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1、北京市大兴区 特种设备检测所作业文件第 1页共 5 页文件编号： ZY 第 3 版第 0 次修改标题金相检验工艺实施日期2007 年 3 月 1 日1、范围 适用于金属设备中管道和部件、承压管道和部件以及它们的焊接接头的金相检验工 作。 2、依据 2.1 非金属夹杂物的判定可根据钢中非金属夹杂物显微判定法YB25-77进行。 2.2 显微组织晶粒度可根据钢的晶粒度测定法YB27-77进行评定。 2.3 带状组织 , 魏氏组织以及游离渗碳体可参考钢的显微组织评定法YB24-59进行 测定。 2.4 脱碳层可参考钢的脱碳层厚度显微测定法GB224或 YB24-59进行测定。 2.5 球化级标准可参
2、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。 2.6 碳钢的石墨化标准可参考碳钢石墨化金相标准评级图进行评定。 3、要求 3.1 根据工程情况 , 全面掌握金相检验工作项目和工作量, 制定工作计划和拟订技术措 施。 3.2 参加并指导工程中金相检验工作, 对检验质量负责。 3.3 对金相检验人员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 的试验方法，以提高金相检验分析技术与技巧。 3.4 对首次遇到的钢种进行必要的分析和试验。 3.5 及时编审试验报告 , 做好整理归档工作。 3.6 检验员经专业理论
3、知识和实际操作技能的培训考试合格后方能担任相应的金相检 验工作和编写试验报告。 3.7 检验员应了解被检验件的材质, 焊接工艺和热处理等情况。 3.8 检验工作项目中所确定的被检验部位进行检验。做到检验及时 , 操作无误， 结论准 确。 4、工艺过程 4.1 检验前的准备工作 4.1.1 接到检验后 , 向受检单位了解检验场所及检验条件(电源。架子等 ) 。 4.1.2了解被检验材料的钢号、规格、热处理状态、焊接部位及焊接工艺等，明确试 验目的。 4.1.3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金相组织评定 分析。 4.1.4主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道直管段最好截取镶嵌试
4、样, 试样编号必须与安 装时管道布置编号相对应。 4.1.5 对需焊后热处理的焊接接头, 应在热处理后进行检验。 4.1.6检验前应根据检验目的 , 被检验材料及试验条件 , 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 , 以确保分析的准确性。 4.2 宏观检验 4.2.1 目的: 检查管道和部件的及其焊接接头的宏观缺陷。 4.2.2 方法 4.2.2.1用肉眼或 10 倍以下的放大镜观察被检件(通常采用酸浸试验 ) 。 4.2.2.2酸浸试验可采用热酸浸蚀或冷酸浸蚀。北京市大兴区 特种设备检测所作业文件第 2 页共 5 页文件编号： ZY 第 3 版第 0 次修改标题金
5、相检验工艺实施日期2007 年 3 月 1 日4.2.2.3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。 4.2.2.4试样的截取可采用手锯 , 砂轮切割 , 机械加工或气割等方法。 4.2.2.5试样被检验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 要时可用不同的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。 4.2.2.6酸浸前, 试样被检面须无伤痕及局部缺陷, 表面不应有油污存在 , 必要时可用 汽油, 酒精苯清洗。 4.2.2.7根据被检件的化学成分及检验目的, 确定浸蚀液的
6、成分 , 浸蚀温度和浸蚀时间 , 以能准确显示缺陷。 4.2.2.8酸浸液应盛于耐酸器皿中, 酸浸试验宜在通风橱中进行。 4.2.2.9试样放进酸浸液时 , 被检面不应于器皿或其它试样接触, 并应全部浸入酸液中 , 以保浸蚀均匀 , 浸蚀液可连续使用 , 但其成分必须保证试验结果可靠。 4.2.2.10酸浸完毕后 , 即可用耐酸铁钳或耐酸胶皮手套(冷浸时 ) 将试样从浸蚀液中取 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物刷掉。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溶液清洗， 最后吹干。 4.2.
7、2.11试样酸浸后 , 如发现表面因刷洗不干净而存有水迹, 或其它沾污物时 , 可再放 入酸浸液略加浸蚀，重新刷洗冲干；若发现浸蚀过浅时，可继续浸蚀以至合乎要求，若发 现浸蚀过深，须将试样被检面除去至少1mm ，在按上述操作方法重新进行磨制和浸蚀。 4.2.2.12酸浸后的试样应及时检查拍照, 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 , 然后放入干燥器 中保存。 4.2.2.13酸浸试样的质量评定应按有关标准和技术条件进行。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
8、大倍数并测定缺陷的尺 寸与位置 , 以便评定被检件的质量。 4.2.2.14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。 4.3 微观检验 4.3.1目的: 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。 4.3.2方法: 在现场 , 可用携带式大工件显微镜进行检验或采用腹膜技术; 在试验室 , 可 采用光学显微镜或电子神眼对截取试样进行检验。 4.3.3 试样的截取 4.3.3.1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, 又能表征 被检材料的特征。 4.3.3.2试样的截取应避免因金属材料受热或
9、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。 4.3.3.3对锻轧及经过过冷变形的材料, 为鉴别非金属杂物的类型。 级别以及带状组织 的级别 , 一般应截取由至表面中心的纵向试样；为鉴别试件外壁至内壁的组织变化, 夹杂物 在截面上的分布情况 , 脱碳层和表面淬火层的深度等, 一般应截取横向试样。北京市大兴区 特种设备检测所作业文件第 3页共 5 页文件编号： ZY 第 3 版第 0 次修改标题金相检验工艺实施日期2007 年 3 月 1 日4.3.3.4对于损坏件 , 试样的截取既要包括破损的主要部位又要包括未损坏的部位以 便比较。 4.3.3.5主蒸汽
10、, 再热蒸汽直管的试样的截取, 可在管端待焊接部位开坡口前, 用手锯 截取小三角块 , 其大小一般可沿管道圆周宽度及管壁厚度方向各取1-1.5cm 左右。 4.3.4 试样的镶嵌 4.3.4.1试样尺寸过小或需检查边缘的情况时可采用镶嵌法。 4.3.4.2试样的镶嵌可采用机械镶嵌法, 热压镶嵌法 , 冷凝镶嵌法等。 4.3.5 试样的磨制 4.3.5.1方法: 试样的磨制可用手工磨 , 也可用自动磨样机磨。 4.3.5.2步骤 4.3.5.2.1磨平: 切取好的试样先经砂轮磨平, 为下一道砂纸的磨制做好准备。磨时必 须用水冷却试样 , 使金属的组织不因受热而发生变化。 4.3.5.2.2磨光
11、4.3.5.2.2.1手工磨光 : 经砂轮磨平 , 洗净吹干后的试样 , 用手工依次由粗到细的在各 号砂纸上磨制 , 砂纸须平铺于平的玻璃 , 金属或板上。从粗砂纸到细砂纸, 每换一次砂纸时 , 试样均须转90角于旧磨痕成垂直方向, 向一个方向磨至旧磨痕完全消失, 新磨痕均匀一 致时为止。同时用水或超声波将试样洗净为止, 手亦应同时洗净 , 以免将粗纱粒带到细纱纸 上。磨制试样时 , 注意不可用力太重 , 每次时间也不可过长。 4.3.5.2.2.2机械磨样磨光 : 将由粗到细的不同号数的砂纸分别置于机械磨样机上依 次磨制。 4.3.5.2.3抛光：抛去试样上的磨痕以达镜面，且无磨制缺陷，抛光
12、方法可采用机械 抛光，化学抛光，电解抛光等。 4.3.3.2.3.1机械抛光可分为两步 : 粗抛光和细抛光。 粗抛光可把经砂纸磨光的试样移 到装有尼纶, 呢绒等的抛光机上进行, 抛光料可用微粒的氧化铝, 金刚砂等抛光时间 2-5min。抛光后用水洗净并吹干。细抛光是将经粗抛光的试样移到装有尼龙绸天鹅绒等丝 绒抛光盘上进行精抛光。抛光时用力要轻, 须从盘的中心至边缘来回抛光, 并不时滴加少许 磨粉悬浮液 , 在抛光的完成阶段可将试样于抛光盘的转动方向成相反方向抛光, 一般抛光 到试样的磨痕完全除去, 表面象镜面为止 , 抛光后用水洗净吹干 , 使表面不致有水迹或污物 残留。 4.3.3.2.3.
13、2电解抛光基于阳极溶解原理, 样品为阳极 , 不锈钢或其他材料为阴极。电 解抛光的条件是由电压 , 电流, 温度抛光时间来决定的。 4.3.3.2.3.3化学抛光是靠化学试剂对试样表面不均匀溶解, 逐渐得到光亮表面的结 果, 但只能使样品表面光滑 , 不能达到表面平整的要求 , 对纯金属有良好的抛光作用。 4.3.5 试样的浸蚀 经磨制好的试样可浸入玻璃器皿中的侵蚀剂中进行, 也可用蘸有浸蚀剂的棉球轻轻擦 拭, 或用滴管滴蚀试样抛光表面。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倍数而定, 以能在显微镜下清晰显示金属组织的细节为宜。不宜用过 度的浸蚀来增加
14、组织的度, 高倍观察时 , 浸蚀程度比低倍观察时略浅一些。浸蚀完毕后, 立 即取出 , 并迅速用水清洗。然后再用无水酒精清洗, 热风吹干。制备好的试样应无磨痕, 凹 坑, 麻点, 水迹等 , 组织清晰 , 有代表性。北京市大兴区 特种设备检测所作业文件第 4 页共 5 页文件编号： ZY 第 3 版第 0 次修改标题金相检验工艺实施日期2007 年 3 月 1 日4.3.6试样的微观检验。微观检验包括浸蚀前的检验及浸蚀后的检验，浸蚀前主要检 查试样有无裂纹，非金属夹杂物及制样过程中引起的缺陷；浸蚀后主要检验试样的显微组 织。 4.3.4.1管道和部件的微观检验。 4.3.4.1.1鉴别材料中非
15、金属夹杂物, 显微裂纹的类型 , 观察形态和分布 , 测量其数量 和大小。 4.3.4.1.2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 , 脱碳层等做出评定。 4.3.4.1.3鉴别组织特征 , 判定热处理工艺状态。 4.3.7 焊接接头的微观检验 4.3.7.1焊缝组织的分析 4.3.7.1.1焊缝组织具有连生结晶和长大的特点, 常见的焊缝组织有柱状晶。树枝晶。 等周晶。同样成分的焊缝, 由于结晶组织形态不同 , 性能差别很大。 4.3.7.1.2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
16、声相变重结 晶, 导致焊缝区各部位组织形态的差异。 4.3.7.1.3焊接过程是连续快速冷却的过程, 超过一定的冷却速度后 , 会得到非平衡组 织- 贝氏体和马氏体。 4.3.7.2热影响区组织的分析 4.3.7.2.1焊接接头热影响区主要为: 局部融化区。 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。 4.3.7.2.2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。 4.3.7.2.3过热区 : 此区的明显特点是晶粒最粗大, 其组织形貌与部分溶化区基本相同, 是再热裂纹的敏感区。 4.3.7.2.4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。 4.3.7.2.5不完全结晶区 ; 此区位于 A1A3温
