硬度測試在蒸壓斧檢驗(yàn)中的應(yīng)用

符有輝（海南省三亞質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督技術(shù)所，海南三亞572000）

硬度測試在蒸壓斧檢驗(yàn)中的應(yīng)用

符有輝（海南省三亞質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督技術(shù)所，海南三亞572000）

因?yàn)椴僮鬟^程溫度、壓力有著近乎苛刻的要求，所以實(shí)際在役蒸壓斧運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生滲氮、滲碳、脫碳、硫化以及石墨化的現(xiàn)象，硬度也會隨之改變，存在一定的安全隱患，本文主要對硬度測試的分析，并闡述了硬度與強(qiáng)度的關(guān)系，給評定檢驗(yàn)工作的安全等級提供必要的參考。

蒸壓斧;硬度測試;應(yīng)用

蒸壓釜用途十分廣泛，又稱蒸養(yǎng)釜，是一種重量較重、體積龐大的大型壓力容器[1]。在混凝土管樁、加氣混凝土砌塊、煤灰磚、灰砂磚、保溫石棉板、微孔硅酸鈣板、高強(qiáng)度石膏等建筑材料的蒸壓養(yǎng)護(hù)中有著大量的應(yīng)用。斧內(nèi)的壓力及溫度變化由于養(yǎng)護(hù)的產(chǎn)品不同也不盡相同。主要受壓元件會由于使用時間長而導(dǎo)致材質(zhì)劣化，使得蒸壓斧的使用壽命和性能受到嚴(yán)重影響，不確定是否能夠保證生產(chǎn)安全，為了使得蒸壓斧的安全運(yùn)行得到保障，保證人民群眾的生命和財產(chǎn)的安全，除定期利用常規(guī)的檢驗(yàn)手段之外，還應(yīng)采用硬度測試檢測方式，與其它檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相互驗(yàn)證，為受檢蒸壓斧的安全等級狀況的最終評定提供依據(jù)，具有十分重要的意義。

1 蒸壓斧主要材料性能、硬度與強(qiáng)度的關(guān)系

蒸壓斧的材料一般為16MnR、Q235-B。在鋼鐵材料中的碳元素對其硬度的影響最明顯,碳含量越高,材料的硬度就越高。兩種材料的化學(xué)成分見表一[2]：

材料化學(xué)成分(表一)

硬度作為力學(xué)性能的重要指標(biāo)，可以反映材料本身彈塑性能及變形的特性，硬度試驗(yàn)和其他力學(xué)性能測試方式相比的優(yōu)勢有很多，主要體現(xiàn)在以下方面：試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)后基本不會被破壞；試驗(yàn)在不同標(biāo)準(zhǔn)的樣品上都可完成；具有操作簡單、試驗(yàn)速度快、成本較低及設(shè)備方便等優(yōu)勢，根據(jù)硬度和強(qiáng)度的關(guān)系，強(qiáng)度極限值可以通過測得的硬度值很容易的估算出來，因此在實(shí)際生活中，硬度試驗(yàn)的應(yīng)用較為普遍。

金屬材料硬度和強(qiáng)度值、各硬度值間相互的關(guān)系類似，由于繼續(xù)塑性變形抗力、起始的塑性變形抗力決定了硬度值，所以材料的塑性變形阻力、強(qiáng)度和硬度值之間成正比關(guān)系。由于各材料之間換算的關(guān)系不同，一般碳素鋼可按照強(qiáng)度和硬度，得出材料近似的強(qiáng)度數(shù)值，可按照下列公式得出[3]：

σb＝0.345HB(Mpa)

注：各國目前大多采用布氏硬度為單位：kg/mm2，一般只有數(shù)值，比如HB200，需將它乘以9.81，才能轉(zhuǎn)換成MPa.

2 在蒸壓斧檢驗(yàn)中硬度測試的應(yīng)用

在實(shí)際使用當(dāng)中，是否需硬度測試，可根據(jù)蒸壓斧實(shí)際使用情況來進(jìn)行確定，實(shí)際測試辦法如下：

2.1 測試點(diǎn)的選定及操作要求

.測定點(diǎn)需根據(jù)蒸壓斧的具體情況來選擇，通常定在特殊點(diǎn)(像進(jìn)汽、排污等點(diǎn))和正常部位。

.測定點(diǎn)邊上的積聚物、阻擋物、油污等需及時去掉，還需用紗布進(jìn)行打磨，以確保其表面光滑，達(dá)到2μm的粗糙度標(biāo)準(zhǔn)，使得出來的測量值結(jié)果更準(zhǔn)確。

.同一區(qū)域內(nèi)測量，需要對此區(qū)域中三點(diǎn)以上進(jìn)行測量，算出他們的算數(shù)平均數(shù)，并且測定點(diǎn)距離需要大于3毫米，評定結(jié)果才會產(chǎn)生。

.儀器設(shè)備在測量前需要用標(biāo)準(zhǔn)的試塊來校準(zhǔn)，并且在-10℃至45℃的環(huán)境中才能更準(zhǔn)確。

.當(dāng)操作人員、沖擊裝置都很穩(wěn)定的狀態(tài)下，才能按動沖擊裝置釋放按鈕。

2.2 硬度測試的應(yīng)用

在有了硬度平均數(shù)值之后，抗拉強(qiáng)度(σb)及它的正常值(Q235-B為σb＝375～460；16MnR為σb＝510～630)就可以進(jìn)行對比，具體數(shù)值可以根據(jù)公式得出。

·如需繼續(xù)使用，需要滿足實(shí)際抗拉強(qiáng)度和正常值比較5%

·為了蒸壓斧的安全性得以保證，某處是否變軟、是否發(fā)生組織變形，可以由實(shí)際抗拉強(qiáng)度和正常值比較大于5%來確定，如果裂紋是因?yàn)楹缚p附近應(yīng)力較大而產(chǎn)生，就需要做出進(jìn)一步的檢查，使得蒸壓斧使用的安全性得到保證。

·當(dāng)所測硬度HB＜250時可判斷在用蒸壓斧沒有產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。

·我們還可以利用測得的硬度值估計蒸壓斧的組織是否發(fā)生變化，因?yàn)椴煌慕鹣嘟M織，其硬度是不同的，如鐵素體（F）HB=80～120；，珠光體（P）HB=160～250；滲碳體（Fe3C）HRC70～75；奧氏體（A）HB=160～200。所以當(dāng)材料組織發(fā)生變化，必然會在硬度值上得到反映。

3 結(jié)語

如上所述，對于長期運(yùn)行的蒸壓斧(可引伸至壓力容器)，在對它們進(jìn)行常規(guī)檢查時，作為檢驗(yàn)員在制定方案時，應(yīng)將硬度測定予以考慮，，它對于檢測結(jié)果的安全等級評定能起到很重要的作用，為此，本人認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)這方面應(yīng)用和推廣。

[1]葉承勇.淺談?wù)魤焊ㄆ跈z驗(yàn)的檢驗(yàn)要點(diǎn)[J].海峽科學(xué)，2013，10:17-19.

[2]潘明.蒸壓釜的安全與檢驗(yàn)[J].鍋爐壓力容器安全，1986，02:43-44.

[3]湯榮躍，譚婧.硬度檢測在壓力容器定期檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].化工裝備技術(shù)，2014，02:77-78.