电力建设金相检验导则776585755915319.pdf

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1、1/23(84)电基火字第 146 号 电力建设金相检验导则 为了满足当前电力建设金相检验工作的需要,切实贯彻部颁火力发电厂金属技术监督规程 SD107-83和电力建设施工及验收技术规X(火力发电厂焊接篇)SDJ51-82对金属工作的有定,我司组织编制了电力建设金相检验导则,现颁发执行.各单位在执行过程中若发现问题,请函告我部电力建设研究所.导则自一九八五年十月一日起实行.一九八四年十一月十四日 第一章 总 则 第 1.0.1 为了从火力发电厂建设工入手,把好金属材料质量关,确保火力发电厂金属技术监督 X 围内各管道和部及其焊接接头的安全运行,特制订电力建设金相检验导则(以下简称导则).第 1

2、.0.2 条 导则适用于水利电力系统火力发电厂设备中高温管道和部件、承压管道和部件、以及它们的焊接接头金相检验工作.第 1.0.3 条 高温管道和部件、承压管道和部件等的检验X 围和数量应符合火力发电厂金属技术监督规程 SD107-83的有关规定.第 1.0.4 条 焊接接头的检验 X 围和数量应符合电力建设施工及验收规X(火力发电厂焊接篇)SDJ 51-82的有关规定.第 1.0.5 条 检验工作必须遵守电力建设安全工作规程(热机安装篇)SDJ62-82的有关规定.第二章 对金相检验人员的要求 第 2.0.1 条 金相检验人员包括金相检验技术人员和金相检验工.在金相检验工作中,金相检验人员均

3、应对相应的工作职责 X 围内工作负责.第 2.0.2 条 对金相检验技术人员的要求:一、根据工程情况,全面掌握金相检验工作项目和工作量,制订工作和拟定技术措施.2/23 二、参加并指导工程中金相检验工作,对检验质量负责.三、对金相检验工进行必要的理论辅导、实际操作技术的培训和考核,总结交流新的试验,以提高金相检验分析技术与技巧.四、对首次遇到的钢种进行必要的分析和试验.五、及时编审试验报告,做好整理归档工作.第 2.0.3 条 对金相检验工的要求:一、检验工需经专业理论知识和实际操作技能的培训,考核合格后方能担任相应的金相检验工作和编写试验报告.第 2.0.4 条 在金相检验工作中需接触强酸、

4、剧毒药品、有毒气体,如硝酸、盐酸、王水、氢氟酸、三氧化二铬、乙二胺等,故应加强劳动保护.第三章 检验前的准备 第 3.0.1 条 了解被检件材料的钢号、规格、热处理状态、焊接部位及焊接工艺等,明确试验目的.第 3.0.2 条 对工程中首次遇到的钢种,必要时可进行热处理工艺性能试验和竟金相组织评定风分析。第 3.0.3 条 主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道直管段最好截取镶嵌试样,试样编号必须与安装时管道布置编号相对应.第 3.0.4 条 对需焊后热处理的焊接接头,应在热处理后进行检验.焊接接头试样的截取,应根据电力建设施工及验收技术规 X(火力发电厂焊接篇)51-82中的有关规定进行.第 3.0.5

5、 条 检验前,应根据检验目的、被检材料及试验条件,确定试验方案.对外界一些影响试验结果的因素,采取相应的措施,以保证分析的准确性.第四章 宏观检验 第一节 通则 第 4.1.1 条 宏观检验的目的在于检查管道和部件及其焊接接头的宏观缺陷.3/23 第 4.1.2 条 宏观检验用肉中 10 倍以下的放大镜观察被检件.宏观金相检验常用酸浸试验.第二节 酸浸试验 第 4.2.1 条 酸浸试验可采用热酸浸蚀或冷酸浸蚀.第 4.2.2 条 根据检验目的,确定试样截取的部位、检查面及数量.焊接接头的试样应包括焊缝、热影响区和母材.第 4.2.3 条 试样的截取可采用手锯、砂轮切割、机械加工或气割等方法.第

6、 4.2.4 条 试样被检面的光洁度应根据检验目的及要求,选择相应的机械加工方法,必要时可用不同粒度的粗、细砂纸逐级进行磨制.一般磨到 500 号水砂纸或 01 号金相砂纸即可.第 4.2.5 条 酸浸前,试样被检面须无伤痕及局部凹陷,表面不应有油潜心存在,必要时可用汽油、酒精、苯清洗.第 4.2.6 条 根据被检件的化学及检验目的,确定浸蚀液的成份、浸蚀温度和浸蚀时间,以能准确显示缺陷为准(常用浸蚀液见附录二).第 4.2.7 条 酸浸液应盛于耐酸器皿器,酸浸试验宜在通风橱内进行.第 4.2.8 条 试样放入酸浸液时,被检面应不与器皿或其他试样接触,并应全部浸入酸浸液中,以保证浸蚀均匀.浸蚀

7、液可使用,但其成分必须能保证试验结果可靠.第 4.2.9条 酸浸完毕后,即可用耐酸铁钳或戴耐胶皮手套(冷浸时)将试样自浸蚀液中取出,并立即在流动的水中(热水或冷水)冲洗,同时用毛刷将试样表面上的腐蚀产特洗刷掉.但注意不要沾污、划伤或用手触摸被检面.刷洗后还可采用2%NaOH或 3%-5%Na2CO3溶液冲洗,最后吹干.第 4.2.10条 试样酸浸后,如发现表面因刷洗不净而存有水迹或其他沾特时,可再放放浸蚀液中略加浸蚀,重新刷洗吹干;若发现浸蚀过浅时,可继续浸蚀至合乎要求为止;若发现浸蚀过深,须将试样除去至少1mm,再按上述操作重新进行磨制和浸蚀.第 4.2.11条 酸浸后的试样应及时检查或拍照

8、,若需暂时放置,则应置于干燥器中,但保存时间不宜过久;若需保存较长时间,可在被检面上涂油或透明漆,以防生锈,而后放入干燥器中保存.第 4.2.12条 酸浸试样的质量评定应按有关标准和技术条件的规定进行.检查时如发现折叠、裂纹、气孔和未焊透等缺陷,可绘制简图或摄影记录,拍照时应注明放大倍数并测定缺陷的尺寸与位置,以便评定被检件的质量.4/23 第 4.2.13 条 为保证安全,操作人员工作时必须穿好工作服或橡皮围裙,戴好眼镜、口罩、胶皮手套等.第五章 微观检查 第一节 通 则 第 5.1.1 条 微观金相检验的目的在于分析金属材料的显微组织形态、分布和晶粒大小等,判断和确定金属材料的质量.第 5

9、.1.2 条 试样的制备是微观检验的重要步骤.试样制备不好将导致组织失真,影响分析评判工作,故应对待.第 5.1.3 条 在现场,可用携带式大型工件金相检查仪进行检验或采用复型技术;在试验室,可采用光学显微镜进行检验,若有条件,还可用电子显微镜进行检验 第二节 试样的截取 第 5.2.1 条 试样截取的方向、部位和数量,应根据检验目的而定.既要有代表性,又要能表征被检材料的特征.第 5.2.2 条 试样的截取应避免因金属材料受热或变形而使试样组织发生变化.采用气割方法截取的试样,必须把全部热影响区清除.第 5.2.3 条 被检部位的选择:一、对锻、轧及经过冷变形的材料,为鉴别非金属夹杂特的类型

10、、级别以及带状组织的级别,一般应截取由表面至中心的纵向试样;为鉴别试件外壁至内壁的组织、夹杂特在截面上的分布、脱碳层和表面淬火层的深度等,一般应截取横向试样.二、焊接接头试样的截取见第 3.0.4 条和第 4.2.2 条.三、损坏件,既要包括破损的部位,又要包括未损坏部位,以便比较.第 5.2.4 条 对于主蒸汽、再热蒸汽的直管段,截取试样时,可在管端待焊接部位开坡口前,用手锯截取小三角试块,其大小一般可沿管道圆周宽度及沿管壁厚度方向各取 1-1.5cm 左右(如图 5.2.4 所示).第三节 试样的镶嵌 第 5.3.1 条 试样尺寸过小或需检查试样边缘的情况时,可采用镶嵌的方法.5/23 第

11、 5.3.2 条 试样的镶嵌可采用机械镶嵌法、热压镶嵌法、冷凝镶嵌法.究采用哪种方法,可视具体情况和条件而定.第 5.3.3 条 机械镶嵌法:将试样镶入钢圈或钢夹内,并用螺钉固定后进行磨制和抛光.钢圈或钢夹的度应接近于试样的硬度.安装试样时,必须使试样与夹具紧密接触.第 5.3.4 条 热压镶嵌法:镶嵌必须在镶嵌机上进行,可用电木粉、透明电木粉或其他塑料粉作为镶嵌剂.按有关操作步骤及镶嵌剂的特性施加的压力,加热至的温度,并保持的时间.所加热的温度不得改变试样的原始组织.对温度和压力敏感的材料,不能采用热压镶嵌法.第 5.3.5 条 冷凝镶嵌法:此法系在室温下进行,可用牙托粉或环氧树脂作粘剂,牙

12、托水或乙二胺作固化剂,两者以适当的比例混合搅拌后,注入放有试样的托模中,让其自然硬化.第四节 试样的磨制 第 5.4.1 条 截取后的试样,先在粗砂轮上磨平,需观察边缘的试样要保持完整的边缘;不观察边缘的试样应将其角、尖角、毛边等磨掉,以免在下道工序进行时将砂纸或抛光布划破.待磨痕均匀一致后,即移至细砂轮上磨制.第 5.4.2 条 磨平试样时,用力应均匀且压力不宜过大,并随时用水冷却,以保证试样的组织不因受热而发生变化.对较软的金属试样,可用平锉刀轻轻锉平,不允许在砂轮机上磨平,以避免试样产生塑性变形.第 5.4.3 条 试样经砂轮磨好、洗净、吹干后,随即依次在由粗到细的各号砂纸上磨制.常用的

13、方法是手工研磨和机械研磨.如无特殊要求,一般磨到 04 号金相砂纸即可.当采用电解或化学抛光时,试样经 500 号水砂纸或 01-02 号金相砂纸磨制后就可进行抛光.第 5.4.4 条 磨制试样时,每换一次砂纸,试样宜转 90角,使新磨痕与旧磨痕成垂直方向,直至旧磨痕完全消失,新磨痕均匀一致时为止.每调换一 X 砂纸时,须将砂纸轻轻抖动,并将试样洗净.机械磨光时,要洗磨盘,以将粗砂 带到细砂纸上,较深的磨痕.第 5.4.5 条 磨制试样时,被检面须与砂纸相互平行,手握试样务求平稳,用力均匀,压力适中,在每 X 砂纸上磨制的时间不宜过长.第 5.4.6 条 手工研磨法:将砂纸或砂布平在玻璃板或平

14、的金属板上,使试样与砂纸面完全接触,并以均匀的压力向前推进.回种时将试样提起.切忌将试样在砂纸上来回磨制.对于需检查杂物、石墨等的试样用力要轻,且新磨痕最好与上道磨痕保持 30-50的夹角,以免把夹杂物磨掉.6/23 第 5.4.7 条 机械研磨法:将不同粒度的砂纸(水砂纸或金相砂纸)分别置于预磨机上磨盘上,依次研磨.磨制时,试样应在磨盘中心和外缘之间缓缓推动.为保证磨光质量,可用特制的水砂纸,并在磨制过程中不断用水冷却,避免试样发热,并冲刷掉金属和磨料粉屑.第 5.4.8 条 试样经磨制后即可进行抛光.抛光的方法分为机械抛光、电解抛光和化学抛光.三种方法可单独使用,也可综合使用,如化学要机械

15、抛光等.采用综合抛光法往往比单独使用一种方法效果更好.第 5.4.9 条 机械抛光法:此法是用磨料、抛光织物与磨面的切削作用,把试样磨面抛成近似光滑镜面.一、磨料:粗抛光可用碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、金钢砂研磨膏,磨料粒度为 M30-M16(35-15m).精抛光可用氧化铬(Cr2O3)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、金钢砂研磨膏,磨料粒度为 M14-M5(15-5m).粉状磨料使用前需经水选,用其悬浮液.二、抛光织物:粗抛光时用细帆布、华达昵、毛呢等;精抛光时用丝绒等.抛光织特使用前要沸煮,使用后要洗净晾干.三、操作方法:1 经过细磨的试样,用清水洗净后移至装有呢、绒

16、等织特的抛光盘上.抛光时,试样平稳地放在旋转的抛光盘上,并均匀地滴洒抛光悬浮液,抛光到试样磨面的磨痕完全去除而表面象镜面时为止.2.抛光时,用力要适度,抛光织特的湿度要适中,一般以将试样从抛光盘上取下观察时,表面水膜在两、三秒钟内能完全蒸发为宜.试样的转动方向应与抛光盘的转动方向相反.抛光时间不宜过长,避免磨面产生凹坑、夹杂特脱落等.对于较软的材料,以低速抛光为宜.3.抛光完毕即用水冲洗,并用脱脂棉浸取或滴管取无水酒精洒洗,最后用热风吹干,使试样表面不致有水迹或潜心特残留.4.抛光时,若发现试样表面有较粗的磨痕不去掉,或经抛光后发现有凹坑等情形而影响试验结果时,应重新磨制并抛光.第 5.4.1

17、0 条 电解抛光法:此法系利用电化学溶解原理平整试样表面,使之光洁无痕.其优点是无扰乱层,抛光速度快,省时间,尢其适用于软金属及变形金属.但对不同的材料要摸索可行的具体规 X,对夹杂物多或有偏析的材料产生局部强烈腐蚀,凹坑,故使用时应注意.具体操作过程及规 X 选择可查阅有关资料(常用的电解抛光液见附表三).7/23 第 5.4.11 条 化学抛光法:此法是将试样浸在一定成分的化学试剂中,靠化学试剂对试样表面不均匀部分的溶解而得到光亮的抛光表面.其特点类似于电解抛光法(常用的化学抛光液见附录四).第 5.4.12 条 现场检验中,当被检部位不允许截取试样时,可按下列步骤进行:一、先用锉刀或手提

18、砂轮机进行打磨,将金属表面的氧化皮去除,至露出金属光泽为止;对焊接接头,则须去除加强层高度,然后进行磨制.二、试样的磨制可用以下两种方法进行:第一种方法:将各号砂纸依紧贴锉刀面,用手握紧,单向研磨.第二种方法:事先加工专用夹持砂纸的夹具,形状和尺寸可参照图 5.4.12.将各号砂纸裁成 3cm 左右宽的条带,依次装在夹具的窄缝里.磨制时,将夹具装在手枪式电钻上,然后进行研磨.三、试样的抛光可根据具体情况采用电解抛光或机械抛光.当选用机械抛光时,可按条第二款进行,将砂纸换成抛光织物并蘸取抛光液进行抛光.第五节 试样的浸蚀 第 5.5.1 条 经精抛交经显微镜检查合格的试样,即可浸入盛于玻璃皿中的

19、浸蚀剂中进行浸蚀,操作时试样需不断轻微地晃动,但抛光面不得与器皿底面接触.也可用蘸有浸蚀剂的棉球轻轻擦试或用管滴蚀试样抛光表面.所用浸蚀剂不可放置过久,应保持清洁新鲜(常用浸蚀剂见附录二).第 5.5.2 条 浸蚀时间视金属材料的性质、浸蚀液的浓度、温度、检验目的及显微检验的放大数而定,以能在显微镜下清晰显示金属组织的细节为宜.不宜用过渡的浸蚀来增加组织的衬度.高观察时,浸蚀程度比低观察时浅一些.第 5.5.3 条 浸蚀完毕后,立即取出,并迅速水冲洗.然后再用无水酒精洒洗,热风吹干.第 5.5.4 条 经过浸蚀后,若发现试样浸蚀面有金属扰乱现象,原组织不能显示时,可重新轻抛后再行浸蚀.一般重复

20、数次,扰乱层即可除去.当扰乱现象过于严重或用此法不能全部消除时,则试样须重新磨制.第 5.5.5 条 若浸蚀程度不足时,视具体情况可继续进行浸蚀,或重新抛光后再行浸蚀.若浸蚀过渡时,一般可重新抛光后再行浸蚀.当浸蚀过度严重昱,则须用砂纸重新磨制,并经抛光后再行浸蚀.第 5.5.6 条 浸蚀好的试样应保持清洁,浸蚀面不能用手触摸,不得与其他物件碰撞,并立即观察拍照.若需暂时搁置,试样应放入干燥器内,防止沾污、氧化.8/23 第 5.5.7 条 制备好的试样应无磨痕、凹坑、麻点、水迹等;无假象;夹杂物不脱落;组织清晰、有代表性.第六节 复型金相法 第 5.6.1 条 复型金相法常用于现场的非破坏检

21、验.当工件处于振动或部位窄小时,可用复型金相法.制取的复型易长期保存,且能在试验室用显微镜进行观察分析和拍照.用大工件金相检查仪与复型金相法配合使用效果更好.第 5.6.2 条 被检部位表面试样的制备按第 5.4.1 条5.5.7 条的有关内容进行.第 5.6.3 条 复型材料可用 12mm 厚的有机玻璃片,也可用醋酸纤维或硝酸纤维薄膜(AC 纸).有机溶剂可用氯仿、丙酮、醋酸乙脂等.第 5.6.4 条 先将薄膜按所需大小截成小块.操作时,在已制备好的试样表面上滴加适量的有机溶剂,并迅速覆盖有机玻璃片或薄膜,用手指或胶皮轻轻压紧,使其间的气泡逸出.待其充分干燥后,即可取下,进行观察、拍照.第

22、5.6.5 条 为了增加组织衬度,被检表面浸蚀可略深一些,或在有机溶剂中加入适量着色剂.第七节 金相显微镜的使用与维护 第 5.7.1 条 金相显微镜是用于鉴别和分析各种金属材料显微组织及缺陷的精密贵重仪器,不得任意拆卸,操作者应熟悉和掌握仪器的结构和性能.第 5.7.2 条 显微镜应安放在温度20左右,相对湿度小于 60%,无阳光暴晒,无灰尘、无挥发性、腐蚀性介质的环境中,并置于稳固的桌面或基座上,以减少振动.第 5.7.3 条 使用显微镜应注意以下几点:一、观察试样时,试样须洗净吹干,手亦应清洁干净,防止水滴沾污镜头.二、取用镜头时,应特别小心,手指不得触摸透镜表面,轻拿轻放,不得碰撞,用

23、毕放回原处.三、观察时,当物镜与试样表面接近时,应用调旋钮调节,以避免物镜镜头与试样表面接触.四、使用油镜头时,所用的折光油应符合标准,油量不宜过多或过少,用毕即以二甲苯(禁止用酒精)将镜头擦试干净,待干燥后放回原处.五、镜头应保存在专用的干燥器内,并经常检查有无霉斑.六、若镜头表面有灰尘时,可用洗耳球吹去,或用脱脂细软毛笔拂拭干净.9/23 七、若镜头表面有油污时,可用擦镜头纸蘸取少许清洁剂(光学镜头防霉去污清洁剂)、二甲苯或乙醚轻轻擦试干净.八、使用完毕时,应用防尘罩将显微镜罩住.第八节 微观检验 第 5.8.1 节 微观检验包括浸蚀前的检验及浸蚀后的检验.浸前主要检查试样有无纹、非金属夹

24、杂物及制样过程中所引起的缺陷;浸蚀后主要检验试样的显微组织.第 5.8.2 条 观察时,一般先用显微镜的 75-100 倍观察低倍组织全貌.需观察细微组织时,再选用适宜的高倍率.第 5.8.3 条 管道和部件的微观检验:一、鉴别材料中非金属夹杂物、显微裂纹的类型,观察其形态和分布,测量其数量和大小.二、鉴别被检件显微组织的组成,各种组织的形貌、分布和数量.对晶粒度、带状组织、非金属夹杂物、魏氏组织、球化组织、脱碳层等作出评定.三、鉴别组织特征,判定热处理工艺状态,必要时为重新制定热处理工艺提供依据.第 5.8.4 条 焊接接头的微观检验:一、了解和掌握金属材料在焊接过程中组织变化的规律为,制定

25、合理的焊接和热处理工艺提供依据.二、鉴别焊接接头各区域的组织牲及焊接缺陷等.第 5.8.5 条 焊缝组织的分析:一、焊缝组织具有联生晶和长大的特点,常见的焊缝组织有柱状晶、树枝晶、等轴晶等.同样成分的焊缝,由于结晶组织形态不同,性能差别很大.二、多层焊时,由于后面的焊层对前面的焊层进行了再加热而发生相变重晶,导致焊缝区各部位组织形态的差异.三、焊接过程是连接快速冷却的过程,超过一定的冷却速度后,会得到非平衡组织-贝氏人和马氏体.第 5.8.6 条 热影响区组织的分析:10/23 一、焊接接头热影响区主要分为:局部熔化区、过热区(粗晶区)、正火或重结晶区(细晶区)、不完全正火或不完全重结晶区.各

26、区域的组织形态和特征取决于焊接热循环峰值温度、加热速度、高温停留时间和随后的冷却速度.部分熔化区和过热区是组织和性能变化最大的区域,为焊接接头金相检验的分析重点.二、部分熔化区:此区较窄,邻接熔合线,由于严重过热,晶粒大,化学成分不均匀性严重,导致性能恶化,是焊接接头中最薄弱的区域.三、过热区:此区的明显特点是晶粒最粗大,其组织形貌与部分熔化区基本相同,是再热裂纹的敏感区.四、重结晶区:此区域晶粒细小而均匀,是焊接接头中组织和常温机械性能最好的区域.五、不完全重结晶区:此区位于 A1-A3 温度区间,具有部分铁素体溶解到奥氏体中去的特点,冷却时奥氏体发生分解,而原来未转变的铁素体仍保留下来.对

27、某些低合金钢,由于这部分奥氏体中碳和合金元素含较高,快速冷却后可能转变为高碳马氏体,得到马氏体和铁素体的混合组织.这种组织性能不好.第 5.8.7 条 基体组织的分析:一、分析内容见第 5.8.3 条.二、对种钢焊接接头,焊缝两侧的母材及热影响区均须检验.第 5.8.8 条 焊接接头裂纹的分析:焊接过程中由于冶金和力学因素的共同作用,焊接接头各个部位在不同的温度区间,不同时间和条件下,可能产生各种类型的焊接裂纹.一、通过观察裂纹的源点、形态和扩展特征,确定裂纹的类型,分析裂纹产生的原因.二、常见裂纹的部位、分类如图 5.8.8 所示.三、根据形成裂纹的温度 X 围可分为热裂纹和冷裂纹.热裂纹有

28、以下类型:结晶裂纹、液化裂纹、高温低塑性裂纹及再热裂纹.常见的冷裂纹有氢致延迟裂纹.1.结晶裂纹:焊接熔池凝固晶时,在液相与固相并存的温度区间,由于结偏析和收缩应力应变的作用,焊缝金属沿一次结晶晶界形成的裂纹.此类裂纹只发生在焊缝中(包括弧坑)2.液化裂纹:焊接过程中,在焊接热循环峰值温度作用下,在多层焊缝的层间金属与母材近缝区金属中,由于晶间金属授 热重新熔化,在一定的收缩应力作用下,沿奥氏体晶界开裂的现象.有的文献称为“热撕裂”.11/23 3.高温低塑性裂纹:在液相结晶完成以后,焊接接头金属从材料的塑性恢复温度开始冷却,对于某些材料,当冷却到一定的温度 X 围时,由于应变速率和某些冶金因

29、素的相互作用,引起塑性下降,导致焊接接头金饷 沿晶界开裂.一般发生在比液化裂纹的部位距熔合线更远一些的热影响区.4.再热裂纹:焊接后,在消除残余应力热处理或不经任何热处理的焊件,处于一定温度下服役的过程中,在一定条件下产生的沿奥氏体晶界发展的裂纹.5.延迟裂纹:焊接接头中,由于塑性备、应力状态以及焊缝金属中氢含量的综合作用,在焊接以后经过几秒到数月之后孕育期而产生的冷裂纹,具有穿晶或穿晶与沿晶混合的特征.第九节 金相摄影 第 5.9.1 条 金相摄影可分为宏观摄影和微观摄影.宏观摄影放大倍数一般为 1-10 倍,微观摄影放大倍数一般为 100-1000 倍.第 5.9.2 条 宏观摄影是指拍摄

30、被检件的形貌或局部宏观细节,要求主题鲜明、轮廓清晰、富有立体感、没有多余的阴影等.底片的质量主要与摄影视场和背景的选择、灯光配置、曝光条件、暗室处理等因素有关.若拍摄物为断口,由于表面凹凸不平,对焦时宜将光圈开大,对准细节.拍摄时,缩小光圈以增大景深,其效果更好.第 5.9.3 条 微观摄影:一、微观摄影是用以拍摄被检件中显微组织和缺陷的特征.要求主题有代表性或典型性,逼真、清晰.二、镜头的选择视所需放大倍数而定,一般为充分利用显微镜物镜的分辨率,总放大倍数不应大于特镜数值孔径(NA)匠 1000 倍.尽可能选用较小数的摄影镜头和较大长度的暗箱,使影像能得到较好的平坦度.三、照相使用的光源需调

31、整适宜,所发出的光线需稳定和有足够的强度.拍摄时应调节光源与聚光镜的位置,使光束恰好能射入垂直照明器入口中心,使所得到的影像亮度强弱均匀一致.四、根据检验目的和物镜的种类选择合适的滤光片.若物镜为消色差镜头时,用黄绿色滤光片;若为全消色差物镜时,则用黄、绿、光色滤光片均可.五、在低倍率(小于 100 倍)情况下,可用显微镜的三棱镜反射,以增加影像的亮度及衬度;高率时宜用平面反射镜,以增加分辨率.六、显微镜的孔径光阑颥调节至适当大小,使观察到的影像最清晰.视场光阑的调节,以使影像的光亮 X 围能在底片 X 围内得到最佳的影像衬度为宜.12/23 七、底片的曝光时间依试样情况(金属材料的种类及浸蚀

32、与否)、底片性质和光亮强弱等因素而定.必要时可用分段曝光法先进行试验.曝光时操作人员切勿靠在显微镜工作台上,严禁在附近走动及有其他振动.第 5.9.4 条 现场摄影时,尽可能增强照明亮度,缩短曝光时间,避免因素动使底片影像模糊.第 5.9.5 条 暗室处理:一、底片显影一般应在全黑下进行,但可用深绿色安全灯作短时观察.显影液的温度及显影时间应按底片说明书的规定进行.一般显影在 20左右.操作时可先将底片用清水润湿,再投入显影液,显影完毕即移入清水或停影液(1.5%的醋酸水溶液)中停影,然后放入定影液.定影时间一般约为 20-30min.定影后的底片用流动清水冲洗,冲洗时间不少于 30min,随

33、后放在无尘的室内晾干.底片在显影和定影过程中均须使药膜面向上,并使之完全浸入溶中,及时晃动,忌用手指或夹子触摸底片摄影部位.二、印相应视底片情况,选择适当的相纸、曝光时间及灯光强度(可使用自动曝光定时器和电压调节器进行调节).曝光时间应以使底片上较暗部分的细微影像线条能够清晰地显出为宜.显影后的相纸可在清水或停影液中停影,然后将相纸浸入定影液进行定影.定影时间一般约为 15-30min.定影后的相片应在流动的清水中漂洗,漂洗时间视相片数量及水流大小而定.漂洗后,将相片烘干上光.第六章 金相检验质量标准 第 6.0.1 条 管道、部件等的表面均不允许有裂纹、折叠和明显的划痕等缺陷,一经发现,必须

34、消除.第 6.0.2 条 非金属夹杂物可根据钢中非金属夹杂物显微评定法 YB25-77进行评定.第 6.0.3 条 显微组织晶粒度可根据钢的晶粒度测定法 YB27-77进行评定.第 6.0.4 条 带状组织、魏氏组织及游离渗碳体等可参考钢的显微组织评定法YB31-64进行评定.第 6.0.5 条 脱碳层可参考钢的脱碳层厚度显微测定法 GB224-78 或 YB24-59进行测.第 6.0.6 条 球化级标准可参考12Cr1MoV 钢球化级别标准(草案)、15CrMo 钢珠光体球化参考级别和20 号碳钢珠光体球化参考级别进行评定(见附录五的(一)、(二)、(三).13/23 第 6.0.7 条

35、碳钢的石墨化标准可参考碳钢金相标准评级图(试行)进行评定(见附录五的(四).第 6.0.8 条 焊接接头宏观和微观金相检验合格标准,可根据电力建设施工及验收技术规 X(火力发电厂焊接篇)SDJ51-82的有关规定进行评定.第七章 检验报告和技术档案 第 7.0.1 条 金相检验报告应包括以下内容:一、报告编号、日期.二、工程名称、编号.三、试样的名称、钢号、规格、编号、焊接材料、焊接工艺、热处理方法、焊工 XX 或号等.四、在设计单位提供的管道单线立体布置图上标明主蒸汽、高温再热蒸汽管道的金相检验编号和蠕胀测点位置.五、检验方法、设备的名称和型号.六、检验用的浸蚀剂和遥放大倍数.七、检验日期、

36、检验结果的详细记录和片,必要时应附有示意简图.八、试验和审核者 XX.第 7.0.2 条 检验报告应一式三份.一份由检验单位保存,两份移交委托单位.第 7.0.3 条 主蒸汽、再热蒸汽管道截取的试样应妥善保存,工程竣工后,移交生产单位.附录一 电厂常用钢材的化学成分和常温机械性能 1 A3 2 15 3 20 4 20g 14/23 5 ZG 25 6 St 35.8 7 St 45.8 8 16Mn 9 15MnV 10 14MnMoV 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 12CrMoVSiTiB 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

37、 33 34 35 36 37 38 15/23 附录二 常用金相试剂(一)钢铁材料宏观组织浸蚀剂 序号 浸蚀剂名称 成分 使用要点 适用 X 围 备注 1 盐酸水 溶 液 盐酸(比重1.19)50mL 水 50mL 使用时需加热至 6575,浸蚀时间视钢种而定 显示偏析、疏松、裂纹、杂质,并能显示碳钢和合金钢焊缝各区的宏观组织 配制时,将盐酸缓慢地加入到水中 2 硝酸水 溶 液 硝酸(比重1.42)10mL 水 90mL 在室温下使用,时间约 1020min,蚀后再用 10%过硫酸铵水溶液擦蚀 显示碳钢、低合金钢及焊缝的宏观组织 配制时,将硝酸缓慢地倒入水中 3 过硫酸 铵水溶液 过硫酸铵

38、10g 水 90mL 擦蚀,将溶液与试样加热至8090,保持510min 显示钢中粗大晶粒,铸件及钢锭中的树枝状偏析及焊缝宏观组织 4 氯化铜 过氯化 铵水溶液 氯化铜 35g 过氯化铵 53g 水 1000mL 浸蚀 3090s,在冲洗过程中把磨面上的铜擦去 适用于低、中合金钢焊缝,能显示焊缝中的白点、气孔、裂纹 5 混合酸 溶 液 盐 酸 500mL 硫 酸 25mL 硫酸铜 100g 试样需抛光,用蚀法,直到显现出组织时为止 适用于不锈钢、奥氏体钢焊缝 6 硫酸水 溶 液 硫 酸 20%水 80%抛光后的试样浸入该溶液中,煮沸 68h,直到显出结晶层为止,用水冲洗时擦试 显现低碳钢,低、

39、中合金钢焊缝中的结晶层 配制时,将硫酸缓慢地倒入水中 16/23 (二)钢铁材料微观组织浸蚀剂 序号 浸蚀剂名称 成分 使用要点 适用 X 围 备注 1 硝酸酒精溶液 硝酸(比重1.42)15mL 酒精 100mL 硝酸含量增加,则选择性减少,而浸蚀作用加剧 用蒸馏水代替部分酒精(一半)可加速浸蚀:用甘油代替部分酒精则延缓浸蚀 适用于碳钢及低合金钢经各种热处理后的组织:(1)使用珠光体发黑并增加珠光体区域衬度;(2)显示低碳钢中铁素体的晶界;(3)识别马氏体和铁素体;(4)显示铬钢的配制时,将硝酸缓慢地倒入酒精中 17/23 组织 2 苦味酸酒精溶液 苦味酸 4g 酒 精 100mL 常采用较

40、淡的浸蚀液 不能显示铁素体的晶界 一般适用于碳钢及低合金钢经热处理后的组织;(1)能清晰地显示珠光体、马氏体、回火马氏体、贝氏体;(2)显示淬火钢中的碳化物;(3)利用浸蚀后色彩差别,识别铁素体、马氏体及大块碳化物;(4)显示低碳钢铁素体晶界上的三次渗碳体 3 盐酸苦味酸酒精溶液 盐酸 5mL 苦味酸 1g 酒 精 100mL 显示回火组织需浸蚀较长时间(约 15min)(1)显示回火马氏体组织(205245回火 0;(2)显示淬火及淬火回火后钢的奥氏体晶粒 4 氯化铁盐酸水溶液 三氯化铁 5g 盐 酸 50mL 水 100mL 长时间浸蚀后,晶粒表面被腐,首先是奥氏体晶粒 适用于镍奥氏体及铬

41、不锈钢,能良好地显示奥氏体和铁素体晶界 5 铬酸盐酸水溶液 盐 酸 25mL 10%铬酸水溶液 550mL 活动性随铬酸多少而定 适用于热处理后的 18-8 不锈钢 6 硫酸铜盐酸水溶液 硫酸铜 4g 盐 酸 20mL 水 20mL 浸蚀 也可应用热的试剂(1)显示不锈钢组织;(2)氮化钢渗氮层深度测定 7 氯化铜盐酸 氯化铜 5g 适用于铁素体及 18/23 水溶液 盐 酸 100mL 酒 精 100mL 水 100mL 奥氏体钢 铁素体易浸蚀,碳化物不被浸蚀 8 王水溶液 硝 酸 1 份 盐 酸 3 份 使用前试剂应放置 24h.长时间浸蚀会形成凹坑 显示奥氏体钢的晶界、腐蚀不锈钢的相 附

42、录三常用金相电解抛光溶液 序号 成 分 抛 光 规 X 用 途 备 注 1 高氯酸 15%20%酒 精 80%85%电流密度 0.10.3 A/cm2 钢铁 配制时,将高氯酸缓缓加入酒精中 2 醋 酸 700mL 75%铬酸 200mL 水 100mL 电流密度 0.10.2 A/cm2 钢及铸铁 3 高氯酸 15%20%醋 酸 80%85%电 压 2040V 电流密度 0.71.0 钢铁 配制时,将高氯酸缓缓加入到醋酸中 4 高氯酸 200mL 乙 醇 700mL 甘 油 100mL 电流密度 1A/cm2 电 压 4060V 时 间 1020s 高硅铁合金及一般钢 5 硫 酸 15%磷 酸

43、 65%铬 酐 6%水 14%电流密度 0.81A/cm2 温 度 7080 时 间 210min 合金钢 铅作阴极 6 磷酸(重量百分比)48%甘油(重量百分比)50%水(重量百分比)2%电流密度 15A/cm2 温 度 7080 时 间 13min 不锈钢 铅作阴极 附录四常用金相化学抛光溶液 序号 成 分 抛 光 规 X 用 途 备 注 19/23 1 硝酸(比重 1.33)30mL 氢氟酸(比重 1.12)70mL 水 300mL 温度 60 低碳钢 2 双氧水 50mL 草 酸 2.53g 氢氟酸 510mL 低合金钢 3 蒸馏水 50mL 双氧水 16mL 草 酸 78g 碳钢石墨

44、化 4 盐 酸(重量百分比)30%硫 酸(重量百分比)40%四氯化碳(重量百分比)5.5%水(重量百分比)24.5%温度 7080 不锈钢 附录五 金相检验参考标准 12Cr1MoV 钢球化级别请参见附图 5-1、附图 5-2、附图 5-3、附图 5-4、附图5-5、附图 5-6、附图 5-7、附图 5-8、附图 5-9、附图 5-10.12Cr1MoV 钢球化级别标准请参见下表.(一)12Cr1MoV 钢球化级别标准(草案)附图号 名 称 球化级别 强度b(kgf/mm2)X 围 组 织 特 征 5-1、2 未 球 化 第一级 56 聚集形态的珠光体,其中碳化物并非全为片状,存在灰20/23

45、 色的块状区域,晶粒度:67 级 5-3、4 轻度球化 第二级 5256 聚集形态的珠光体区域已开始分散,但其组成还是十分密集的,珠光体仍保持原有的区域形态,晶粒度:45 级 5-5、6 中度球化 第三级 4952 珠光体区域内碳化物已显著分散,但仍保持原有的区域形态;珠光体内碳化物已全部成小球状,晶粒度:56 级 5-7、8 完全球化 第四级 4549 大部分碳化物球已分布于铁素体晶界上,仅有级少量的珠光体区域的痕迹,晶粒度:67 级 5-9、10 聚集式球化 第五级 45 珠光体的区域形态完全消失,碳化物小球在铁素体晶界上分布,出现了大量的“双重晶界”现象,晶粒度:67 级 注:此标准(草

46、案)翻印自水电部电力科学研究院12 铬 1 钼钒钢球化级标准(草案).15CrMoV 钢珠光体球化级别请参见附图 5-11、附图 5-12、附图 5-13、附图 5-14、附图 5-15、附图 5-16 15CrMoV 钢珠光体球化级别请参见下表.(二)15CrMo 钢珠光体球化参考级别 附图号 名 称 球化级别 机 械 性 能 组 织 特 征 s(kgf/mm2)b(kgf/mm2)10(%)HB 5-11 未球化 第一级 35 54 25 160 珠光体中的碳化物略呈片状 5-12 倾向性 第二级 3435 5054 2528 148160 珠光体中的碳化物开始分散,21/23 球 化 珠

47、光体形态明显 5-13 轻度球化 第三级 3234 4650 2830 138148 珠光体区域中的碳化物呈粒状,并开始逐渐向晶界扩散;珠光体形态尚明显 5-14 中度球化 第四级 3032 4446 3031 125138 珠光体区域中的碳化物呈粒状,并向晶界聚集;珠光体尚保留其形态 5-15 完全球化 第五级 3031 4445 3032 125138 珠光体已基本消失,珠状化碳化物分布在晶界及铁素体基体上,分散度大 5-16 严重球化 第六级 30 125133 晶界上及铁素体基体上的珠状碳化物已逐渐聚集长大;珠光体形态已安全消失 20 号碳钢珠光体球化级别请参见附图 5-17、附图 5

48、-18、附图 5-19、附图 5-20、附图 5-21、附图 5-22 20 号钢珠光体球化级别请参见下表.(三)20 号碳钢珠光体球化参缘别 附图号 名 称 球化级别 机 械 性 能 组 织 特 征 s(kgf/mm2)b(kgf/mm2)10(%)HB 5-17 未球化 第一级 35.4 53 30.0 150珠光体中的碳22/23 155 化物略呈片状 5-18 倾向性 球 化 第二级 30.6 49.5 29.0 146150 珠光体中的碳化物开始分散;珠光体形态明显 5-19 轻度球化 第三级 28.3 46.5 31.5 121124 珠光体区域中的碳化物开始分散,并开始逐渐向晶界

49、扩散;珠光体形态明显 5-20 中度球化 第四级 20.8 42.5 33.4 110122 珠光体区域中的碳化物已明显分散,并已向晶界聚集;珠光体尚保留其形态 5-21 完全球化 第五级 20.0 37.5 35.8 104107 珠光体形态已消失,珠状化碳化物分布在晶界及铁素体基体上,分散度较大 5-22 严重球化 第六级 19.2 36.6 38.8 99.5104 晶界及铁素体基体上的碳化物已逐渐长大,分散度大 (四)碳钢石墨化金相标准评级图(试行)石墨化评级示意图如附图 5-23、5-24、5-25、5-26.评级图主要供评定火电厂中温中压锅炉碳钢主蒸汽管石墨化程度时使用.在评定锅炉

50、其它碳钢部件石墨化程度时亦可参考.石墨化的严重程度与石墨的大小、数量、形状及分布有关.根据石墨含量、石墨链长度和组织特征,本评级图共分四级.各级的石墨含量、石墨链长度和组织特征,分别如附表 5-1 和附图 5-27、5-28、5-29、5-30 所示.进行石墨化评级时,要根据上述三项指标综合考虑.碳钢析出的石墨形态常见的有球状、链状和块状三种,其中链状危害最大.23/23 制取碳钢石墨化的金相试样应采用冷切法.然后磨光进行机械抛光和腐,也可磨光后进行化学抛光 所得试样在 100500 放大倍数下直接观察,或投射在毛玻璃上观察.然后选择石墨化最严重部位,在放大 500 倍下与评级图比较,确定石墨