组织有疑難時加大打 磨力度,比力深浅分歧的两個厚度截面的显微组织 是不是一致.
(３)在金相查驗陈述中的得當位置需注明“根 据客户拜托,本次現場金相查驗部位為客户指定部 件概况,是以显微组织阐發结論仅對所檢部位概况賣力;客户應斟酌檢測部件存在脱碳(渗碳)征象時 造成显微组织檢測结論误差的可能.”和“因為本次 現場金相查驗只能阐發到部件概况的显微组织,未 能查抄部件的厚度截面,客户應斟酌壁厚標的目的组织 變革水平纷歧致的可能性.”經由過程這些提示使客户對 可能發生的阐發部位概况現場金相查驗结論與部件 总體金相查驗结論存在差别有知情权,同時建议客 户在取样時應尽可能斟酌到壁厚截面的总體显微组 织,防止為客户带来不需要的經濟丧失,為两邊規避 仅在概况檢測可能带来的技能危害.
(４)當現場金相查驗察看到的显微组织有没法 辨識清晰的细節問題時,應谨严举行显微组织断定, 應综合斟酌所檢部位的質料、终极热處置方法、利用 工况及現場阐發得出的显微组织结論,并連系相圖 综合果断質料的显微组织是不是產生劣化.
(５)查驗职员在卑劣情况下举行現場金相治療頸椎病,查驗 時,應經由過程纯熟操作收缩腐化冲刷試样概况後察看 及复型的時候,從而收缩尘土附着的時候;在現場金 相察看及對金相复型举行察看時,可經由過程對晶界的 频频聚焦及景深察看,尽可能解除附着尘土對珠光體 分化出的弥散碳化物察看的影响,再連系質料化學 成份中的碳含量、已用工時等身分综合果断显微组 织劣化環境.
３ 结論
综上所述,笔者就現場金相查驗與實行室金相 查驗的區分,和對應致使技能危害的缘由归纳综合為 如下４個身分.
３．１ 概况身分 現場金相查驗常常會致使阐發结論仅针對付被 檢區域試样概况,而不克不及代表部件的总體.當檢測 部件存在脱碳、渗碳等概况身分時,“井蛙之見、瞽者 摸象”的技能危害加倍凸起.檢測機構必需在檢測 陈述中對客户說明這類技能危害.
３．２ 壁厚身分 按照受檢部件的分歧工况,部件表里壁的温差 會造成壁厚標的目的显微组织劣化水平的差别,在現場 金相查驗時應按照現實工况加以斟酌,并在檢測報 告中對客户說明這類技能危害.
３．３ 情况身分 現場金相查驗與實行室取样阐發比拟功課情况 卑劣.查驗职员應斟酌尘土、情况温度、振動等對現場金相查驗工藝及現場金相圖象收集、金相复型的 影响,并在显微组织果断時尽可能解除這些影响.
３．４ 現場装备能力身分 現場金相显微镜及金相复型技能對付精密显微 组织的察看及圖象收集辨别能力有限,查驗职员應 斟酌该方面的技能危害.
查驗职员應在展開現場金相查驗及显微组织判 断時,對以上４個方面的身分加以综合斟酌,避免忽 略這些身分酿成的终极显微组织果断误差及其所带 来的技能危害.
参考文献鼻炎救星,:
[１] 田晓璇,肖國华,曹剑峰,等．P９１钢現場快速金相檢 驗法子[J]．理化查驗(物理分册),２０１５,５１(１２):８６７Ｇ ８６９．
[２] 谢汝良．現場金相复膜纸的建造法子與技能[J]．理化 查驗(物理分册),２０１８,５４(２):１１９Ｇ１２１．
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