摘要：电站锅炉是一种特殊设备，具有爆炸危险性，受到国家的安全检查管理。电站锅炉改造、检修人员，一定要把握好锅炉材料的选用，对金属材料的一些基本知识一定要牢牢记住，有所了解中外在材料科学方面的发展现状，对不同种类的发电锅炉来说，在材料的选用方面也要有一些了解，这些都非常有益于切实工作。本文研究电站锅炉金属材料的使用情况。希望本文的观点能够为关注此话题的研究者提供参考意见。
关键词：金属材料；组成元素；加工温度
引言
在选择锅炉的承压部件金属材料时，如果低材高用，也就是使用超过限度，爆管事故往往就会在短时间内发生；相反地，如果是高材低用，也就是使用限度降低了，同样的也会导致危险发生，比如使用合金焊条来焊接钢铁或者在钢铁部位使用合金管，这些危险性都非常大。材料失效都是在焊缝热影响区发生的，并非是母材中的材料失效，材料产生失效的时间间隔，往往是焊缝热影响区比母材失效时间间隔长，甚至长很多。对于焊接来说，其接头在钢制品结构中，往往是比较薄弱的地方，如果是不同的钢焊接的接头，其性能比起同种钢焊接的接头来说，更加薄弱。锅炉在其金属技术监督规程以及安全监察规程中，对于不同种钢的焊接接头，明文规定了对其的监查以及监督检验，关注力度非常大。所以，如果一旦焊接过程中用错了钢材，导致异种钢焊接接头，其潜在的爆炸危险性也就大大增加了。工作人员做好日常对电站锅炉进行检修工作，熟记检修的基本知识和正确的流程，这与人员的安全保护和设备的安全运行有直接关系。
1金属材料简述
金属材料学是一门试验应用科学，要想对锅炉的检修质量有所保障并不断地提高，锅炉检修工作人员务必要了解金属材料的一些基本知识。钢铁是一种黑色金属，其基本元素是铁，它是晶体物质。决定钢铁性能的主要因素包括：组成钢铁的化学元素的含量、种类、微观组织结构（组织决定其性能）及其处理工艺，等。如果要使材料具备新的性能，可以对它进行热处理，改变其原来的组织结构。
2电站锅炉金属材料的科学选择
2.1合理划分金属材料的种类
划分金属材料科学是一种试验应用科学，作为检验锅炉质量的工作人员，做好日常工作，必须要掌握较为扎实的基础理论知识，因为这些基础理论能在工作人员的后续工作中产生一定指导作用。通常情况下，钢铁由金属混合物构成，这些材料以贴为基础。制作过程的锻造环境、加入的元素种类和比重会对钢铁的基础性能产生深刻影响，甚至这些基础元素的化学排列方式都会影响使用环节钢铁所展现出的性能。钢铁原有的组织结构会受到热处理环节温度、时间相关措施的影响，改变并进一步拓展材料的基本使用功能。钢铁会被人们称作是钢铁并不是因为钢铁这种金属是由刚和铁这两种物质组合而成的。铁还是钢铁的主要组成，只是在锻造的过程中，也向其中加入了一些其他的微量元素，碳在其中占很大的比例。另外还包括Mn、Si、S、P这些杂质元素。铁单质在加入了碳元素之后，硬度上会发生很大改变，对抗锈蚀的性能也会在很大程度上有所提升。钢在加入了碳源素之后，就变成了碳钢。与其他种类的钢铁相比，如果其中含有比较多的其他元素，就被称为是合金钢。就钢铁的基本构成而言，S、P在钢铁的构成中不算是能够改变钢铁性能的元素。因为这两种元素是生产钢铁过程中可能会出现的杂质，从理论层面展开分析，钢铁中杂质的含量越少越好。
2.2钢的组成元素
在我们的日常生活中，钢所发挥的作用非常关键。在这种晶体物质中含有一定量的碳元素，按照同种异构体的形式划分碳元素，可分为石墨、金刚石、无定形碳三种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆碳原子的排列方式会直接影响碳元素的化学性质，碳元素的排列方式会直接影响所形成的晶体物质的晶体性能，使得元素异构体的物理性能和力学性能产生非常明显的差别。就比如说石墨和金刚石，这两种物质有着不同的排列方式，在空间形态上会有不同的表现，同时也会产生不同的作用。柔软是石墨最突出的性质，而且石墨具有一定导电性，还能被当做是铅笔，而金刚石是相反的状态，它是世界上最为坚硬的物质，可以用来当做切割材料。当钢水被化成液体，在凝固的过程中就会生成一种特殊的晶体，这种重新组成的钢物理性能和化学性能都非常明显，与钢中碳元素的异构现象是相似的。应用于锅炉压力容器的钢材料在不同的热处理操作中会分解成铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体和贝氏体。此时不仅晶体的结构会发生变化，化学成分也会重新分布，组织结构的状态也会发生改变，使材料的使用性能获得提高。
3电站锅炉金属材料的使用
3.1合理选择不锈钢材料，严格控制加工温度
近年来，我国能源建设事业不断发展，对电站建设的要求也在逐渐提高。有许多电厂锅炉使用原料的要求和标准都发生了一定改变。比如有的电站锅炉使用的是不锈钢材料，18Cr8Ni系居多。由于加工这些材料难度比较大，所以只能交给专业的工厂进行生产制造。但是在对不锈钢材料进行热处理的过程中，达不到相应的要求。对材料进行整体布局或者是局部的固溶热处理也没有达到相应的标准，此时设备的使用寿命就会明显降低。以奥氏体不锈钢为例，由于抗腐蚀性不强，所以在应用的过程中，就比较容易受到腐蚀。这是因为内部的碳原子在同晶界交换的过程中产生了一些铬元素，此时不锈钢材料晶间就会缺少铬元素。如果是在400℃以上的高温环境中，产生的反应会更加迅速。所以在实际的操作过程中，要对温度进行严格控制，尽可能把高温时间缩短，从而有效防止缺铬情况的产生。在执行焊接操作时，要尽可能选择小线能量，以保证对温度的控制更加精准。
3.2严格控制晶间腐蚀趋势
严格控制晶间腐蚀趋势，考虑到奥氏体不锈钢的不同使用条件，可采取不同的处理工艺，包括固溶处理、稳定化处理、钝化处理。就钝化处理而言，实现氧化目的要用到氧化性酸，致密氧化铬保护层在不锈钢表面形成，使保护层的耐腐蚀性获得增强。当电厂处于运行条件时，运用奥氏体不锈钢要用到固溶处理工艺。此时不能使用稳定化处理和局部热处理方式，这是因为部件从热处理炉内高温到炉外高温会经历一段敏化区，导致晶间贫铬情况的出现。不锈钢的性能也会有所下降，导致质量隐患的形成。在后期的运行过程中，这个部位也很有可能会最先失效。在发电锅炉的高温端，使用的不锈钢制成晶是18Cr-8Ni。整体稳定化热处理工艺是最佳选择，展开箍体内外肇钝化处理要在整体稳定化热处理的工序基础上进行，从而达到比较好的耐氧化腐蚀效果。这一选择有非常明显的缺点，就是会加大资金成本投入。改变晶体结构要使用多种处理方式，重新分布化学成分，把组织结构调整到最佳的状态，从而有效提升材料的应用性能。
结语
综上所述，电站锅炉金属材料的使用要注意做到合理选择不锈钢材料，严格控制加工温度，严格控制晶间腐蚀趋势。在选择并使用金属材料的工作中，要考虑建设规模，也要考虑到锅炉的规格，以实际情况为依据，有针对性的选择金属材料。避免出现不适配的情况，把锅炉出现危险的系数降低到标准范围内。
参考文献
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[3]赵立朋,于明泽.浅论电站锅炉金属材料的选择与使用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(02):211.
论文作者:孙涛
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
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