论文部分内容阅读
[摘 要]在电站锅炉检验中的检测方法多种多样，其中硬度检测技术应用比较广泛，但检验人员对这种方法的重视程度不够，即使在电站锅炉检验中应用了硬度检测技术，对检测结果的分析也不到位。本文简要介绍了硬度检测技术的要求和作用，重点分析了硬度检测技术在电站锅炉检测中的应用，主要包括安装监督检验和定期检验。
[关键词]硬度检测技术；电站锅炉检验；硬度检测标准
中图分类号：TK223.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0386-01
随着科学技术的发展，在电站锅炉检验中逐渐应用各种新的检测方法和手段。通过采用宏观、测厚、硬度和割管检查等方法，逐渐提高了电站锅炉检验效果，提高了电站锅炉缺陷的检出率，并且每种检测方法之间都有一定的关联性，在电站锅炉缺陷检验中可以互为补充的使用，其中硬度检测技术是基础的检测技术，目前在电站锅炉缺陷检验中普遍使用，本文对硬度检测技术在电站锅炉检验中应用的研究具有重要的现实意义。
一、硬度检测技术要求和作用
在电站锅炉检验技术中，硬度检验技术是一项基础的技术。尽管电站锅炉检测技术的方法不断增加，但硬度检验技术仍有具有重要的作用，检验人员不可忽视其重要性，而且硬度检验技术有着特定的要求和标准，并且在电站锅炉设备检验上具有独特的作用，对缺陷检测也有很大的影响。
1、硬度检测技术的技术要求
硬度检验技术主要利用布氏硬度计或者里氏硬度计进行检测，其中布氏硬度计的特点是比较笨重，不方便使用，而里氏硬度计轻便一些，但两种硬度计都有很好的检测效果，使用两种硬度计都可以对电站锅炉设备的焊缝处、热影响区以及与母材相关的部位进行硬度检测。为了取得有效的检测结果，对锅炉设备和硬度计的本身都有严格的要求，主要表现在以下几个方面：
（1）物件表面必须要足够光滑、平整和清洁，不能存在油污，保持一定的金属光泽度。
（2）若物件表面为曲面，如果曲率半径小于30则必须利用支撑环来辅助检测。
（3）物件的厚度不能小于5mm。
（4）物件不能带有磁性。
（5）要用标准试块对仪器进行提前校验之后在进行检验。
（6）对测试点的选择要保持有大于3mm的间隔距离。
（7）检测的过程中保证冲击装置的支撑环和被测物件表面能够充分压实，冲击装置释放按钮按动的时候必须使操作人员和物件、冲击装置之间处于不变且稳定的状态。
（8）检测后对数据的处理要选取多于3个的尽可能多的数据，偏离正常数据范围过大的数据可以不进行选择。
2、硬度检测技术的作用
硬度检测技术主要作用是检验材料质量的好坏，首先要获取材料抗拉强度和加工及焊接的残余应力的数据，并且要检测出材料的金相组织，进而判断材料的强度等级，最终鉴定材质的质量好坏。此外，利用硬度检测技术可以根据材料的热处理效果和反应来了解材料在加工过程中的变化情况，因此，硬度检测技术在电站锅炉检验中具有不可替代的地位。随着电站锅炉业务的不断扩大，硬度检测技术在电站锅炉检测中也被广泛应用。
二、硬度检测技术在电站锅炉检验中的应用
现在的电站锅炉已经向高参数、大容量发展，新开工建设的纯火电机组大都为超临界以上参数，这就决定了新建锅炉所选用的材料和以往有了很大的不同，HR3C、super-304、TP347HFG等高等级耐热材料广泛使用，DL/T438《火力发电厂金属技术监督规程》也在2009版中作出了相应的调整。硬度检测技术在电站锅炉检验中主要包括两个阶段的应用，分别是安装监督检验和定期检验，在两种检验中都起着特定的作用。
1、安装监督检验中的应用
（1）在锅筒的安装过程中，对其汽包封头以及筒体进行初级的硬度测试并获得原始数据，这样汽包在工作长时间后材质发生改变后可以与原始数据对比了解变化的程度。
（2）对直管、弯管以及导气管等各种管道的硬度抽查检测，大致求得管道材料的强度值，从而初步判断管道是否符合电站锅炉热处理的要求。
（3）对锅炉连接螺栓的硬度及强度检验，了解高强度的螺栓连接副的热处理能力和效果，从而判定不同材料的螺栓和螺母之间是否匹配。
（4）对锅炉母体、焊缝和热影响区的强度进行检验，了解焊接工艺的实际执行的情况以及接头的质量高低，母材和焊缝之间的硬度值也能提供选用焊材的性能及材料之间匹配程度的信息。
（5）电站锅炉集箱采用的合金钢材料一般为12Cr1MoVG、SA-35P22、SA-335P91等种类，这些材料容易产生冷裂纹，利用硬度检测技术可以在对锅炉的受压部件进行热处理后，检测出母材、焊缝以及热影响区的硬度及效果，从而了解接头处的应力消除效果，为电站锅炉的运作提供更全面的参考信息。
（6）电站锅炉一些部件在运作较长时间后可能因出现问题而被返修，通过返修后的硬度检测可以了解返修效果和焊接的质量，大致估计出工件的再利用期限。
2、定期检验中的应用
硬度检测技术在电站锅炉定期检验中的应用包括以下部件的硬度检测：
（1）汽包检验。对工作了10万小时的锅炉，需要对汽包的筒体和封头进行硬度测试检验，了解汽包在运作中受低循环导致的疲劳和损伤，借助对金相的判断获得汽包材质的改变情况。
（2）水冷壁检验。燃烧器四周以及冷灰斗区域的水冷壁管是重点检验区域，同时对其他存在变形及鼓包的管道壁也要利用硬度检测技术来作硬度测试。这些热负荷较高的部位也是最容易出现问题的部位，用硬度检测技术定期检验能够保证这些部件时刻保持锅炉运作所需的硬度要求。
（3）过热器和再热器的检测，以及过热器、再热器联箱和炉顶的集气联箱的检测。过热器和再热器所处的区域温度很高，需要及时检测了解硬度变化，高温区域的联箱也容易出现石墨化等现象，定期进行硬度检测可以发现材质缺陷，及时维修和更换保证设备的正常运行。
（4）蒸汽管道和再热器管道的检测。电站锅炉常用的Cr-Mo低合金钢管道在高于450摄氏度的高温下运行超过十万小时后，可能会出现珠光体球化的现象，需要定期进行检测以发现组织变化。
（5）锅炉焊接接头的检验。通过对电站锅炉采用的热强度钢之间的焊接接头的硬度检测，能够及时发现接头处存在的淬硬组织或者其他缺陷。
（6）螺栓、螺母的检测。对螺栓和螺母的硬度检测，可以更加清楚地了解其实际材质状况，以及热处理状态的变化。
（7）电站锅炉的定期检验中，有时可能由于锅炉的服役时间太长而导致资料丢失的情况，在没有确切的质量和材料证明资料的困难下，利用硬度检测技术可以简便、快捷地获得材料及硬度信息的初步了解。
三、硬度检测评定标准
一般情况下，是对母材和焊接接头进行硬度检测。对于母材，不同的材料对硬度值都作了相应的规定。同种钢（非奥氏体）焊接热处理后的硬度，一般不超过母材布氏硬度加100HBW，且不超过下列规定：合金钢含量<3%，布氏硬度值2079HBW；合金钢含量3%-10%布氏硬度值成300HBW，合金钢含量>10%布氏硬度值300HBW；对于非奥氏体的异种钢焊缝，其热处理后的硬度（以合金含量低侧母材的成分计算合金总含量）应不超过合金母材布氏硬度+100HBW。
四、结语
综上所述，硬度检测技术在电站锅炉检验中具有重要的作用，其作为最基础的检测技术可以被广泛推广使用，本文对硬度检测技术在电站锅炉检验中的运用的研究仍存在不足之处，在今后的学习中会有更深一步的研究，希望相关学者批评指正，相信硬度检测技术在电站锅炉检验中会有更好的应用。
参考文献
[1] 黄浩. 硬度检测技术及其在电站锅炉检验中的应用研究[J]. 科技与企业， 2014 （15）.
[2] 季永全. 硬度检测技术及其在电站锅炉检验中的应用研究[J]. 科技信息. 2013（05）
[关键词]硬度检测技术；电站锅炉检验；硬度检测标准
中图分类号：TK223.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0386-01
随着科学技术的发展，在电站锅炉检验中逐渐应用各种新的检测方法和手段。通过采用宏观、测厚、硬度和割管检查等方法，逐渐提高了电站锅炉检验效果，提高了电站锅炉缺陷的检出率，并且每种检测方法之间都有一定的关联性，在电站锅炉缺陷检验中可以互为补充的使用，其中硬度检测技术是基础的检测技术，目前在电站锅炉缺陷检验中普遍使用，本文对硬度检测技术在电站锅炉检验中应用的研究具有重要的现实意义。
一、硬度检测技术要求和作用
在电站锅炉检验技术中，硬度检验技术是一项基础的技术。尽管电站锅炉检测技术的方法不断增加，但硬度检验技术仍有具有重要的作用，检验人员不可忽视其重要性，而且硬度检验技术有着特定的要求和标准，并且在电站锅炉设备检验上具有独特的作用，对缺陷检测也有很大的影响。
1、硬度检测技术的技术要求
硬度检验技术主要利用布氏硬度计或者里氏硬度计进行检测，其中布氏硬度计的特点是比较笨重，不方便使用，而里氏硬度计轻便一些，但两种硬度计都有很好的检测效果，使用两种硬度计都可以对电站锅炉设备的焊缝处、热影响区以及与母材相关的部位进行硬度检测。为了取得有效的检测结果，对锅炉设备和硬度计的本身都有严格的要求，主要表现在以下几个方面：
（1）物件表面必须要足够光滑、平整和清洁，不能存在油污，保持一定的金属光泽度。
（2）若物件表面为曲面，如果曲率半径小于30则必须利用支撑环来辅助检测。
（3）物件的厚度不能小于5mm。
（4）物件不能带有磁性。
（5）要用标准试块对仪器进行提前校验之后在进行检验。
（6）对测试点的选择要保持有大于3mm的间隔距离。
（7）检测的过程中保证冲击装置的支撑环和被测物件表面能够充分压实，冲击装置释放按钮按动的时候必须使操作人员和物件、冲击装置之间处于不变且稳定的状态。
（8）检测后对数据的处理要选取多于3个的尽可能多的数据，偏离正常数据范围过大的数据可以不进行选择。
2、硬度检测技术的作用
硬度检测技术主要作用是检验材料质量的好坏，首先要获取材料抗拉强度和加工及焊接的残余应力的数据，并且要检测出材料的金相组织，进而判断材料的强度等级，最终鉴定材质的质量好坏。此外，利用硬度检测技术可以根据材料的热处理效果和反应来了解材料在加工过程中的变化情况，因此，硬度检测技术在电站锅炉检验中具有不可替代的地位。随着电站锅炉业务的不断扩大，硬度检测技术在电站锅炉检测中也被广泛应用。
二、硬度检测技术在电站锅炉检验中的应用
现在的电站锅炉已经向高参数、大容量发展，新开工建设的纯火电机组大都为超临界以上参数，这就决定了新建锅炉所选用的材料和以往有了很大的不同，HR3C、super-304、TP347HFG等高等级耐热材料广泛使用，DL/T438《火力发电厂金属技术监督规程》也在2009版中作出了相应的调整。硬度检测技术在电站锅炉检验中主要包括两个阶段的应用，分别是安装监督检验和定期检验，在两种检验中都起着特定的作用。
1、安装监督检验中的应用
（1）在锅筒的安装过程中，对其汽包封头以及筒体进行初级的硬度测试并获得原始数据，这样汽包在工作长时间后材质发生改变后可以与原始数据对比了解变化的程度。
（2）对直管、弯管以及导气管等各种管道的硬度抽查检测，大致求得管道材料的强度值，从而初步判断管道是否符合电站锅炉热处理的要求。
（3）对锅炉连接螺栓的硬度及强度检验，了解高强度的螺栓连接副的热处理能力和效果，从而判定不同材料的螺栓和螺母之间是否匹配。
（4）对锅炉母体、焊缝和热影响区的强度进行检验，了解焊接工艺的实际执行的情况以及接头的质量高低，母材和焊缝之间的硬度值也能提供选用焊材的性能及材料之间匹配程度的信息。
（5）电站锅炉集箱采用的合金钢材料一般为12Cr1MoVG、SA-35P22、SA-335P91等种类，这些材料容易产生冷裂纹，利用硬度检测技术可以在对锅炉的受压部件进行热处理后，检测出母材、焊缝以及热影响区的硬度及效果，从而了解接头处的应力消除效果，为电站锅炉的运作提供更全面的参考信息。
（6）电站锅炉一些部件在运作较长时间后可能因出现问题而被返修，通过返修后的硬度检测可以了解返修效果和焊接的质量，大致估计出工件的再利用期限。
2、定期检验中的应用
硬度检测技术在电站锅炉定期检验中的应用包括以下部件的硬度检测：
（1）汽包检验。对工作了10万小时的锅炉，需要对汽包的筒体和封头进行硬度测试检验，了解汽包在运作中受低循环导致的疲劳和损伤，借助对金相的判断获得汽包材质的改变情况。
（2）水冷壁检验。燃烧器四周以及冷灰斗区域的水冷壁管是重点检验区域，同时对其他存在变形及鼓包的管道壁也要利用硬度检测技术来作硬度测试。这些热负荷较高的部位也是最容易出现问题的部位，用硬度检测技术定期检验能够保证这些部件时刻保持锅炉运作所需的硬度要求。
（3）过热器和再热器的检测，以及过热器、再热器联箱和炉顶的集气联箱的检测。过热器和再热器所处的区域温度很高，需要及时检测了解硬度变化，高温区域的联箱也容易出现石墨化等现象，定期进行硬度检测可以发现材质缺陷，及时维修和更换保证设备的正常运行。
（4）蒸汽管道和再热器管道的检测。电站锅炉常用的Cr-Mo低合金钢管道在高于450摄氏度的高温下运行超过十万小时后，可能会出现珠光体球化的现象，需要定期进行检测以发现组织变化。
（5）锅炉焊接接头的检验。通过对电站锅炉采用的热强度钢之间的焊接接头的硬度检测，能够及时发现接头处存在的淬硬组织或者其他缺陷。
（6）螺栓、螺母的检测。对螺栓和螺母的硬度检测，可以更加清楚地了解其实际材质状况，以及热处理状态的变化。
（7）电站锅炉的定期检验中，有时可能由于锅炉的服役时间太长而导致资料丢失的情况，在没有确切的质量和材料证明资料的困难下，利用硬度检测技术可以简便、快捷地获得材料及硬度信息的初步了解。
三、硬度检测评定标准
一般情况下，是对母材和焊接接头进行硬度检测。对于母材，不同的材料对硬度值都作了相应的规定。同种钢（非奥氏体）焊接热处理后的硬度，一般不超过母材布氏硬度加100HBW，且不超过下列规定：合金钢含量<3%，布氏硬度值2079HBW；合金钢含量3%-10%布氏硬度值成300HBW，合金钢含量>10%布氏硬度值300HBW；对于非奥氏体的异种钢焊缝，其热处理后的硬度（以合金含量低侧母材的成分计算合金总含量）应不超过合金母材布氏硬度+100HBW。
四、结语
综上所述，硬度检测技术在电站锅炉检验中具有重要的作用，其作为最基础的检测技术可以被广泛推广使用，本文对硬度检测技术在电站锅炉检验中的运用的研究仍存在不足之处，在今后的学习中会有更深一步的研究，希望相关学者批评指正，相信硬度检测技术在电站锅炉检验中会有更好的应用。
参考文献
[1] 黄浩. 硬度检测技术及其在电站锅炉检验中的应用研究[J]. 科技与企业， 2014 （15）.
[2] 季永全. 硬度检测技术及其在电站锅炉检验中的应用研究[J]. 科技信息. 2013（05）