锅炉压力容器检验中金相复膜技术的运用

摘 要：金相复膜技术的出现改变了锅炉压力容器检验，使其由以往的宏观检验转变为现在的微观检验，尤其是对规模较大的锅炉压力容器进行的检验，如果部分检验通过金相显微镜不能进行，那么金相复膜技术是最好的选择。基于此，本文主要对锅炉压力容器检验中金相复膜技术的运用进行了探讨。

关键词：锅炉压力容器；检验；金相复膜技术；运用

Abstract：Metallographic laminating technology changed the appearance of the boiler and pressure vessel inspection, make its by previous macroscopic examination into now microscopic examination, especially for the larger boiler and pressure vessel testing, if part of the examination by metallographic microscope cannot, then metallographic laminating technology is the best choice. Based on this, this paper focuses on the boiler and pressure vessel inspection metallographic laminating technology are discussed.

Keywords：Boiler and pressure vessel; Inspection; Metallographic laminating technology; Application

中图分类号： X933 文献标识码： A 文章编号：

通常来说锅炉压力容器的检验主要是现场金相分析，又叫无损金相分析，它指的是在对设备没有损坏的基础上对其实施的金相分析。尽管目前市场上存在一些现场金相显微镜，不仅具备摄像功能，而且携带起来也非常方便，可是由于便携式显微镜不能在现场取样位置进行放置，因此不能实施金相分析，比如对电站锅炉仰面以及立面等部位进行的检测，使用现场金相复膜技术可以有效处理该问题。对检表面部位采取的金相复型取样完成后，于实验室中认真观察经过复膜后的金相，就可以精确的对该检测位置的金相组织进行分析。

1金相复膜法的基本原理

现场金相复膜法通常也叫复膜金相，也就是将事先制好的复型材料和金相试样进行贴合，以获得一些金属微观组织形状的复型技术。复型过程中,关于实验点，要将其腐蚀，并实施抛光以及磨制，接着通过溶剂来软化复膜材料，确保其有较强的流动性,再让复膜片接触金属面,并施加一定的压力让复膜面材料开始流动，以使磨面部位图像的浮雕被填满,进而将金相图像复印出来。复膜结束后，把膜拿到实验室以便于观察，也能把金喷在膜上，接着再进行观察以及分析。

2复膜金相的制备方法

2.1提前准备复型材料

复膜金相的首要工作是复型材料的选取，一般使用的复型材料包括两类：第一类是氯仿加有机玻璃片：该方式需要较长的复膜时间，如果现场环境恶劣，应该选用别的方法，此外，曲率不大的工件部位也不应该采用；第二类是丙酮加醋酸纤维纸，便于进行现场操作，复膜时间不长以及效率高是该方式最大好处。而醋酸纤维纸能自己准备，具体方式是这样：在浓度为7%～10%的丙酮中放入醋酸纤维素，4～7天后，让醋酸纤维素均匀溶解，并放出气泡。接着把该溶液置于玻璃板上，使其散开，通过对玻璃板角度以及溶液浓度的控制来获得各种厚度的薄膜。通常来说薄膜厚度最好控制在30mm～80mm，如果干燥要通过钟罩覆盖，只有这样才能制造出透明以及平整的复膜。制备结束后，在开始实验前要剪切复型材料，使其成为1cm×1.5cm大小的切片，并对其进行保管以留作以后使用。

2.2对复膜金相测试位置进行的选取

关于锅炉压力容器，要以接受检测的容器以及锅炉的加工工艺，热处理以及材料牌号等为依据选取金相检验的具置。比如对电站锅炉进行检验的过程中，最好选取主蒸汽管道表面，由于其运转时间较长，材质易于蠕变；关于大规模油罐，应该将气液分界面附近的位置选中，该部位的材质易于出现晶间腐蚀；如果是普通的大型工件，通常将宏观缺陷位置选中，以便于对缺陷产生原因进行分析判断。

2.3金相复膜的基本过程

2.3.1金相复膜前需要做的准备：关于选中位置，要先将其表面油漆等污物清除掉，应该通过机器打磨金属表面，为了更好的操作，打磨范围应该稍微大于通过显微镜看到的范围，与此同时为了将碳层去掉，必须对打磨层进行深点。接着还要通过机械以及电解抛光的方式处理经过打磨的表面，然后浸蚀表面，关于接受检查的位置，为了使其金相凹凸更加清晰，如图1(a)所示，浸蚀时间必须长于一般金相检验需要的时间。

2.3.2金相复膜的具体过程：（1）将一两滴溶剂滴在已经完成的试样表面，注意溶剂不能太多也不能太少。如果太少，全部复型材料就不会与金属表面完全相贴，其直接结果就是金相复型片由于平整度不足而无法进行有效观察以及拍照；如果太多，会导致AC纸由于溶解过度进而将其损坏，也可能使溶剂散至周围将要进行粘贴的复型材料处，也可能导致通过有机玻璃片对复型材料进行加压的过程中将手指粘连住，以至于严重影响到实际复型效果，致使无法获得组织的真实形状。（2）接着通过摄子将AC纸夹住，并将其放在试样表面部位，通过拇指增加一定程度的压力，以确保有机玻璃以及AC和金属表面没有气泡以及间隙的存在，图1（b）是二者具体贴合示意图。加压过程中用力必须均匀且要和机玻璃片呈现90度夹角，禁止滑动，时间大概为3Os，加压过程中要确保复型材料的一角处于翘起状态，以便容易将复型材料拿起。接着将一张干净的纸铺在复型材料表面上，以避免现场灰尘或者是异物将其弄脏。（3）静置一个时期后，当复型材料完全干燥以及硬化后。接着通过摄子将复型材料事先翘起一角夹住，并将其揭起，让复型材料脱离金属表面，这就是金相复型片，图1（c）是其具体的示意图。使用镜头纸内包住金相复型片，也可以通过干净纸本将其夹在中间，如图1（d）所示。（4）关于有机玻璃金相复型片，能对其直接进行观察以及拍照，也能先对其进行喷碳以及金等物质后再进行观察或者是拍照，以提升衬度，进而提高微观组织的清晰度。为了提升衬度，应该在金相显微镜载物台上放上AC纸金相复型片，接着再用反光镜片将其盖住，就能直接观察或者是拍照。

（a）腐蚀完成的金相表面 （b）关于金相的复膜

（c）通过夹子将复膜金相攫取 （d）已经制好的复膜金相

图1复膜金相的具体形成过程

2.4金相复膜过程中应该注意的问题

（1）金相复膜过程中必须控制好干燥时间，比如AC纸在短短的几分钟内就能完全干燥。通常来说有机玻璃片至少也得lh以上。如果在没有干透前将其揭起，会在金属表面留下一些复型材料，在看金相复型片时会有亮点存在，而该亮点在照片上就是一个黑斑，这严重影响了金属微观组织真实形貌的显现。（2）使用有机玻璃以及AC纸过程中，因为金属表面在初始时会有大量的污物以及杂质的存在，所以相同检验位置务必操作多次，舍去刚开始的几次复膜金相，只将最后的复膜金相选中，以便于进行观察，通过这一过程可以确保复膜图像的清晰度。（3）通过复膜的金相会将金属表面凸凹处的形象展示出来，试样和其凹凸形貌是相反的，所以通过复膜的金相又叫做负型金相，又由于复型材料具有较大的粘度，较小的流动性，所以复膜金相上看到的图像与普通金相相比，面积要大一点，尤其是在对蠕变孔洞面积进行分析的过程中一定要结合这点进行考虑。