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摘要：现阶段锅炉压力容器已经成为人们生产生活中不可缺少的一部分。这种设备的重要性不言而喻，但有很强的危险性，所以要充分注意。金相层压技术目前广泛应用于锅炉压力容器检测过程。金相腹膜技术对锅炉压力容器检测具有重要意义，不仅可以降低从源头发生安全事故的概率，还为锅炉压力容器检测提供了科学评价依据。本文从金相腹膜技术的应用原理讨论，重点介绍金相腹膜的制作过程，并希望能给相关人士提供帮助。
关键词：金相复膜技术；锅炉；压力容器；检验；应用
中图分类号：TK223 文献标识码：A
引言
现下，人们生活及工业化建设中，锅炉压力容器这一极具危险性的特种设备已成为了一个必不可少的物品。而在锅炉压力容器检验过程中，金相复膜技术所发挥的作用极为重要，能将科学有效的参考依据提供给各个设备安全评价体系，能在很大程度上对安全事故的发生进行控制。而在科技技术的进一步发展下，各领域微观检验中也逐渐会普及金相复膜技术的应用。
1、概述
随着我国工业化速度的不断加快，锅炉压力容器已经成为一套人们并不陌生的设备。锅炉压力容器对于工业生产意义非凡，其工作效率是工业生产质量、进程的保障，甚至从某个角度来说，锅炉压力容器决定了我国工业化水平的提高。因此保证锅炉压力容器正常运行是极其随着我国工业化速度的加快，锅炉压力容器已成为人们不熟悉的设备。锅炉压力容器对工业生产有特殊意义，其工作效率是工业生产质量、工艺保证，甚至在某些方面，锅炉压力容器决定提高我国工业化水平。因此，保证锅炉压力容器正常运行是非常必要的。锅炉和压力容器的工作环境恶劣，高温容易使锅炉压力容器的材料老化，因此在此阶段，人们主要使用金相涂层技术对锅炉压力容器进行检查，根据物理和化学分析进行检查，提高锅炉压力容器的检查效率，减少锅炉压力容器事故，弥补现有无损金相分析技术的不足，发挥非常重要的效果因此，锅炉压力容器检查中加强金相复膜技术，能有效促进我国工业化发展，这对我国国民经济的改善也具有重要意义。
2、金相复膜技术的应用原理
金相复膜技术也就是我们俗称的复膜金相，我们可以把复膜金相简单的理解成一层镀膜，试验的金相在经过处理之后可以与锅炉压力容器的内壁进行贴合，通过分析贴合之后的金相所表现出来的纹理，即可判断锅炉压力容器是否存在裂缝等问题。当然在使用金相对锅炉压力容器的内壁进行贴合之前，简单地对锅炉压力容器的内壁进行处理，处理的内容包含有打磨、抛光、侵蚀，然后使用特定的溶液对复膜进行软化处理，使之能够完整的贴合在锅炉压力容器的内壁上，让金相复膜具有非常大的延展性和贴合性，通过分析金相所发生的变化得出结论。在完成这一步骤之后还要对已经使用之后的复膜金相进行收集，方便我们日后在观察同一锅炉压力容器的内壁时，能够有一个比较具有说服力的对照品。
3、金相复膜制作流程
3.1精确选取复膜金相检测点位
在其他相关操作执行之前，必须将该流程落实，以便为检测工作效率、质量提供保障，并为后续相关操作的有效开展奠定基础。在对点位具体位置进行检测时，首先需要全面分析锅炉压力容器型号、材料、使用情况及热处理工艺等环节，而在检测中也需有所侧重，以易出现问题的环节作为检测工作重心，以便将故障引发原因迅速找出并进行技术处理。
3.2复型材料准备工作
复膜金相所选用的复型材料多为以下两种：其一，有机玻璃片+氯仿。由于该方法有着较长的复膜时间，恶劣环境下不利于操作，也不适用于曲率偏小的工件部位；其二，醋酸纤维纸+丙酮。该方法有着较高的效率、较短的复膜时间，适用于现场操作。而针对醋酸纤维纸的制备而言，可在浓度7%～10%的丙酮中溶解醋酸纤维后，保持4～7d的静置，确保均匀溶解并放出气泡。随后将溶液朝着玻璃板倾倒，并使其自然散开，通过对溶液浓度的控制及玻璃板角度的调整，能够改变薄膜的厚度。通常以3-mm～80mm厚度的薄膜为佳，采用钟罩扣上、干燥，确保复膜的平整度、透明度。最后，将复型材料裁剪为1.0cm×1.5cm大小的小片。保存、备用。
3.3金相复膜具体步骤
3.3.1金相复膜前准备工作
首先，彻底清理干净选取部位表层杂质，在机器的运用下对金属表面进行打磨，需打磨出稍大于显微镜所观察的面积，为操作提供便利，同时打磨层也需加深一些，以便将脱碳层去除。随后，对打磨后的表面进行机械或电解抛光，并将表面浸蚀，且浸蚀时间应比常规金相检验更长，以便检查部位金相凹凸得以更明显，如图1（a）所示。
3.3.2金相复膜
首先，在试样表面滴加适量溶剂，倘若溶剂偏多，那么就会过渡溶解醋酸纤维纸，使其受损，或是溶剂会朝着待贴复型材料的部位流淌，以至于复型效果受到影响，组织形貌缺乏真实性；倘若溶剂偏少，就会导致复型材料与金属表面的贴合不完全，难以准确观察、拍照。其次，用镊子将醋酸纤维纸夹住并朝着试样表面覆盖，在拇指施加的一定压力下消除有机玻璃或醋酸纤维纸与金属表面之间的间隙、气泡，确保两者得以紧密贴合，如图1（b）。加压时间约30s，均匀用力却垂直于有机玻璃片，切忌出现滑动。随后将一张干净纸覆盖在复型材料上，将灰尘、异物挡住。
再次，保持一段时间静置，充分干燥、硬化复型材料。随后用镊子将复型材料夹住并将其一角翘起后，缓慢揭起，在其脱离金属表面后，便可将金相复型片得到，如图1（c）。用镜头纸包住金相复型片或用干净纸本夹住，如图1（d）。最后，可直接观察、拍照有机玻璃金相复型片，或是喷碳、铝、金等材料，将其衬度增大，以便能够观察到更为清晰的微观组织。
4、金相复膜技术在锅炉压力容器检验中的应用
4.1金相复膜技术应用流程
金相复膜技术在锅炉压力容器检验中的应用流程主
要包含两个步骤，一个是在使用之前的准备工作，这一过程中需要对被检测压力容器的位置进行充分清洗，主要包含的步骤有去掉油漆、去金属屑等等，当然打磨的步骤可适当增加，从而充分的保障锅炉壁有一个稳定检测的环境；其次，进行金相复膜。首先使用试液对被检测位置进行滴液处理，这一步骤是为了保障金相复膜能够充分的与锅炉压力容器壁进行贴合，提升检测结果的准确性和可观察性。需要注意的是在继续滴液处理的过程中，不应滴入过量的溶液，处理金相的溶液大都含有腐蚀性和挥发性，滴入过量溶液必然会导致我们在检测的过程中存在非常大的安全隐患问题。溶液本身也会对金相产生一定的影响作用，甚至会直接影响到金相的检测结果。这一过程中还需要充分的保障复膜金相的贴合性，在移动复膜金相的过程中可以用镊子进行移动，覆盖完成之后为保障两者的贴合性，可使用手指对复膜金相进行按压，并且保障按压的时间不低于一分钟。最后是提取处理，这一处理过程在复膜金相对被检测部位有一个完整的提取之后所存在的，在检测的过程中需要我们用到镊子对复膜金相进行提取。首先待复膜金相依附并完成表现步骤之后，需要对复膜金相进行干燥处理，干燥处理的意义在于让实验内容能够更好的保存金相在完成提取之后所形成的纹理，一方面对实验结果有一个充分的保护，另一方面也是方便提取，避免金相太湿而出现褶皱的问题。干燥的时间根据不同复膜方式来分别选择，如CHCl3加有机玻璃片法因为所使用设备较复杂的缘故，进行干燥的时间通常需要在一个小时左右；而AC纸法操作简单，所需要的步骤和设备较少，因此干燥的过程往往只需要十分钟即可。而CHCl3加有机玻璃片法也有自己独有的优势，玻璃片所反映的事物的清晰度相对较高，在完成之后可以直接对玻璃片进行拍照处理，相较于AC纸法，这一方式所取得样品的清晰度非常高，并且观察起来也相对方便。
4.2金相复膜技术应用范围
受到锅炉压力容器工作环境的影响，锅炉压力容器的很多部位都容易出现问题。例如锅炉的锅筒和集装箱非常容易出现裂纹、鼓包、水冷壁等故障；并且在高温环境还容易导致整个锅炉压力容器变形、蠕变裂纹的问题。而金相复膜技术对于复膜部位的反应度非常灵敏，并且所取得的结果准确度非常高，因此被广泛的应用于锅炉压力容器各个部位的检测过程中，比如在对锅炉压力容器底部的鼓包进行检测时，常规手段利用显微镜对锅炉压力容器进行检测的方式难以实现具体的运行，因此可使用复膜金相的方式进行检测。
5、金相复膜过程中需注意事项
（1）做与金相复膜相关的工作时，要充分掌握腹膜干燥的时间，AC 纸的干燥时间基本上只有10分钟左右。如果是柔体胶片，干燥所需的时间相对较长，一般持续1小时以上，如果不经干燥而发布的地方被隔离，则将一些复合材料留在锅炉墙壁的金属表面，观察金相皮瓣时会出现一个亮点，照片中出现黑色斑点，而不是实际的金属组织结构。
（2）如果发现复膜下来的金相在其金属表面呈现出凸凹部位的轮廓形象，其形状与相应样品完全相反，因此复膜下来的金相被大家称之为负型金相。与此同时，复合材料的粘度相对较高，流动性较低，因此复合金上显示的图像通常比普通金子大。尤其是在研究蠕变孔的大小时，不应忽略这一点。
（3）利用有机玻璃片或者是 AC 纸进行复膜操作时，因此必须彻底清洁以确保测试对象部分的清洁度，最初要超过多个涂层的金像，选择最后一张照片，使再现的图像在拍摄最终照片时更加清晰。
结束语
我国工业设备中，锅炉压力容器十分常见，其工作效率能对工业生产活动质量与进程造成直接影响，也可提高我国工业化水平，故而在检验锅炉时倘若有问题存在，可借助金相复膜技术对其材质、焊区进行分析，在与相关必要物理学、化学成分分析结合，可实现锅炉压力容器检验效率的提升。通常情况下是以无损金相分析来对锅炉压力容器进行检验，有个别不足存在，而通过金相复膜技术能将无损金相分析技术的不足弥补，这也进一步突出了锅炉压力容器检验中金相复膜技术全面应用的重要性。
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论文作者:侯文博
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
标签：金相论文; 锅炉论文; 压力容器论文; 复膜论文; 技术论文; 贴合论文; 这一论文; 《中国电业》2019年第07期论文;