锅筒内凹面过烧范围确定方法

郑善

郑善

东莞市特种设备检测与节能技术服务中心有限公司

摘要：本文论述了工业锅炉锅筒受火面过烧范围确定的整个过程，并介绍锅筒受火面过烧范围的确定方法及金相组织的分析，为进一步的锅炉维修工作作出指导。

关键词：现场金相；过烧组织；过烧范围

引言

承压特种设备离不开金属材料，而金相技术则是金属材料检测的主要方法。金相检验是检测承压特种设备材料质量以及进行材料失效分析的重要工具，为承压特种设备事故分析提供技术支持。在承压特种设备无损检测中现场金相有着无可替代的作用。

1检验设备与观察位置选取原则

现场金相检测相关设备及耗材主要由现场金相显微镜，角磨机，砂轮片，砂纸，绒布，抛光膏、腐蚀液等。

选取观察位置的原则为：a.锅筒受火面内凹最深处。b.锅筒受火面承受最高温度处。c.锅筒受火面表面宏观变形处。d.锅筒受火面表面硬度值异常处。

2具体事例现场金相

东莞某厂工业锅炉锅筒受火面于内检过程中发现有一处Φ150mm内凹面（位置如附图一所示），因不知该凹处锅筒材料是否存在过烧金相组织，无法确定下一步该采取何种方式进行维修，故受委托按相关关标准对此处凹面进行金相及硬度检测，如若存在过烧组织情况下还需确认过烧范围大小。

图一

2.1检测方法选择

因检测部位为工业锅炉锅筒受火面，检测面与水平面垂直且检测面凹凸不平，导致现场金相显微镜的磁吸装置不稳及显微镜目镜容易脱落，故而不宜选用现场金相显微镜直接观看，应采用金相复型技术。

2.2检测方案制定

因涉及到是否过烧及确定过烧范围两个检验要求，故检测方案应分两步执行，第一步：对该台锅炉锅筒凹面最深处及凹面附近母材进行金相检测，确定该处材料是否已经过烧；第二步：如若第一步检测出来的结果存在过烧组织，则采取多点采样方式确定过烧范围。如若第一步检测出来的结果不存在过烧组织，则可以通过热处理方式进行维修此处缺陷。

2.3第一步检测

根据锅筒材质为16Mng采取4%硝酸酒精作为浸蚀剂，另由于锅筒凹面垂直于水平面，应于抛光及浸蚀完毕后将丙酮溶剂滴于覆膜片上，且保证溶剂不会溢出亦不会缺少的情况下，讲覆膜片完整覆盖于金相侵蚀点，因为在炉膛里面粉尘较多，应进行多次覆膜步骤，以确保检测面干净无影响检测结果因素。第一步检测仅针对锅炉锅筒凹面的最深处及凹面附近母材还有较远处无变形处母材，无变形处母材作为一个组织对比。此次检测部位见图二：

图二

1~3#金相组织图见下图三、四、五（其中1#为凹面最深处，2#为凹面边缘部位，3#为距凹面最深处300mm处母材）：

图三：1#金相组织：铁素体+游离态渗碳体图四：2#金相组织：铁素体+珠光体+游离态渗碳体图五：3#金相组织：铁素体+珠光体+碳化物

由图三至图五金相图可以明显看到锅筒凹面深处金相组织存在过烧组织，晶界已融化，而图四凹面边缘部位的金相组织亦存在过烧组织及晶界融化情况，另外图五300mm处组织亦观察到图下方存在晶界融化状况及图上方晶界碳化物积聚倾向，故而第一步检测结果为检定该处锅筒凹面材料组织已然过烧，需进行第二步检测确定过烧范围大小。

2.4第二步检测

依据第一步检测结果，初步定出7个金相检测点（检测部位见图六）：

由以上金相组织分析可得知第二步检测确定的过烧范围为以锅筒凹面深处为基准的长660mm宽360mm的一个矩形，维修方案应以此范围来确定。

3结语

金相检测对于此例锅筒凹变事例进行了材料组织鉴定及过烧范围确定，对维保单位随后展开的维修作出了指导，避免了错误维修而造成二次事故，亦为企业厂家的安全生产保驾护航。在承压特种设备无损检测中现场金相有着无可替代的作用，亦应得以推广及深入学习。