金相复膜技术是保证锅炉安全运行的一种重要检验手段

阎晓涛  王晓丽  吴庆玉

在运行锅炉检验中，当发现锅炉的锅筒、集箱产生鼓包、裂纹，水冷壁管发生变形或爆管的时候，对其材质和焊区进行现场金相复膜分析或实验室的金相组织分析，配合必要的力学性能试验、化学成份分析，超声测厚等手段，用科学的方法、准确的数字和图片，分析失效的原因，显示损坏部位的失效程度，为检验人员作出正确的处理意见提供科学的依据，使锅炉检验工作由宏观检验进入微观检验，使检验技术水平提高到一个新的水平。

1、显示损坏部位的失效程度

(1)下集箱端盖产生裂纹

某厂用于发电和供热的P-35/39-450型锅炉，在停炉定期检验时，发现左、右下集箱端盖部位烧损严重，其向火面出现了很多长短不一、深浅不等的裂纹(见图片一)。裂纹呈一条条沟状，裂纹最宽处有5mm，最长度为50mm。裂纹穿过焊道延伸到集箱箱体5mm，端盖的边缘已经烧损变圆。

(2)作现场复膜金相检验

即在现场，不破坏集箱端盖部位，在裂纹产生区域制取表面金相试样，观察复膜图片。其典型的金相组织(见图片二)。

       图片一:集箱端盖部位的裂纹形貌                      图片二:200×

   组织:基体+碳化物+石墨，晶粒度:5级、6级、7级

从金相复膜图片中，可以清楚地看出金相组织已经改变，珠光体完全球化了，游离的碳化物分布在晶界内或晶界上，而且还出现了石墨。很确切地说明了左右下集箱端盖、焊道及接近端盖的集箱箱体，其材料已经失效。

(3)检验人员做出了更换左、右下集箱的合理维修方案。

2、确定挖补的位置

(1)锅筒向火面产生鼓包

某厂使用KZLZ-7型锅炉，在运行检验中发现锅筒向火面距前拱墙50Omm处产生鼓包，面积为360×500mm，鼓包中部凸起30mm，表面发蓝，有很厚的氧化皮(见图片三)。锅筒内底部泥垢堆积厚110mm(见图片四)。

                  图片三:锅筒鼓包形貌                       图片四:锅筒内底部泥垢堆积形貌

图片五:200×  组织:铁素体+珠光体(中度球化)，晶粒度:8级

图片六:2OO×  组织:铁素体+珠光体，晶粒度:8级

(2)现场复膜金相检验

不能破坏锅筒，又不能用金相显微镜观察，只能作金相复膜试片，分析锅筒钢板材质的金相组织变化情况。

在鼓包的最高处取一金相复膜试片(见图片五)，在鼓包边缘的四周各取一个金相复膜试片，见代表性(图片六)。

从图片五、六中可以清楚地看到，鼓包处的金相组织已经发生改变，珠光体中度球化，而四周边缘的金相组织未发生变化。

(3)检验人员准确地制定了挖补修理的尺寸范围。

3、保证不更换部件的材料质量

(1)某小区DHL1200-1301/70-All锅炉，大修时更换了全部的水冷壁和对流管束，只保留了集箱锅筒继续运行。为了确切掌握这些部件金属材料的性能质量，进行了现场金相复膜检验。

(2)在现场分别对前后集箱、左右中集箱、省煤器进口集箱、中集箱、上集箱和锅筒进行现场金相检验，并制造金相复膜图片。见典型(图片七)。金相组织未发生变化。

     (3)保证这些部位的金属材料质量，检验人员批准了这台锅炉的维修方案。

图片七:20O×  组织:铁素体+珠光体，晶粒度:9级、10级

以上是仅举出的三例应用。金相复膜技术作为金相分析的一种特殊技术应用，我所已有15个年头了，这项技术已在锅炉和压力容器的现场检验中发挥着重要作用。

    注:以上金相组织图片均用4%硝酸酒精溶液浸蚀，锅筒钢板材料为209，锅炉管的材料为20#钢。