承压类特种设备检验中现场金相检验方法的运用

龙晓辉

摘 要：特种设备作为一种高危设备其在使用中的安全性与稳定性是其生产应用中的重要部分，为此对于特种设备的检验是其投入使用中的重要环节，尤其是对于承压类特种设备的检验需要从其失效形式进行研究，以此作为基础探讨在实际中应用的现场金相检验方法，指出金相检验在应用中需要着重注意的要点、难点，并对其在实际中的工艺、技术、流程等进行多方面的分析解读，从而使检验工作更加标准化，进而使承压类特种设备可以稳定、安全地投入生产使用中。

关键词：承压类特种设备 现场金相检验 检验方法 材质劣化

中图分类号：TH121 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（c）-0081-02

在承压类特种设备使用中其由于受到温度、压力等作用，其材质微观组织会在时间的作用下出现一定的变化，设备金属材料的组织结构决定了特种设备在实际使用中的寿命及作用，并且关系着特种设备使用的安全性。由于特种设备的金属材料的化学性质属于固定的部分，因此其微观组织结构可以说是影响设备整体性能的最主要因素。而在进行微观检验中，金相检验方法在实际的应用中可以反映出金属材料组织变化产生的规律，在分析的基础上确定特种设备失效的原因。

1 在承压类特种设备检验中现场金相检验方法应用的重要性

在社会生产活动中特种设备的工作环境无疑是非常严苛的，其事故所带来的损伤威胁着人们的生命财产安全，为此必须要通过检验的手段来控制特种设备的使用质量。目前在承压类特种设备中所出现的问题主要是由材料劣质化造成部分失效所引起的，为此必须要将此部分作为研究中的重点。金相检验可以通过其微观显示技术来展示出材料变化情况，确立定量分析结构，从多角度来准确找出材料劣质化的情况，全面分析材料失效原因。这种检验方法对于设备寿命及强度可以有效的评价，并且在检验中需要着重注意一些使用年限较长及设定寿命较长的设备，进而保证特种设备在服役期间可以安全使用。

2 承压类特种设备的失效形式

承压类特种设备的失效形式种类较多，诸如刚度、强度等，失效因素的不同其所产生的后果也有一定的区别，但是无论是哪种失效情况都可能造成灾难性的事故危害。目前在特种设备失效形式中最常发生的就是强度失效，在高压、易燃、易爆、剧毒等特点的影响下设备一旦出现强度失效将会产生爆炸或是泄漏等非常严重的危害。以锅炉为例，其在使用中根据使用要求的不同所需要承受着不同介质所带来的侵蚀作用，其受压部分因内部复杂结构所来的不同介质影响极易出现部件强度失效的问题，例如产生裂纹或是损坏等情况，压力系统受到损坏造成设备整体运行出现较为严重的故障情况，在内部压力值或是设备材料强度受损达到一定的临界值后就会出现爆炸事故或是泄漏事故。因此在检验中特种设备的强度应是其重要的检测部分之一，同时在失效检验中还需注意刚度、泄漏、失稳等失效问题，采用金相检验方法来进行针对性检测。

3 现场金相检验的应用

3.1 对进场原材料进行复验

原材料在进场使用之前必须要通过复检来对其进行全面的检查，其主要是将进场原材料按照相关规定标准对其规格、质量、性质、性能等进行核定。根据金相检验的特点可以将其检验环节分为宏观及微观两个部分，首先是宏观检验，主要利用酸蚀试验来鉴定产品是否存在着质量问题及冶炼是否合格，例如材料密度与设计标准之间的差距、原材料内部是否存有杂质、材料整体性等，以此来避免材料存在裂缝、气孔等问题所造成的特种设备承压能力下降，增加事故发生风险；其次是微观检验，通过金相检验显微检测的特点对材料组织结构进行判断，并且在材料热处理性质的检查上需要通过其微观检测来对材料的晶粒度进行分析，以此来核定材料是否达到相关标准要求。

3.2 检验产品制造以及安装工艺的质量

在特种设备产品制造及安装的过程中需要由常规检测来对其进行质量控制，而金相检验则是对质量检查工作进行的一种强化。首先，需要对其焊接质量进行全面检查及分析，其中焊缝问题则可以利用金相检验来判断其微观组织结构是否存在异常情况；其次是在热影响的检验中利用金相检验来判断其是否存在影响质量的组织结构，例如魏氏组织超标等问题。

3.3 检验在用设备的材质质量

特种设备中主要使用的材料为金属，而在这些金属材料中又以钢为最主要的材料部分，根据特种设备的使用环境、使用要求及使用特点等因素來看，这些钢制材料多数都要具有极高的耐腐性，但是在长时间的使用中具有腐蚀性的介质仍会造成使用材料出现劣质化的问题，而采用金相检验可以定点取材进行现场检验工作，可以更好地对设备所承受的侵蚀情况进行判断，并利用科学的检测方法来检验材料的劣质化情况。例如对珠光体耐热钢的球化以及石墨化进行检查；判断在高温高压环境下造成的脱碳、氢腐蚀裂纹是否严重；对腐蚀环境导致的晶间腐蚀或者应力腐蚀裂纹进行检查，断口金相检验可以对具体的类型进行判定，对设备损坏的原因进行科学分析，并且金相检验还可以将那些不易发现的显微裂纹找出来，这是无损探伤做不到的，还能对材料偏析老化进行检查。例如某厂的炉管材质为不锈钢、化工管道材质为碳钢，这些材料劣化都是因为使用的时间过久，已经超过了设计使用年限，所以出现了严重的老化情况。对这些设备进行金相检验，结果均为不合格组织并且需要报废，具有不可恢复的缺陷，如果不予报废将会带来非常危险的后果，由此可见金相检验是非常重要的。

4 现场金相检验的流程以及未来的发展

4.1 现场金相检验一般程序

选择金相检测点→角磨机粗磨（深度一般大于1mm）→水砂纸细磨（150#、300#、600#依次研磨）→金相砂纸精磨→抛光（一般用金刚石研磨膏）→根据材质选用相应的侵蚀剂腐蚀→显微镜观察→现场拍照或复膜。

4.2 全新的金相检验技术

在计算机不断普及与应用的形势下金相检验的发展主要向着信息化的方向发展，这也决定了此种检验方法更加标准化、精确化、智能化与高效化。目前对于此种检验方法与计算机技术的结合已经有了初步的成果，金相显微镜系统就是两种技术融合的产物，此系统现今已经投入到了现场检测中。并且在进行金相分析中，应用计算机的定量技术可以帮助其将特种设备材料的微观结构组织进行高效转化，为动力学研究提供更加精准的数据。同时需要注意的是在计算机技术与金相检验技术结合应用中的数字图像处理技术的研究及发展，其可以为定量金相分析提供更加直观的材料，为微观组织测算提供一定的依据，从而保证检验工作进行中失误及错误可以有效减少。

5 结语

通过上文的分析及总结可以得出现场金相检验是对承压类特种设备常规检验的一种强化及补充，尤其是现今各类特种设备的使用要求及使用环境趋于复杂的形势下，其必须要保证设备可以承受高温度及高压力等环境要求。对于承压类特种设备在现场金相检验中的几个重点以上有了详细介绍，相关工作人员需要对其进行全面掌握，严格遵循检验标准及工艺流程来使用相关技术，进而保证此种检验方法可以在实际中发挥出其应有的作用，及时找出设备中的隐患，为特种设备的使用提供一份安全保障。

参考文献

[1] 李景超，张晓丹.金相检验在承压类特种设备检验中的应用[J].科研，2015（43）：182.

[2] 王大刚，权磊，王振江.浅析现场金相检验在承压类特种设备检验中的应用[J].河南科技，2013（7X）：67.

[3] 李升丰，王超.现场金相检验在承压类特种设备检验中的应用[J].工程技术：引文版，2016（8）：205.endprint