硬度检测技术在电站锅炉检验中的应用分析

肖静 张远

摘要：近年来，我国不断推动科技创新，这也给锅炉行业的发展带来了许多挑战。在维护锅炉过程中，需要应用相应的硬度检测技术，而这就必须要严格按照国家相关标准来执行，以确保硬度检测技术能够得到高效的应用，从而进一步促进我国电站锅炉行业的快速发展。鉴于此，本文便对硬度检测技术在电站锅炉检验中的应用进行深入的分析。

关键词：硬度检测;电站锅炉;检验

引言

对于电站锅炉而言，其是指电厂在电力生产过程中的重要发电设备，电站锅炉的容量通常是较大的，当前我国所采用的电站锅炉机组有很多都在600MW左右，而超临界锅炉则是其中比较先进的，其锅炉容量则可达到1000MW左右。在电站锅炉检验中，主要将电站锅炉划分成两种，一种是煤粉炉，另一种则是循环流化床锅炉，其也是我国绝大多数锅炉企业所采用的主要类型。对于这两种锅炉而言，其最明显的区别便在于燃料为液体或粉状煤块。

1 电站锅炉介绍

1.1 结构类型

从结构类型来说，电站锅炉主要有三种类型，分别是倒U型、塔型与箱型。其中，倒U型的电站锅炉在结构上要相对较低，这种结构便于操作人员更加灵活的布置锅炉受热面，但其却需要占据很大的地面空间，其原因在于倒U型电站锅炉进行组装时，需要在地面上安装风机、除尘等设备。塔型的电站锅炉在结构形状上则与古塔较为类似，因其结构笔直，所以不需要设置转弯烟道，这样能够避免灰尘进入，从而使锅炉受热面得到有效的保护。不过其同样有不足存在，便是因锅炉结构过高而给工人的维护及检修工作造成极大不便。箱型的电站锅炉在内部结构上比较紧凑、密集，其可有效节约锅炉空间，不过，过于密集紧凑的结构布置也使得各个设备的空间过于狭小，从而给这些设备的维护与检修造成很大不便。

1.2循环方式

在电站锅炉中，其内部蒸发系统是利用两种管道来进行自然循环的，这两种管道分别是下降管与上升管。除了自然循环以外，蒸发系统中还配置了相应的循环泵，以此将上升管与下降管进行连接起来，从而实现辅助循环。在直流锅炉的循环系统中，其各级受热面需要进行良好接触，以确保水与受热面相接触后能够产生蒸汽，并由锅炉进行内部输出。除此之外，直流锅炉中的汽水系统还利用循环泵来结合辅助循环和直流锅炉，以此实现复合循环。

2 硬度检测技术

一般而言，材料在碰撞硬度更高物体时，其对该物体嵌入内部的作用进行抵抗所具有的能力便是硬度。在检测材料硬度时，因材料特点、应用途径等方面的差异，因此需要采用不同的检验方法来对材料硬度进行检测，而这些检测方法则通常涉及到维氏硬度、显微维氏硬度、布氏硬度以及洛氏硬度等。对于硬度检测技术来说，其需要监督材料能否得到正确的使用，由于个别企业为了追求更多的利益，这使其常常采用硬度不达标的材料来进行代替，这也造成采用这些材料的产品很难达到理想的质量要求。而且，硬度检测技术的应用优势在于其能够分析材料中的组织结构、化学成分等相关性能指标，以便于指导人们采用更加合理的材料。

3 硬度检测技术在锅炉检测中发挥的作用分析

3.1 抗拉强度检验

对于材料来说，其从均匀的塑性变形逐渐过渡至局部集中塑性变形时所具有的臨界值便是所谓的抗拉强度，抗拉强度能够反映出金属处于静拉伸时所具有的最大承载能力。通常来说，如果材料受到的最大拉应力较小时，则其变形会以均匀变化趋势为主，而当最大拉应力逐渐增大，并最终超过材料的临界值时，则材料便会产生缩颈现象，从而发生局部区域变形。

3.2 强度等级划分

由于不同材料在强度、用途上有着很大差异，这使得硬度检测技术在应用之后，能够指导用户对合适的金属材料进行选择。

3.3 材料热处理效果的检验

在电站锅炉中，其内部热量会影响到材料的使用效果，所以检验这些材料的热处理效果，能够有效避免安全生产事故的发生。

3.4 了解材料的金相组织

通过硬度检验技术，能够帮助人们更好的研究金属或合金在使用过程中产生的内在变化，并且还有助于更好的掌握材料在使用过程中的最佳气候条件，明确材料在加工变形时所产生的内在变化规律，进而确保材料能够在最适宜的条件下得到合理的使用。

4 硬度检测在电站锅炉检验中的应用

4.1 可应用于锅炉的安装检测

在安装电站锅炉时，对锅筒的安装是非常重要的，而在安装锅筒时，其筒体与汽包封头则是关键零部件，因此需要对其初始硬度检测数据进行获取。锅炉在经过一段时间的运行后，便要进行相应的硬度检测，然后将硬度检测数据结果与初始的硬度检测数据进行对比，由此便可分析出材料在力学性能上所发生的变化，从而更加深入的了解设备的运行状态。在电站锅炉中还有许多管件类物件，这些物件同样要开展硬度检测，通过抽检的方式来获取其力学参数，并判断其能否与实际使用要求相符。在电站锅炉中还要应用到许多螺栓螺钉，因此也要通过硬度检测技术来对螺栓螺钉进行检验以此确定其受力情况。对于部分热处理的螺栓螺钉来说，则需要对其在热处理后所产生的性能变化进行分析，以此确定其能否得到合理的应用。以下便将电站锅炉中两种不同规格的锅炉管进行表面硬度检测，分别为20#/GB3087与12GrMoVG/GB5310，通过观察其检测结果可以了解到，材料被氧化皮包裹时，其材料的表面硬度值要比正常的硬度更高，无法准确测量其实际硬度值。因此需要利用角磨机来对材料表面进行抛光，以使锅炉管露出原有的金属光泽，不过其实际硬度值却比氧化皮的硬度检测值低的多，但仍旧高于正常硬度值，究其原因在于检测表面还有一些氧化皮没有进行完全的处理，这也造成了其管体硬度检测值偏高。采用硬度检测技术，可对锅炉的实际运行情况有一个全面的了解，进而做到对材料受损或出现异常时能够进行及时的检修，从而保障电站锅炉的正常、安全运行。

在电站锅炉中还涉及到许多管道和元件，这些管道与元件的连接是采用焊接来实现的，在将硬度检测技术应用于电站锅炉时，还要对管道与元件间的焊熢进行必要检查，以此分析其能否符合电站锅炉的运行要求。对于锅炉电站而言，其焊缝硬度需要以母才硬度值作为判定标准，现阶段我国在电站锅炉生产领域中已经制定了DL/T869标准体系，通过该DL/T869标准体系能够有效判定焊缝硬度是否达标。在该标准体系中规定，相同种类的钢材在焊接接头热处理以后，其焊缝的布氏硬度应控制在母才硬度的100HBW以内，而其合金总含量不得超过3%，其布氏硬度应控制在270HBW以内，并且焊缝的硬度应至少达到其母材硬度的 90%以上。对于9%至12%的马氏体热钢在经过热处理以后，其焊缝硬度应控制在180HBW至270HBW之间。

结语

总而言之，现阶段我国电站锅炉行业已经步入了良好的发展态势，不过仍要充分做好硬度检测等基础性工作，采用先进的技术手段，以便于为相关人员对电站锅炉的维护检修提供可靠的数据指导。

参考文献：

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[2]赵加星，潘晴川，刘涛. 硬度检测技术及其在电站锅炉检验中的应用研究[J]. 冶金与材料，2019，39（01）：21-22.

[3]杨国祥. 试述硬度检测在锅炉检验中的应用[J]. 科技与创新，2019（13）：69-71.

作者简介：肖静（1984—），男  汉族 四川隆昌人 ，硕士，工程师，从事动力工程、电力工业、金属学及金属工艺、自动化技术研究。