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金属技术监督 案例 通过对受监部件的检验和诊断 及时了解并掌握设备金属部件的质量状况 防止机组设计 制造 安装中出现的与金属材料相关的问题以及运行中材料老化 性能下降等因素而引起的各类事故 从而减少机组非计划停运次数和时间 提高设备安全运行的可靠性 延长设备的使用寿命 什么是金属监督 监督范围 a 工作温度大于等于400 的高温承压部件 含主蒸汽管道 高温再热蒸汽管道 过热器管 再热器管 联箱 阀壳和三通 以及与管道 联箱相联的小管 b 工作温度大于等于400 的导汽管 联络管 c 工作压力大于等于3 82MPa汽包和直流锅炉的汽水分离器 储水罐 d 工作压力大于等于5 88MPa的承压汽水管道和部件 含水冷壁管 蒸发段 省煤器管 联箱和主给水管道 e 汽轮机大轴 叶轮 叶片 拉金 轴瓦和发电机大轴 护环 风扇叶 f 工作温度大于等于400 的螺栓 g 工作温度大于等于400 的汽缸 汽室 主汽门 调速汽门 喷嘴 隔板和隔板套 h 300MW及以上机组带纵焊缝的低温再热蒸汽管道 案例 常用检验方法 超声波检测 磁粉检测 渗透检测 射线检测 涡流检测 声发射等 硬度 拉伸试验 弯曲试验 冲击试验等 光谱分析 金相组织分析等 超声波检测 利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法 无损检测 磁粉检测 只能用于检测铁磁性材料的表面或近表面的缺陷 铜 银 铝 奥氏体不锈钢不具有铁磁性 无损检测 渗透检测 是一种以毛细作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法 无损检测 射线检测 对于常用的工业射线检验来说 一般使用的是X射线检验和 射线检验 无损检测 射线安全距离 以探伤机窗口正前方90 100m 左右前45 方向40m 左右侧90 方向35m 正后方向25m的范围作为控制区 无损检测 硬度 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力 力学性能 力学性能 强度 材料在外力作用下抵抗破坏 永久变形和断裂 的能力称为强度 拉伸试验 指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法 利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限 伸长率 弹性模量 比例极限 面积缩减量 拉伸强度 屈服点 屈服强度和其它拉伸性能指标 力学性能 断后试样 塑性 指在外力作用下 材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力 主要指标有 延伸率 断后伸长率 断面收缩率 力学性能 弯曲试验 测试脆性材料的塑性 试验时将试样加载 使其弯曲到一定程度 观察试样表面有无裂缝 力学性能 冲击试验 用以测定金属材料抗缺口敏感性 韧性 力学性能 有些材料在静力作用下 表现出很高的强度 但在冲击力的作用下 表现得很脆弱 例如 高碳钢 铸铁 理化检验 金相分析 1 29 铁素体是碳溶于 Fe中所形成的间隙固溶体 体心立方晶格 碳在 Fe中的溶解度很小 727 时0 0218 室温时为0 0008 几乎为零 其强度和硬度很低 塑性 韧性好 显微组织是明亮的多边形晶粒 铁碳合金的基本组织 1 铁素体 F或 2 奥氏体 A或 奥氏体是碳溶于 Fe中所形成的间隙固溶体 面心立方晶格 碳在 Fe中的溶碳量较高 1148 时2 11 1148 时为0 77 其强度和硬度比铁素体高 塑性 韧性也好 其晶粒呈多边形 晶界较铁素体平直 1 30 渗碳体是铁与碳形成的金属化合物 碳含量是6 69 具有复杂的晶体结构 其硬度很高 塑性和韧性很差 Ak接近于零 脆性很大 铁碳合金的基本组织 3 渗碳体 Fe3C 4 珠光体 P 奥珠光体是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物 是奥氏体冷却时 在727 恒温下发生共析转变的产物 显微组织是铁素体与渗碳体片层状交替排列 性能介于铁素体和渗碳体之间 强度较高 硬度适中 有一定的塑性 5 莱氏体 Ld或Ld 莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物 是在1148 恒温下发生共晶转变的产物 平均碳含量4 3 铁碳合金状态图 光谱分析 根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法 理化检验 钢的分类 一 钢中常存元素对钢的性能的影响 钢中五大元素 C Si Mn P S 热脆 S 有害元素 其他作用 降低焊接性能形成硫化物夹杂引起高温龟裂恶化耐蚀性偏析最严重元素 易切削钢 S 0 08 0 20 硫化物夹杂 Fe S FeS Fe FeS 1193 989 建造中的Titanic号船身上长长的焊缝 Titanic号采用了含硫高的钢板 韧性很差 特别是在低温呈脆性 Titanic号钢板 左图 和近代船用钢板 右图 的冲击试验结果 钢中常存元素对钢的性能的影响 P 有害元素 冷脆 其他作用 降低焊接性能降低冷弯性能提高钢的强度提高耐腐蚀性 比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆性于1938年冬发生断裂坠入河中 以 Fe3P 或 Fe2P 形式存在于晶界 韧脆转变温度升高 钢中常存元素对钢的性能的影响 Mn 有益元素 一般 0 8 溶于F 形成置换固溶体 形成合金渗碳体影响相变时的转变速度 提高珠光体的相对量 并使其细化 形成MnS 熔点 1620 降低或消除热脆倾向 稳定并扩大奥氏体区奥氏体不锈钢 耐热钢 条状MnS夹杂横向性能下降 固溶强化 钢中常存元素对钢的性能的影响 溶于F 形成置换固溶体 增加钢的电阻和导磁性 形成硅酸盐夹杂横向性能下降 固溶强化 Si 有益元素 一般 0 5 钙硅酸盐 钢中常存元素对钢的性能的影响 H 氢脆 白点 发纹 N 蓝脆 应变时效 O 氧化物夹杂 热脆倾向 1 钢中白点 二 钢的分类 按化学成分分类 碳素钢 非合金钢 合金钢 低碳钢wc 0 25 中碳钢wc 0 25 0 60 高碳钢wc 0 60 低合金钢wMe 5 中合金钢wMe 5 10 高合金钢wMe 10 按质量分类 普通钢 碳素结构钢 低合金结构钢 优质钢 高级优质钢 A 特级优质钢 E D级碳素结构钢 优质碳素结构钢 合金结构钢 碳素工具钢 高级优质碳素工具钢 高级优质合金工具钢 高级优质合金结构钢 wS 0 015 wP 0 025 按S P含量分 按用途分类 按冶炼方法分类 按脱氧程度分类 A 沸腾钢 B 镇静钢 4锅炉电梯10层B侧再热蒸汽管道经磁粉探伤检测 4锅炉电梯10层B侧再热蒸汽管道出口第1个压力表管管座角焊缝有裂纹 长度约30mm 如下图所示 4锅炉再热冷段左侧堵阀阀体 共发现2处阀体裂纹 一处长度约40mm 另一处长度约5mm 如下图所示 4机 4瓦下瓦左侧边沿处有长20mm的边沿脱胎 4瓦上瓦右侧边沿处有长30mm的边