硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用分析

肖靜 張遠(yuǎn)

摘要：近年來，我國(guó)不斷推動(dòng)科技創(chuàng)新，這也給鍋爐行業(yè)的發(fā)展帶來了許多挑戰(zhàn)。在維護(hù)鍋爐過程中，需要應(yīng)用相應(yīng)的硬度檢測(cè)技術(shù)，而這就必須要嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，以確保硬度檢測(cè)技術(shù)能夠得到高效的應(yīng)用，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)電站鍋爐行業(yè)的快速發(fā)展。鑒于此，本文便對(duì)硬度檢測(cè)技術(shù)在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析。

關(guān)鍵詞：硬度檢測(cè);電站鍋爐;檢驗(yàn)

引言

對(duì)于電站鍋爐而言，其是指電廠在電力生產(chǎn)過程中的重要發(fā)電設(shè)備，電站鍋爐的容量通常是較大的，當(dāng)前我國(guó)所采用的電站鍋爐機(jī)組有很多都在600MW左右，而超臨界鍋爐則是其中比較先進(jìn)的，其鍋爐容量則可達(dá)到1000MW左右。在電站鍋爐檢驗(yàn)中，主要將電站鍋爐劃分成兩種，一種是煤粉爐，另一種則是循環(huán)流化床鍋爐，其也是我國(guó)絕大多數(shù)鍋爐企業(yè)所采用的主要類型。對(duì)于這兩種鍋爐而言，其最明顯的區(qū)別便在于燃料為液體或粉狀煤塊。

1 電站鍋爐介紹

1.1 結(jié)構(gòu)類型

從結(jié)構(gòu)類型來說，電站鍋爐主要有三種類型，分別是倒U型、塔型與箱型。其中，倒U型的電站鍋爐在結(jié)構(gòu)上要相對(duì)較低，這種結(jié)構(gòu)便于操作人員更加靈活的布置鍋爐受熱面，但其卻需要占據(jù)很大的地面空間，其原因在于倒U型電站鍋爐進(jìn)行組裝時(shí)，需要在地面上安裝風(fēng)機(jī)、除塵等設(shè)備。塔型的電站鍋爐在結(jié)構(gòu)形狀上則與古塔較為類似，因其結(jié)構(gòu)筆直，所以不需要設(shè)置轉(zhuǎn)彎煙道，這樣能夠避免灰塵進(jìn)入，從而使鍋爐受熱面得到有效的保護(hù)。不過其同樣有不足存在，便是因鍋爐結(jié)構(gòu)過高而給工人的維護(hù)及檢修工作造成極大不便。箱型的電站鍋爐在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上比較緊湊、密集，其可有效節(jié)約鍋爐空間，不過，過于密集緊湊的結(jié)構(gòu)布置也使得各個(gè)設(shè)備的空間過于狹小，從而給這些設(shè)備的維護(hù)與檢修造成很大不便。

1.2循環(huán)方式

在電站鍋爐中，其內(nèi)部蒸發(fā)系統(tǒng)是利用兩種管道來進(jìn)行自然循環(huán)的，這兩種管道分別是下降管與上升管。除了自然循環(huán)以外，蒸發(fā)系統(tǒng)中還配置了相應(yīng)的循環(huán)泵，以此將上升管與下降管進(jìn)行連接起來，從而實(shí)現(xiàn)輔助循環(huán)。在直流鍋爐的循環(huán)系統(tǒng)中，其各級(jí)受熱面需要進(jìn)行良好接觸，以確保水與受熱面相接觸后能夠產(chǎn)生蒸汽，并由鍋爐進(jìn)行內(nèi)部輸出。除此之外，直流鍋爐中的汽水系統(tǒng)還利用循環(huán)泵來結(jié)合輔助循環(huán)和直流鍋爐，以此實(shí)現(xiàn)復(fù)合循環(huán)。

2 硬度檢測(cè)技術(shù)

一般而言，材料在碰撞硬度更高物體時(shí)，其對(duì)該物體嵌入內(nèi)部的作用進(jìn)行抵抗所具有的能力便是硬度。在檢測(cè)材料硬度時(shí)，因材料特點(diǎn)、應(yīng)用途徑等方面的差異，因此需要采用不同的檢驗(yàn)方法來對(duì)材料硬度進(jìn)行檢測(cè)，而這些檢測(cè)方法則通常涉及到維氏硬度、顯微維氏硬度、布氏硬度以及洛氏硬度等。對(duì)于硬度檢測(cè)技術(shù)來說，其需要監(jiān)督材料能否得到正確的使用，由于個(gè)別企業(yè)為了追求更多的利益，這使其常常采用硬度不達(dá)標(biāo)的材料來進(jìn)行代替，這也造成采用這些材料的產(chǎn)品很難達(dá)到理想的質(zhì)量要求。而且，硬度檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于其能夠分析材料中的組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分等相關(guān)性能指標(biāo)，以便于指導(dǎo)人們采用更加合理的材料。

3 硬度檢測(cè)技術(shù)在鍋爐檢測(cè)中發(fā)揮的作用分析

3.1 抗拉強(qiáng)度檢驗(yàn)

對(duì)于材料來說，其從均勻的塑性變形逐漸過渡至局部集中塑性變形時(shí)所具有的臨界值便是所謂的抗拉強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度能夠反映出金屬處于靜拉伸時(shí)所具有的最大承載能力。通常來說，如果材料受到的最大拉應(yīng)力較小時(shí)，則其變形會(huì)以均勻變化趨勢(shì)為主，而當(dāng)最大拉應(yīng)力逐漸增大，并最終超過材料的臨界值時(shí)，則材料便會(huì)產(chǎn)生縮頸現(xiàn)象，從而發(fā)生局部區(qū)域變形。

3.2 強(qiáng)度等級(jí)劃分

由于不同材料在強(qiáng)度、用途上有著很大差異，這使得硬度檢測(cè)技術(shù)在應(yīng)用之后，能夠指導(dǎo)用戶對(duì)合適的金屬材料進(jìn)行選擇。

3.3 材料熱處理效果的檢驗(yàn)

在電站鍋爐中，其內(nèi)部熱量會(huì)影響到材料的使用效果，所以檢驗(yàn)這些材料的熱處理效果，能夠有效避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

3.4 了解材料的金相組織

通過硬度檢驗(yàn)技術(shù)，能夠幫助人們更好的研究金屬或合金在使用過程中產(chǎn)生的內(nèi)在變化，并且還有助于更好的掌握材料在使用過程中的最佳氣候條件，明確材料在加工變形時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)在變化規(guī)律，進(jìn)而確保材料能夠在最適宜的條件下得到合理的使用。

4 硬度檢測(cè)在電站鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用

4.1 可應(yīng)用于鍋爐的安裝檢測(cè)

在安裝電站鍋爐時(shí)，對(duì)鍋筒的安裝是非常重要的，而在安裝鍋筒時(shí)，其筒體與汽包封頭則是關(guān)鍵零部件，因此需要對(duì)其初始硬度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。鍋爐在經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，便要進(jìn)行相應(yīng)的硬度檢測(cè)，然后將硬度檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與初始的硬度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，由此便可分析出材料在力學(xué)性能上所發(fā)生的變化，從而更加深入的了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在電站鍋爐中還有許多管件類物件，這些物件同樣要開展硬度檢測(cè)，通過抽檢的方式來獲取其力學(xué)參數(shù)，并判斷其能否與實(shí)際使用要求相符。在電站鍋爐中還要應(yīng)用到許多螺栓螺釘，因此也要通過硬度檢測(cè)技術(shù)來對(duì)螺栓螺釘進(jìn)行檢驗(yàn)以此確定其受力情況。對(duì)于部分熱處理的螺栓螺釘來說，則需要對(duì)其在熱處理后所產(chǎn)生的性能變化進(jìn)行分析，以此確定其能否得到合理的應(yīng)用。以下便將電站鍋爐中兩種不同規(guī)格的鍋爐管進(jìn)行表面硬度檢測(cè)，分別為20#/GB3087與12GrMoVG/GB5310，通過觀察其檢測(cè)結(jié)果可以了解到，材料被氧化皮包裹時(shí)，其材料的表面硬度值要比正常的硬度更高，無法準(zhǔn)確測(cè)量其實(shí)際硬度值。因此需要利用角磨機(jī)來對(duì)材料表面進(jìn)行拋光，以使鍋爐管露出原有的金屬光澤，不過其實(shí)際硬度值卻比氧化皮的硬度檢測(cè)值低的多，但仍舊高于正常硬度值，究其原因在于檢測(cè)表面還有一些氧化皮沒有進(jìn)行完全的處理，這也造成了其管體硬度檢測(cè)值偏高。采用硬度檢測(cè)技術(shù)，可對(duì)鍋爐的實(shí)際運(yùn)行情況有一個(gè)全面的了解，進(jìn)而做到對(duì)材料受損或出現(xiàn)異常時(shí)能夠進(jìn)行及時(shí)的檢修，從而保障電站鍋爐的正常、安全運(yùn)行。

在電站鍋爐中還涉及到許多管道和元件，這些管道與元件的連接是采用焊接來實(shí)現(xiàn)的，在將硬度檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于電站鍋爐時(shí)，還要對(duì)管道與元件間的焊熢進(jìn)行必要檢查，以此分析其能否符合電站鍋爐的運(yùn)行要求。對(duì)于鍋爐電站而言，其焊縫硬度需要以母才硬度值作為判定標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段我國(guó)在電站鍋爐生產(chǎn)領(lǐng)域中已經(jīng)制定了DL/T869標(biāo)準(zhǔn)體系，通過該DL/T869標(biāo)準(zhǔn)體系能夠有效判定焊縫硬度是否達(dá)標(biāo)。在該標(biāo)準(zhǔn)體系中規(guī)定，相同種類的鋼材在焊接接頭熱處理以后，其焊縫的布氏硬度應(yīng)控制在母才硬度的100HBW以內(nèi)，而其合金總含量不得超過3%，其布氏硬度應(yīng)控制在270HBW以內(nèi)，并且焊縫的硬度應(yīng)至少達(dá)到其母材硬度的 90%以上。對(duì)于9%至12%的馬氏體熱鋼在經(jīng)過熱處理以后，其焊縫硬度應(yīng)控制在180HBW至270HBW之間。

結(jié)語

總而言之，現(xiàn)階段我國(guó)電站鍋爐行業(yè)已經(jīng)步入了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，不過仍要充分做好硬度檢測(cè)等基礎(chǔ)性工作，采用先進(jìn)的技術(shù)手段，以便于為相關(guān)人員對(duì)電站鍋爐的維護(hù)檢修提供可靠的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂永紅. 電站鍋爐檢驗(yàn)中硬度檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探究[J]. 鍋爐制造，2019（01）：62-64.

[2]趙加星，潘晴川，劉濤. 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]. 冶金與材料，2019，39（01）：21-22.

[3]楊國(guó)祥. 試述硬度檢測(cè)在鍋爐檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 科技與創(chuàng)新，2019（13）：69-71.

作者簡(jiǎn)介：肖靜（1984—），男? 漢族 四川隆昌人 ，碩士，工程師，從事動(dòng)力工程、電力工業(yè)、金屬學(xué)及金屬工藝、自動(dòng)化技術(shù)研究。