金相分析技术在火力发电厂中的应用探讨论文_杨林豪,何丽华

金相分析技术在火力发电厂中的应用探讨论文_杨林豪,何丽华

(浙江浙能台州第二发电有限责任公司 浙江省台州市 317109)

摘要:本文首先简要分析了金相分析技术的基本原理,以某火电厂为例,就金相分析在其管道金属材料检测中的应用作一探讨,望能为此领域应用研究提供些许借鉴。

关键词:金相分析技术;火力发电厂;应用

金属材料实为用于制造火力发电厂机械设备的关键材料,其除了是建造各类管件、水冷壁及汽轮机的关键部件之外,其质量好坏还关系到火电厂能否安全、可靠运行。无论是哪种类型的金属材料,其均有一共同特点,即长时间工作在高压力、高温的环境中,金属的原有性能与室温状态下的性能会有比较大的差别。究其原因,多因金属内部原有组织结构会有比较大的变化,如合金中碳化物、石墨化等的结构与数量会有比较大的改变。现阶段,怎样更加全面、深入的了解火电厂各种金属部件的不足与缺陷,对于其经济、安全运行意义重大。

1.金相分析的基本原理

针对金相分析而言,其乃是对金属材料进行实验研究的重要方式与手段,其借助于金相显微镜,能够对合金、金属显微组织的形态、大小、数量及形态等进行深入、系统化研究,此技术在整个金属材料研究体系中,发挥着举足轻重的作用。有着十分重要的地位。针对此技术而言,其能够选用定量金相学原理,以金相试样磨面为对象,测量与计算其显微组织,最终对金属内部组织所对应的三维空间形貌加以明确;这样能够较好的将金属内部的缺陷找出来,而且还有着较快的操作速度以及极高的结果精度等,因而能够大幅提升火电厂相关人员的工作质量与效率。

在开展金相分析过程中,经常会用到光学金相显微镜,此显微镜能够实现二级放大,也就是利用物镜,首先将物体上的结构进行一次放大,然后再由目镜实施二次放大。

2.金相分析技术分析

在开展金相分析时,首先需要依据相关规定与检验标准,完成试样的制备,也就时金相试样;如果在制备金相试样时存在操作不当的情况,那么可能会有假象情况发生,因而最终会得到一些错误的结论。所以,制备金相试样尤为关键。在实际制备金相试样时,其局部步骤为:取样→镶样→打磨→抛光→化学腐蚀。

(1)取样。当前,截取金相试样的具体方法有机械法、线切割及气割等,在这些方法中,究竟该选择哪种方法,需要根据金属部件的材质、性质以及大小,除此之外,还需依据具体的热处理工艺等,通过综合考量来确定,但对试样进行截取时,需确保不会影响到观察面的组织。(2)镶样。针对那些有着比较小尺寸,或者是形状不规则的试样,比如切屑、薄片、丝、碎片等,可选用更加贴合的镶样法来规定。而对于此方法来讲,其以塑料镶嵌法最为多见。针对能够承受低热的试样来讲,可根据实际需要,采用热镶法。针对此方法而言,主要是利用热固定塑料,或者是热塑形塑料,将其当作镶嵌材料,于镶嵌机模具中进行加压与加热,最终制作成镶嵌材料,加热的温度区间时110~165℃。(3)打磨。其主要有两种方式,其一为粗磨。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用砂轮进行切割,或用打断等方法,对试样表面进行截取,可选用砂带机或者是砂轮机开展粗磨;如果材料比较软,可根据实际需要,用锉刀进行锉平处理,于粗磨操作时,需合理控制试样的温度,避免温度过高而造成组织原状发生变化。所以,需对试样实施一定的冷却处理,在进行粗磨操作时,接触力不能过大,不然会使变形层增厚,因而在后续磨削操作时,难以去除。其二,细磨。在完成粗磨后,可利用各粒度的金相砂纸,实施多道磨光,减小表面不平的程度。所谓手工磨光,从根本上来讲,就是将砂纸平整放置在玻璃上,把试样用手轻压于砂纸上,向前方平推、拉回与提起,然后再平推3个动作,指导磨光工序与要求相符。(4)抛光。现阶段,应用作为广泛的抛光技术即机械抛光,其通常情况下,通过运用金相试样抛光机来完成。当进行细磨处理后,试样经过冲洗处理后,将其磨面放在抛光盘上,实施抛光处理。在抛光过程中,针对所用织物来讲,除了可以用粘结剂粘于抛光盘上之外,还可选用套圈箍紧于抛光盘上。如果磨粒粒度大于100µm,那么此时的磨光称之为粗磨,如果粒度区间为10~100µm,那么称之为细磨;若小于10µm,即抛光。(5)化学腐蚀。针对化学腐蚀而言,可将其当作化学溶解的过程,还可以当作电化学溶解的过程。通常情况下,都是单相合金或纯金属的侵蚀,也可当作化学溶解,针对两相合金的侵蚀,实为电化学溶解。

3.金相分析的实际应用

火电厂所应用的金相分析技术,通常情况下,主要有两种类型,其一为微观金相组织检验,其二是宏观金相禁言,而在电厂应用中,主要包括如下类型:(1)受监金属部件原材料金属检验与鉴定轧制缺陷、铸造缺陷、非金属夹杂物、脱碳层厚度及晶粒度等;(2)受监金属部件焊接以及热处理质量检验热影响区过烧组织、淬硬组织及微观裂纹等;(3)高温再热蒸汽管、主蒸汽管、锅炉受热面管等受监设备部件材质组织的老化分析;(4)评估设备运行状态下的温度;(5)受监金属部件爆破及断裂失效分析。

4.结语

综上,伴随当今整个电力产业的持续发展,火电厂的各类发电机组的容量更大且各项参数更高,且各类管道的工作条件更加严峻与恶劣,怎样比较准确且快速的对各类型管道的微观组织与金属成分进行系统化分析,判断与预测金属的性能,并对其实效原因展开分析,对于火电厂的安全、持久运行有重要作用。因此,需要根据实际需要,利用金相分析技术,对火电厂的运行情况进行系统化检验。

参考文献

[1]孙海涛.金相分析技术在核设备失效分析中的应用[J].核动力工程,2011(s1):162-165.

[2]沈静雯.图像处理技术在金相分析中的应用[J].铸造设备与工艺, 2014(6):60-62.

[3]郑胜峰,田世英,刘石亮,等.定量金相分析技术在球墨铸铁金相检验中的应用[J].理化检验(物理分册),2009,45(7):406-409.

作者简介

杨林豪(1993-09),男,汉族,籍贯:浙江省台州市,当前职务:锅炉专职,当前职称:助工,学历:本科,研究方向:火力发电企业百万机组金属材料。

论文作者:杨林豪,何丽华

论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期

论文发表时间:2018/12/25

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