金相复型技术”在电力建设中的推广应用
1、前言
结合有关检验标准及现场实际工作，对电力建设安装工程中主要金属部件的金相组织检验，提出采用金相复型技术的实验方法，解决实际工作中操作的一些技术问题，给出了金相复型技术的操作方法和一些重要技术要领。金相复型技术金相检测应用在电力工程建设中，按照DI438-2000《火力发电厂金属技术监督规程》规定，施工单位安装前，检测人员对工作温度大于450℃的主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道所用的直管和弯管，必须进行100％会相组织检验。金相组织检验一般采用现场取样、金相复型和现场拍摄金相显微组织等方法。现场取样必须在设备上割样然后镶嵌，耗时长，所需材料也较多，在小机封按装中应用比较广泛，但目前国内300MW以上机组，到达现场的设备(主汽、热段管道)，坡口均已加工成型，且弯管金相必须在弯管背弧面部位进行，所以在不允许破坏设备的情况下，无法进行现场取样。现场拍摄金相显微组织的检验方法，需要精良的金相检测设备，成本高，不易操作，在现场使用中受各种条件的限制使用极为不方便。金相复型技术不需破坏设备，成本低，耗时少，易操作，在山东某电厂二期、三期等试用后，取得了良好的效果。建议在电力工程建没中，推广应用金相复型技术。
2、金相复型技术及检验操作方法 2.1金相复型技术简介 2.1.1“金相”的概念
在19世纪40年代，从英文Metallograph翻译过来，包含有金属的相片或金属的相貌之意，即金属及其合金的显微组织。
2.1.2金相复型技术(Melallu”gic Replica)通过将预测的复型材料与试样贴合的方法取得部件金属微观组织形貌的复型(负面)技术。广泛应用于火力发电厂主要金属部件的微观组织状态的检验，包括判断金属材料制造质量、电厂设备安装中焊接质量以及金属部件使用中组织性能的变化、判断老化金属部件的蠕变损伤等。 2.2检验操作方法 2.2.1复型材料的准备
a)材料l～有机玻璃片选用厚度为1～2(mm)的无色有机玻璃片，表面洁净、平整、无划痕。通常把有机玻璃裁成10×10(n-an)或8×8(mm)左右的小片，f【fj镜头纸蘸酒精擦拭干净，用软纸包好备用。
b)材料2一一Ac纸AC纸可购置或自制。制作AC纸的配方及方法如下：
100mg甲基紫研成粉末，倒入60ml丙酮的试剂瓶中充分搅拌使之完全溶解，再加入39二醋酸纤维素，搅拌，再加入1．59磷酸三苯脂，放置几天，待其充分溶解后，倒到十净、无划痕的玻璃板上，晃动玻璃板，使溶液流动，摊成面积为380rmf的大片，将其罩住，留有缝隙，静置24h，溶液凝固成薄膜，将膜揭起就得到80—100(Ⅲ)的Ac纸，将之裁成10—15(tran)的小片，装入纸袋子备用。在1程中一般采用有机玻璃片。 2.2.2试剂的准备
a)试剂l取适量的_：=二氯甲烷放入干净的瓶中，加入苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ色料，摇匀，使之溶解。比例为lOOml三氯甲烷加0．59色料。 b)试剂2 取适量的三氯甲烷放人干净瓶中，加入一定数量的有机玻璃片粉末，搅拌，待其完全溶解后，加入0．89苦味酸，搅匀，再加入2。3(d)无水酒精，最后加人20ml三氯甲烷稀释成有一定粘稠度的溶液，加入有机玻璃片的比例为10ml三氯甲烷加入o．5～o．8(g)。 c)试剂3 丙酮溶液适量。在工程中一般采用试剂1。 2.2.3金相试样的制备
在安装现场，金相检验一般仅限于主蒸汽及再热管道原材的检验，由于无法取样，一般选择直接在原管材上进行试样的制备。清洁用砂轮机清洁被检部位，除去防腐油漆。磨制用锉刀裹住砂布手T磨制，从粗到细研磨。使用100#、180#、240#耐水砂纸依次粗磨，然后用01#、02#、03#金相砂纸依次细磨。抛光现场使用电解抛光或化学抛光。浸蚀根据材料不同，选用不同的浸蚀剂，最后一次浸蚀时间要比常规金相检验的浸蚀时问略长一些。(如在山东某电厂二期工程中，主汽、热段材质为1：91，浸蚀剂用的是4％ttN03酒精溶液和Feel3·HCl水溶液)。 2.2.4金相复型的操作方法
a)浸蚀好的试样表面一定要处理洁净，用酒精棉球顺着一个方向擦拭，吹干，待用； b)在制备好的有机玻璃片卜滴上
一、二滴试剂l，以不流不溢为好；
c)将滴有试剂的玻璃片盖到制备好的试样上，先使一端接触，然后慢慢压下，并适当加以压力，使有机玻璃片与金属表面之间无气泡，尢问隙，两者贴合紧密；
d)用脱脂棉盖到复型材料上，盖上防雨布，用胶带粘牢，遮挡现场的灰尘、异物或雨水等；
e)静置1～4h充分十燥，硬化；
f)用镊子爽住复型材料的一角揭起，使之与金属表面分离，便得到金向覆膜片； g)将金相复膜片包在镜头纸之间或夹在干净纸之间；
h)对金相复型片先进行观察，然后选取组织清晰、特征明显的视场进行拍照，便可得到金属材料显微组织形貌的照片。
3、技术要领
3.1试样制备时，要研磨成一个平面，避免金柏复膜片上存在多个视场，拍照时部分清晰，部分模糊。
3.2试样表面需处理干净，以免试面不洁影响复膜片的质量，从而影响显微组织的评判。 3.3所加溶剂要适量。溶剂太少，复型材料没有全部贴于金属表面，致使金相复型片不平整而难以观察、拍照；溶剂太多，在用有机玻璃片做复型材料时会粘连手指，致使复型效果不好，得不到真实组织形貌。
3.4把有机玻璃片贴于金属表面后，稍溶3～5s后用拇指按压，挤m多余溶剂，赶出气泡，加压时用力均匀且与有机玻璃片垂直，不要滑动，加压时间约30s。
3.5贴l‘复型材料后，干燥时间要足够长，可视环境温度和复型材料而定。用Ac纸，几分钟即可干透；如用有机玻璃片，一般不小于1h，如若在尚未干透时揭起，会把部分复型材料留在金属表面，观察金属复膜片时将看到一个个亮点，照片则显现为黑色斑点，磺现的不是真实的金属微观组织形貌。
4、经济分析
4.1现场取样的金相组织检验方法，只适用于直管的检验，并需在设备上割取试样，进行镶嵌后方町磨制，耗时长，所需材料、设备也较多，成本较高。
4.2现场拍摄金相显微组织的检验方法，需要电子视频显微镜及附属打印没备，或可移动式金相显微镜，设备价格昂贵。因金相检验设备属精密仪器，在工地之间凋运易造成损坏，并且现场条件给拍摄过程造成极大的不使。
4.3金相复型技术不需破坏被检部件，所需现场检验设备简单，便于携带，检验过程易操作， 成相质量高，成小低。各基建单位只需在中心试验窜配备一台有拍摄功能的金相显微镜（如徐州博悦检测设备有限公司生产的BOY-C1多用途数码金相分析仪），检测人员在施工现场进行金相复型后，可将复膜片送至中心试验处统一拍照，避免了设备重复购进，或因调运损坏，造成不必要的损失。
5、结论
金相复型技术，通过山东某电厂二期、三期等工程的试用取得了良好的效果。它具有以下几个优点：
1、不需破坏被检部件；
2、使用材料少，现场检验设备简单、易携带，检测成本低；
3、所需检测时间短，不延误施上工期；
4、检验过程易操作，成相质量高；
5、只需配备一台有拍摄功能的金相显微镜，降低了没备成本。 因此建议在电力工程建设中大力推广应用金相复型技术。
