CN103528904A - 一种测量p92蒸汽管道布氏硬度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，以里氏硬度计测量P92主蒸汽管道的里氏硬度，然后以公式布氏硬度=0.79×里氏硬度－145.85，计算布氏硬度值。本发明技术方案通过公式能够准确预测P92布氏硬度值，克服目前布氏硬度偏低的不足，准确地判别P92主蒸汽管道是否仍符合服役条件。
Description
技术领域
本发明属于耐高温合金钢测量技术领域，更加具体地说，涉及一种准确测量新型耐热钢P92布氏硬度值的方法。
背景技术
目前，火力发电在我国电力行业中占据主导地位，有数据显示，火力发电所占比重在70%-80%之间，而且在未来很长一段时间内，这种结构状态仍会持续下去，但是火力发电所带来的能源消耗和环境污染越来越引起人类的担忧，所以提高发电效率成为火力发电行业的重中之重。
超超临界火力发电机组在很大程度上提高了发电效率，逐渐成为各国建设发电机组的首选，但是超超临界机组苛刻的服役条件对部件的使用材料提出了更高的要求，主蒸汽管道作为主要部件之一，承担更重要的角色。为此，日本开发了P92新型耐热钢材料，凭借其优良的高温性能，已成为主蒸汽管道的主要使用材料。虽然P92高温性能优良，但是在长时间服役过程中仍然存在强度降低的情况。目前，各发电厂普遍采用便携式里氏硬度计定期对P92主蒸汽管道进行硬度检测，以此来判断其强度变化情况。需要指出的是，电力行业对电厂部件硬度检测是以布氏硬度为基准的，但由于现场检测的条件限制，一般使用轻便、灵活的里氏硬度计进行测量。里氏硬度计可以测量金属的里氏硬度(HLD)，然后根据里氏硬度计内部的里氏硬度和布氏硬度的转换关系得到布氏硬度值（HBHLD），由于里氏硬度计里里氏硬度和布氏硬度的对应关系是基于碳钢而得到的，对于高合金钢并不适用。研究结果也表明通过里氏硬度计测量转换得到的布氏硬度值（HBHLD）并不准确，存在偏低现象，这会导致对服役管道的误判，提前终止其寿命，这给发电厂带来了巨大的经济损失。因此，通过试验测得P92钢的布氏硬度和里氏硬度，获得其准确的对应关系，从而指导服役管道的安全监督具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服目前便携式里氏硬度计测量P92主蒸汽管道布氏硬度偏低的现象，提供一种能够准确测量新型耐热钢P92布氏硬度值的方法。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，按照下述步骤进行：
步骤1，选择待测量的P92蒸汽管道区域，并进行表面处理；
在所述步骤1中，对待测量的P92蒸汽管道区域进行表面加工，以使表面平整光滑，没有氧化皮、油污，表面粗糙度不大于1.6μm；
步骤2，以里氏硬度计测量P92蒸汽管道区域的里氏硬度，并按照布氏硬度=0.79×里氏硬度—145.85获得布氏硬度值。
在上述测试过程中，所述步骤1中，按照GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》和GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验第1部分:试验方法》对测试对象的要求进行试块表面加工，使步骤2获得的硬度试块的表面平整光滑，没有氧化皮、油污，表面粗糙度不大于1.6μm；
在上述测试过程中，所述步骤2中，选用国标进行里氏硬度的测量，根据GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》直接测量P92蒸汽管道的里氏硬度。
在上述测试过程中，所述步骤2中，选择在待测量的P92蒸汽管道区域中测量多个里氏硬度值，然后以其平均值带入公式计算布氏硬度值。
在上述测试过程中，所述步骤2中，在待测量的P92蒸汽管道区域中，在管道周向和轴向上进行选择，周向为3点钟、6点钟、9点钟、12点钟，轴向在1.5m长的管道上每个0.5m选择一个点，总共测量12个点，每个点测量5个里氏硬度值，并计算它们的平均值作为里氏硬度值，代入公式进行计算。
通过本发明的公式布氏硬度（HBW）=0.79×里氏硬度（HLD）—145.85，能够准确便捷地预测P92布氏硬度值，以此客观准确地判别P92主蒸汽管道是否仍符合服役条件。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明的技术方案。选用蒸汽管道使用的P92材料，以热处理模式得到不同硬度的试样进行硬度测量和预测，以验证本发明中公式预测的正确性。
实施例1
1、对本试验所使用的HBZ-3000A布氏硬度计和HT-1000A里氏硬度计进行校准；
2、取3个50×50×22mm的硬度试块，进行不同热处理，旨在制作不同硬度的试样。热处理工艺为分别在810℃、790℃和760℃的回火温度下保温1h，如表1所示；
表1回火保温1h热处理工艺
3、按照GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》和GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验第1部分:试验方法》对测试对象的要求进行试块表面加工，使步骤2获得的硬度试块的表面平整光滑，没有氧化皮、油污，表面粗糙度不大于1.6μm；
4、按照GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验第1部分:试验方法》的要求，测量硬度试块的布氏硬度值。具体方法是：在室温25℃下，HBZ-3000A布氏硬度计对硬度试块施加29.42KN的试验力，由Φ10mm的硬质合金球，压入待测硬度试块，保持10-15s，然后卸载试验力，测量压痕的直径。每个硬度试块测3个点，计算其平均布氏硬度值（HBW10/3000，即利用布氏硬度计直接测得的布氏硬度值）如表2所示；
5、按照GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》的要求，在步骤3的布氏硬度压痕周围测量5个有效里氏硬度值。具体方法是，利用HT-1000A里氏硬度计，选择D型冲击装置，在每个布氏硬度压痕周围测5个有效里氏硬度值，计算每个硬度试块15个里氏硬度值的平均值，如表2所示；
6、将步骤5中的里氏硬度平均值代入公式HBW=0.79×HLD-145.85，获得预测布氏硬度值，如表2所示；
7、对比预测布氏硬度值和实测布氏硬度值，如表2所示。根据GB/T231.2-2002《金属布式硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准》规定布氏硬度计在125＜HBW≤225硬度范围内校核示值误差在±2.5%之间，根据本发明进行预测的布氏硬度值在实测布氏硬度值的±2.5%之间，符合国标要求，且极大提高了测量的准确性。
表2
实施例2
1、另取3个50×50×22mm的硬度试块，进行不同热处理。热处理工艺为分别在810℃、790℃和760℃的回火温度下保温4h，如表3所示；
表3回火保温1h热处理工艺
2、按照GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》和GB/T231.1-2009《金属布氏硬度试验第1部分:试验方法》对硬度试块进行机加工和测量，硬度数据如表4所示；
表4
3、将步骤2中的里氏硬度平均值代入公式HBW=0.79×HLD-145.85，获得预测布氏硬度值，如表2所示；
4、通过对比预测布氏硬度值和实测布氏硬度值，根据GB/T231.2-2002《金属布式硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准》规定布氏硬度计在125＜HBW≤225硬度范围内校核示值误差在±2.5%之间，根据本发明进行预测的布氏硬度值在实测布氏硬度值的±2.5%之间，符合国标要求，且极大提高了测量的准确性。
通过上述实施例即可验证本发明的公式预测方法得到的布氏硬度值在实测布氏硬度值的±2.5%之间，符合国标要求，且极大提高了测量的准确性。
在实际使用中，利用便携式硬度计测试P92蒸汽管道区域的里氏硬度，按照下述步骤进行：
首先选择待测量的P92蒸汽管道区域，并进行表面处理，对待测量的P92蒸汽管道区域进行表面加工，以使表面平整光滑，没有氧化皮、油污，表面粗糙度不大于1.6μm。
其次，在待测量的P92蒸汽管道区域中，在管道周向和轴向上进行选择，周向为3点钟、6点钟、9点钟、12点钟，轴向在1.5m长的管道上每个0.5m选择一个点，总共测量12个点，每个点测量5个里氏硬度值，并计算它们的平均值作为里氏硬度值，并按照布氏硬度=0.79×里氏硬度—145.85获得布氏硬度值。
试验结果呈现出与实施例1、2相同的基本性质，预测的布氏硬度值在实测布氏硬度值的±2.5%之间，符合国标要求，且极大提高了测量的准确性。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：
步骤1，选择待测量的P92蒸汽管道区域，并进行表面处理；
步骤2，以里氏硬度计测量P92蒸汽管道区域的里氏硬度，并按照布氏硬度=0.79×里氏硬度—145.85获得布氏硬度值。
2.根据权利要求1所述的一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，其特征在于，在所述步骤1中，对待测量的P92蒸汽管道区域进行表面加工，以使表面平整光滑，没有氧化皮、油污，表面粗糙度不大于1.6μm。
3.根据权利要求1所述的一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，其特征在于，所述步骤2中，选用国标进行里氏硬度的测量，根据GB/T17394-1998《金属里氏硬度试验方法》直接测量P92蒸汽管道的里氏硬度。
4.根据权利要求1所述的一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，其特征在于，所述步骤2中，选择在待测量的P92蒸汽管道区域中测量多个里氏硬度值，然后以其平均值带入公式计算布氏硬度值。
5.根据权利要求2所述的一种测量P92蒸汽管道布氏硬度的方法，其特征在于，所述步骤2中，在待测量的P92蒸汽管道区域中，在管道周向和轴向上进行选择，周向为3点钟、6点钟、9点钟、12点钟，轴向在1.5m长的管道上每个0.5m选择一个点，总共测量12个点，每个点测量5个里氏硬度值，并计算它们的平均值作为里氏硬度值，代入公式进行计算。
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