工學碳鋼石墨化檢驗及評級標準

1、ICS27.100F24備案號：93862001中華人民共和國電力行業(yè)標準DLT 7862001碳鋼石墨化檢驗及評級標準 Standard of inspection and estimating carbon steel graphitiaztion  2001-10-08發(fā)布2002-02-01實施 中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會發(fā)布 前言 本標準是依據(jù)原電力工業(yè)部技綜199640號關于下達1996年電力行業(yè)標準制修訂計劃項目的通知的安排制定的。中溫中壓機組主蒸汽管道、三通及高溫高壓機組中許多重要部件使用碳鋼(或0.5Mo鋼)材

2、料制造，長期服役后可能發(fā)生石墨化現(xiàn)象。石墨化會導致材料性能下降，嚴重時還會發(fā)生爆破失效，對部件安全構成威脅。1980年11月原電力工業(yè)部曾發(fā)出中溫中壓主蒸汽管道石黑化和三通爆破安全通報，要求開展管道石墨化檢查和試驗研究工作。原水電部西安熱工研究所于1982年12月提出“碳鋼石墨化金相標準評級圖(試行)”，對規(guī)范檢驗技術和評級標準，保證部件安全監(jiān)督起到重要作用。經(jīng)過十多年的使用，積累了大量使用經(jīng)驗和研究成果，為標準的正式制定打下了良好的基礎。本標準由電力行業(yè)電站金屬材料標準化技術委員會提出并歸口。本標準起草單位：國家電力公司熱工研究院、江蘇省電力試驗研究所、安徽省電力試驗研究所。本標準主要起草人

3、：李耀君、肖向東、張淑霞、劉樹濤、張濤。本標準由電力行業(yè)電站金屬材料標準化技術委員會負責解釋。  目次前言1 范圍2 引用標準3 總則4 石墨化檢驗5 石墨化評級6 檢驗報告 中華人民共和國電力行業(yè)標準DLT 7862001  碳鋼石墨化檢驗及評級標準 Standard of inspection and estimating carbon steel graphitiaztion 1 范圍 本標準規(guī)定了火力發(fā)電廠碳鋼制造部件石墨化的檢驗部位、方法、評定程序與評級標準，適用于碳鋼制造的、處于高溫下長期服役的主蒸汽管

4、道、三通等部件出現(xiàn)石墨化的檢驗和評定工作。其他碳鋼高溫熱力設備部件和0.5Mo鋼部件石墨化的檢驗與評定可參照進行。 2 引用標準 下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。 GBT 223.11981 鋼鐵及合金中碳量的測定 GBT 2281987 金屬拉伸試驗法 GBT 229 1994 金屬夏比缺口沖擊試驗方法 GBT 2321999 金屬材料彎曲試驗方法 GB 53101995 高壓鍋爐用無縫鋼管 GBT 132981991 金屬顯微組織檢驗方法

5、 DL 4382000 火力發(fā)電廠金屬技術監(jiān)督規(guī)程 DLT 6521998 金相復型技術工藝導則 3 總則 3.1 石墨化是指鋼中滲碳體分解成為游離態(tài)的碳，并逐漸以石墨形式析出的現(xiàn)象。3.2 在高溫(T350)下長期服役的碳鋼部件均有可能產(chǎn)生石墨，溫度越高，石墨化速度就越快。3.3 部件石墨化后的最終失效方式為脆性開裂。3.4 焊接接頭的熔合線和熱影響區(qū)部位、彎管及變截面管的內(nèi)壁、外壁附近，及溫度較高、應力較大部位，石墨化程度較嚴重，是檢驗的重點部位。3.5 石墨化檢驗的時機及檢驗后的監(jiān)督與處理措施依照DLT 438執(zhí)行。一般運行15萬h后應進行詳細檢驗。 4 石

6、墨化檢驗 4.1 石墨化檢驗以現(xiàn)場抽查與割管相結合的方法進行。4.2 現(xiàn)場抽查以金相檢驗為主，每道焊縫和彎頭應在不同方向做24個金相檢驗點。允許選擇溫度較高，應力較大部位(不少于焊縫、彎頭總數(shù)的13)進行重點檢驗，發(fā)現(xiàn)問題應擴大檢驗，必要時進行割管檢驗。4.3 現(xiàn)場金相檢驗時應采用機械或化學拋光方法，然后進行金相復型或用現(xiàn)場金相儀檢驗。常用化學拋光液配比為過氧化氫(30%)：8ml9ml草酸(分析純)：6g8g蒸餾水：100ml4.4 必要時可進行超聲波探傷，以檢驗裂紋狀況。4.5 割管應包括焊接接頭和母材(直管或彎管)。割管檢驗應進行金相和力學性能試驗等分析項目，必要時進行化學成分

7、分析(含測定游離碳含量)?；瘜W成分檢驗按GB 223.1進行。4.6 割管進行力學性能試驗時，樣品取向為縱向，性能試驗包括拉伸、沖擊、彎曲等檢驗項目，沖擊試樣的V形缺口應開在外壁，彎曲試樣的外彎曲面應為外壁表面。檢驗焊接接頭時應保證熔合線位于樣品中間，壁厚不足時允許取比例樣品檢驗。檢驗按GBT228、GBT229、GBT232等標準進行。4.7 焊縫處割管金相檢驗部位包括焊接熔合線、熱影響區(qū)和母材三部分，按圓周位置相隔120°截取金相試樣，在浸蝕前、后分別進行觀察，選擇石墨化程度最嚴重部位，在放大500倍下進行觀察和照相，應注意石墨與非金屬夾雜物相的區(qū)別。樣品制備按照GBT 1329

8、8進行。 5 石墨化評級 5.1 選擇石墨化程度最嚴重部位，同一檢查面應選擇不少于3個視場，在放大500倍下，與本標準評級圖相對照進行石墨化評級。5.2 石墨化程度分為四級，各級的金相組織特征見表1。評級時應綜合考慮石墨面積百分比、石墨鏈長度、石墨形態(tài)等結果。力學性能試驗結果僅作參考，見表2。 表1 石墨化組織特征表 級別特征名稱1石墨球小，間距大，無石墨鏈輕度石墨化2石墨球較大，比較分散，石墨鏈短明顯石墨化3石墨球呈鏈狀，石墨鏈較長，或石墨聚集呈塊狀，石墨塊較大，具有連續(xù)性顯著石墨化4石墨化呈聚集鏈狀或塊狀，石墨鏈長，具有連續(xù)性嚴重石墨化 表

9、2 石墨化程度分級表 級別面積百分比(%)石墨鏈長(m)延伸率(%)斷面收縮率(%)沖擊值AKV(J)彎曲角(°)1320245060902372030103015503070501003715306062062020402070415306010102030 5.3 觀察的組織特征若介于兩個級別之間，允許用半級表示，例如介于2級和3級之間寫為2.5級。5.4 條件具備時，推薦采用定量金相方法測試和評定石墨化程度，選擇最少3張放大500倍、尺寸為75mm×100mm照片，在圖像分析儀上定量測試石墨面積百分比及石墨鏈長度，以結果平均值評定石墨化級別。5.5

10、 石墨化評級以金相評定，力學性能評定與定量金相評定中最嚴重的級別為最終評級。5.6 石墨化評級示意圖(第一標準級別示意圖圖1圖4)與實際圖片(第二標準組織級別圖圖5圖8)具有同等效用。 6 檢驗報告 檢驗報告包括以下各項內(nèi)容： a)部件名稱； b)本標準號； c)鋼號； d)使用歷史(包括溫度、壓力、時間等)； e)取樣位置、數(shù)量； f)檢驗面、部位； g)檢驗方法； h)檢驗結果及影響結果的各種因素； j)評定級別； k)試驗報告編號及日期； l)檢驗人簽名、資格； m)審核人。 碳鋼石墨化評級圖 圖1 第一標準級別示意圖(500×)1級圖2 第一標準級別示意圖(500×)2級 圖3 第一標準級別示意圖(500