硬度檢測(cè)技術(shù)及其在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究

【摘要】硬度檢測(cè)技術(shù)是電站鍋爐檢驗(yàn)中一種常用方法，本文對(duì)硬度檢測(cè)技術(shù)方法與要求進(jìn)行了闡述，分析并探討了硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】硬度檢測(cè)技術(shù)；電站鍋爐檢驗(yàn)；應(yīng)用；誤差控制

在科技發(fā)展的引領(lǐng)下，電站鍋爐檢驗(yàn)業(yè)務(wù)逐漸運(yùn)用到了更多的檢驗(yàn)技術(shù)和手段，通過(guò)各類技術(shù)的充分利用和配合，對(duì)電站鍋爐缺陷檢驗(yàn)效果變得越來(lái)越全面和完善。作為最基礎(chǔ)的技術(shù)之一，硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐的缺陷檢驗(yàn)中應(yīng)用廣泛，也是十分有效的檢驗(yàn)手段之一。

一、硬度檢測(cè)技術(shù)要求和作用

硬度檢驗(yàn)技術(shù)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單且基礎(chǔ)的技術(shù)，有著特定的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電站鍋爐的設(shè)備及缺陷檢測(cè)都有著獨(dú)特的作用，在電站鍋爐檢測(cè)各種新興技術(shù)層出不窮的同時(shí)，硬度檢測(cè)技術(shù)依然有著不可忽視的重要性。

1.1硬度檢測(cè)技術(shù)的技術(shù)要求

硬度檢測(cè)技術(shù)主要用布氏硬度計(jì)或者更為便攜的里氏硬度計(jì)來(lái)對(duì)設(shè)備的焊縫處、熱影響區(qū)以及其它和母材有關(guān)的部位來(lái)進(jìn)行硬度的測(cè)定，布氏硬度計(jì)比較笨重，里氏硬度計(jì)則較為輕便，兩者都能獲得良好的檢測(cè)效果。但是獲得有效地檢測(cè)結(jié)果對(duì)設(shè)備或者部件本身也有著特定的要求：

（1）物件表面必須要足夠光滑、平整和清潔，不能存在油污，保持一定的金屬光澤度；（2）若物件表面為曲面，如果曲率半徑小于30則必須利用支撐環(huán)來(lái)輔助檢測(cè)；（3）物件的厚度不能小于5mm；（4）物件不能帶有磁性；（5）要用標(biāo)準(zhǔn)試塊對(duì)儀器進(jìn)行提前校驗(yàn)之后在進(jìn)行檢驗(yàn)；（6）對(duì)測(cè)試點(diǎn)的選擇要保持有大于3mm的間隔距離；（7）檢測(cè)的過(guò)程中保證沖擊裝置的支撐環(huán)和被測(cè)物件表面能夠充分壓實(shí)，沖擊裝置釋放按鈕按動(dòng)的時(shí)候必須使操作人員和物件、沖擊裝置之間處于不變且穩(wěn)定的狀態(tài)；（8）檢測(cè)后對(duì)數(shù)據(jù)的處理要選取多于3個(gè)的盡可能多的數(shù)據(jù)，偏離正常數(shù)據(jù)范圍過(guò)大的數(shù)據(jù)可以不進(jìn)行選擇。

1.2硬度檢測(cè)技術(shù)的作用

硬度檢測(cè)技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在獲得材料實(shí)際的抗拉強(qiáng)度和加工及焊接的殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)上，并檢測(cè)出材料的金相組織，從而能夠大致判斷材料的強(qiáng)度等級(jí)，鑒定出材質(zhì)的好壞。同時(shí)通過(guò)檢驗(yàn)材料的熱處理效果和反應(yīng)，能夠在一定程度上了解材料在加工過(guò)程中的組織變化。這些作用使得硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐的檢驗(yàn)工作中得到了廣泛的應(yīng)用，有著不可替代的重要地位。

二、硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用

現(xiàn)在的電站鍋爐已經(jīng)向高參數(shù)、大容量發(fā)展，新開工建設(shè)的純火電機(jī)組大都為超臨界以上參數(shù)，這就決定了新建鍋爐所選用的材料和以往有了很大的不同，HR3C、super-304、TP347HFG等高等級(jí)耐熱材料廣泛使用，DL/T438《火力發(fā)電廠金屬技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》也在2009版中作出了相應(yīng)的調(diào)整。

硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐檢驗(yàn)中主要包括兩個(gè)階段的應(yīng)用，分別是安裝監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)，在兩種檢驗(yàn)中都起著特定的作用。

2.1安裝監(jiān)督檢驗(yàn)中的應(yīng)用

（1）在鍋筒的安裝過(guò)程中，對(duì)其汽包封頭以及筒體進(jìn)行初級(jí)的硬度測(cè)試并獲得原始數(shù)據(jù)，這樣汽包在工作長(zhǎng)時(shí)間后材質(zhì)發(fā)生改變后可以與原始數(shù)據(jù)對(duì)比了解變化的程度；

（2）對(duì)直管、彎管以及導(dǎo)氣管等各種管道的硬度抽查檢測(cè)，大致求得管道材料的強(qiáng)度值，從而初步判斷管道是否符合電站鍋爐熱處理的要求；

（3）對(duì)鍋爐連接螺栓的硬度及強(qiáng)度檢驗(yàn)，了解高強(qiáng)度的螺栓連接副的熱處理能力和效果，從而判定不同材料的螺栓和螺母之間是否匹配；

（4）對(duì)鍋爐母體、焊縫和熱影響區(qū)的強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，了解焊接工藝的實(shí)際執(zhí)行的情況以及接頭的質(zhì)量高低，母材和焊縫之間的硬度值也能提供選用焊材的性能及材料之間匹配程度的信息；

（5）電站鍋爐集箱采用的合金鋼材料一般為12Cr1MoVG、SA-335P22、SA-335P91等種類，這些材料容易產(chǎn)生冷裂紋，利用硬度檢測(cè)技術(shù)可以在對(duì)鍋爐的受壓部件進(jìn)行熱處理后，檢測(cè)出母材、焊縫以及熱影響區(qū)的硬度及效果，從而了解接頭處的應(yīng)力消除效果，為電站鍋爐的運(yùn)作提供更全面的參考信息；

（6）電站鍋爐一些部件在運(yùn)作較長(zhǎng)時(shí)間后可能因出現(xiàn)問(wèn)題而被返修，通過(guò)返修后的硬度檢測(cè)可以了解返修效果和焊接的質(zhì)量，大致估計(jì)出工件的再利用期限。

2.2定期檢驗(yàn)中的應(yīng)用

硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐定期檢驗(yàn)中的應(yīng)用包括以下部件的硬度檢測(cè)：

（1）汽包檢驗(yàn)。對(duì)工作了10萬(wàn)小時(shí)的鍋爐，需要對(duì)汽包的筒體和封頭進(jìn)行硬度測(cè)試檢驗(yàn)，了解汽包在運(yùn)作中受低循環(huán)導(dǎo)致的疲勞和損傷，借助對(duì)金相的判斷獲得汽包材質(zhì)的改變情況；

（2）水冷壁檢驗(yàn)。燃燒器四周以及冷灰斗區(qū)域的水冷壁管是重點(diǎn)檢驗(yàn)區(qū)域，同時(shí)對(duì)其他存在變形及鼓包的管道壁也要利用硬度檢測(cè)技術(shù)來(lái)作硬度測(cè)試。這些熱負(fù)荷較高的部位也是最容易出現(xiàn)問(wèn)題的部位，用硬度檢測(cè)技術(shù)定期檢驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC這些部件時(shí)刻保持鍋爐運(yùn)作所需的硬度要求；

（3）過(guò)熱器和再熱器的檢測(cè)，以及過(guò)熱器、再熱器聯(lián)箱和爐頂?shù)募瘹饴?lián)箱的檢測(cè)。過(guò)熱器和再熱器所處的區(qū)域溫度很高，需要及時(shí)檢測(cè)了解硬度變化，高溫區(qū)域的聯(lián)箱也容易出現(xiàn)石墨化等現(xiàn)象，定期進(jìn)行硬度檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)材質(zhì)缺陷，及時(shí)維修和更換保證設(shè)備的正常運(yùn)行；

（4）蒸汽管道和再熱器管道的檢測(cè)。電站鍋爐常用的Cr-Mo低合金鋼管道在高于450攝氏度的高溫下運(yùn)行超過(guò)十萬(wàn)小時(shí)后，可能會(huì)出現(xiàn)珠光體球化的現(xiàn)象，需要定期進(jìn)行檢測(cè)以發(fā)現(xiàn)組織變化；

（5）鍋爐焊接接頭的檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)電站鍋爐采用的熱強(qiáng)度鋼之間的焊接接頭的硬度檢測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)接頭處存在的淬硬組織或者其他缺陷；

（6）螺栓、螺母的檢測(cè)。對(duì)螺栓和螺母的硬度檢測(cè)，可以更加清楚地了解其實(shí)際材質(zhì)狀況，以及熱處理狀態(tài)的變化；

（7）電站鍋爐的定期檢驗(yàn)中，有時(shí)可能由于鍋爐的服役時(shí)間太長(zhǎng)而導(dǎo)致資料丟失的情況，在沒有確切的質(zhì)量和材料證明資料的困難下，利用硬度檢測(cè)技術(shù)可以簡(jiǎn)便、快捷地獲得材料及硬度信息的初步了解，然后再查閱資料獲得更進(jìn)一步的信息，給鍋爐的檢驗(yàn)提供了便利。

三、總結(jié)

硬度檢測(cè)技術(shù)有著簡(jiǎn)便、快速的特點(diǎn)，操作工藝也不復(fù)雜，是電站鍋爐檢驗(yàn)工作的重要技術(shù)。在實(shí)際鍋爐的檢驗(yàn)工作中，還需要將硬度檢測(cè)技術(shù)和其他檢測(cè)技術(shù)相互配合，制定科學(xué)合理的檢測(cè)計(jì)劃，獲得更加有效的檢測(cè)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1]季永全.硬度檢測(cè)技術(shù)及其在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用研究[J].科技信息，2013，05：132+158.

[2]劉清方，沈貞民.鍋爐安全：修訂版[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介

黃浩（1974-），性別：男，籍貫：河北省宛平縣，工作單位：寧夏回族自治區(qū)鍋爐壓力容器檢驗(yàn)所，職稱：高級(jí)工程師，研究項(xiàng)目：電站鍋爐檢驗(yàn)檢測(cè)。