祝海鵬

（呼倫貝爾市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021008）

引言：對(duì)于電站鍋爐而言，在對(duì)其中的金屬材料選擇時(shí)，必須參照國家頒布的相關(guān)準(zhǔn)則，并選擇滿足規(guī)定要求的材料。若選用的材料安全裕量不夠，很容易產(chǎn)生安全事故，不僅造成大量財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。相反，若材料之中合金占比過高，不但會(huì)造成資源浪費(fèi)，而且同樣有一定的危險(xiǎn)度。

一、金屬材料的應(yīng)用環(huán)境

對(duì)鍋爐來說，其屬于一種較為特殊的設(shè)備，受到國家監(jiān)察機(jī)構(gòu)監(jiān)管，存在著非常高的危險(xiǎn)度。在日常運(yùn)行的時(shí)候，工作人員理應(yīng)從多個(gè)層面進(jìn)行考慮，合理保養(yǎng)。尤其是在選擇金屬組件時(shí)，必須慎重考慮，但凡出現(xiàn)不兼容的情況，都會(huì)影響其自身功能的正常使用。若問題較為嚴(yán)重，甚至有可能對(duì)工作人員的生命安全造成威脅。

二、金相檢測(cè)

（一）基本概念

對(duì)金相檢測(cè)來說，主要是對(duì)金屬材料展開全面檢測(cè)，并把握其力學(xué)性能和結(jié)晶規(guī)律。通過金相組織的方式，可以有效展現(xiàn)出金屬材料的變化狀態(tài)。在電廠內(nèi)部，此類檢測(cè)主要包括兩種形式，分別是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。而檢測(cè)的對(duì)象主要包括內(nèi)部異常組織的包含程度、石墨化的具體程度、球化演變程度以及金相組織明確等。在《鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則》之中，專門為每一個(gè)鍋爐部件在不同條件下的應(yīng)用要求設(shè)置了基礎(chǔ)指標(biāo)。由于鍋爐指標(biāo)的運(yùn)行參數(shù)有所差異，在定期檢驗(yàn)時(shí)，實(shí)際提供的材料也都完全不同，通?？梢詫?0G 材料放入到一些運(yùn)行參數(shù)相對(duì)偏低的鍋爐內(nèi)部，而在一些參數(shù)較高的鍋爐之中，可以選擇12Cr1MoV 或者15CrMo 金屬材料[1]。

（二）金相顯微鏡

在進(jìn)行金相檢測(cè)的時(shí)候，冶金顯微鏡是目前應(yīng)用率最高的一類設(shè)備，具體包括三個(gè)部分，分別是光學(xué)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及機(jī)械系統(tǒng)。這其中，光學(xué)系統(tǒng)又由光源、物鏡、反射鏡以及電容器共同構(gòu)成。照明系統(tǒng)則是由低壓燈、電容器、視場(chǎng)光纜組成。機(jī)械系統(tǒng)是由視場(chǎng)光纜、目鏡、掃描臺(tái)、轉(zhuǎn)換器所組成。在工作原理方面，金相顯微鏡基本上和常規(guī)顯微鏡沒有太大區(qū)別。伴隨技術(shù)的快速進(jìn)步，金相顯微鏡的整體進(jìn)步也有了較大提升。

三、20G

（一）常見組織

20G 是低碳鋼的一種，在進(jìn)行安全檢查的時(shí)候，之所以采用20G，主要原因便是其作為受熱面的管子，溫度不低于480 度，而作為集箱的外壁，溫度不低于440 度。參照GBE3123 的要求，20G 制作的鋼管，其外部組織基本上都是珠光體和鐵素體。鐵蘇是碳元素在溶解之后出現(xiàn)的物質(zhì)，而珠光體則是其鐵元素全面融合出現(xiàn)的物體，通常以片狀的形式呈現(xiàn)。通過使用硝酸究竟，對(duì)其進(jìn)行侵蝕，可以看到其中出現(xiàn)的顯微組織。通過顯微鏡觀看后，可以得知其呈現(xiàn)為多邊形，顏色為亮白色。

（二）珠光體球化

珠光體是滲碳體和鐵素體重合之后出現(xiàn)的混合物，如果是片狀，則比表面積要大，而如果是球狀，則比表面積要小。如果是層狀，自身穩(wěn)定性就相對(duì)偏低，在高溫環(huán)境下，將各類小顆粒碳化物全部整合在一起，形成一個(gè)大球，使得表面能下降，增強(qiáng)自身的穩(wěn)定性水平。此外，若有球化情況出現(xiàn)，同樣會(huì)對(duì)材料的力學(xué)性能造成有功能性，若情況十分嚴(yán)重，甚至有可能降低20%到40%[2]。

（三）石墨化

通常來說，石墨化問題出現(xiàn)的位置主要在焊接接頭熱影響區(qū)域位置。石墨本身是一類有大量細(xì)小點(diǎn)不斷發(fā)展而成的顆粒狀，若石墨化問題極為嚴(yán)重，很容易出現(xiàn)鏈狀的情況。由于石墨本身強(qiáng)度偏低，因此經(jīng)常會(huì)有催斷的情況，使得設(shè)備的性能大幅度下降，無法正常應(yīng)用，甚至有一定概率直接造成設(shè)備完全報(bào)廢。

四、12Cr1MoV 和15CrMo

12Cr1MoV 和15CrMo 可以看作是低合金耐熱鋼的一類，在將Mo 元素以及Cr 元素融入進(jìn)去之后，使得原有材料自身的強(qiáng)度得到了全面提升。同時(shí)由于Cr 元素的存在，還能防止石墨化問題出現(xiàn)?；诂F(xiàn)有的鍋爐監(jiān)察規(guī)程內(nèi)容可以得知，已經(jīng)對(duì)15CrMo 做出了相關(guān)要求，當(dāng)其作為受熱面管的時(shí)候，壁溫最低不能低于570 度，而在作為集箱的時(shí)候，壁溫最低不能低于560 度。對(duì)于12Cr1MoV 來說，在作為受熱面管的時(shí)候，壁溫最低不能低于590 度，而在作為集箱的時(shí)候，壁溫最低不能低于575 度。由此可以發(fā)現(xiàn)，兩類材料本身的應(yīng)用條件沒有顯著區(qū)別。在GB3125 中，專門針對(duì)15CrMo 說明其組織主要是由珠光體以及鐵素體共同組成，因此可以有貝氏體存在。而對(duì)于12Cr1MoV 來說，自身則是由珠光體、鐵素體以及貝氏體共同組成，允許素氏體存在。在對(duì)鍋爐展開金相檢測(cè)的過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)在12Cr1MoV 里面的彎頭區(qū)域中，出現(xiàn)了大量鐵素體，在當(dāng)貝氏體產(chǎn)生之后，部件本身的硬度就會(huì)大幅度提高。在對(duì)焊接接頭部分展開金相檢測(cè)之后，可以發(fā)現(xiàn)其中的組織特點(diǎn)和20G 十分相似[3]。

五、結(jié)束語

綜上所述，對(duì)于電站鍋爐來說，本身屬于能源轉(zhuǎn)化裝置，無論是穩(wěn)定性還是安全性，都會(huì)對(duì)電站自身的整體發(fā)展有著非常大的影響。為了有效把握其質(zhì)量，當(dāng)前就可以采用金相檢測(cè)的方式，以此全面監(jiān)督鍋爐運(yùn)行的狀況，把握其內(nèi)部組織，進(jìn)而確保其正常運(yùn)行。