硬度测试在蒸压斧检验中的应用

符有辉（海南省三亚质量技术监督技术所，海南三亚572000）

硬度测试在蒸压斧检验中的应用

符有辉（海南省三亚质量技术监督技术所，海南三亚572000）

因为操作过程温度、压力有着近乎苛刻的要求，所以实际在役蒸压斧运行过程中，会产生渗氮、渗碳、脱碳、硫化以及石墨化的现象，硬度也会随之改变，存在一定的安全隐患，本文主要对硬度测试的分析，并阐述了硬度与强度的关系，给评定检验工作的安全等级提供必要的参考。

蒸压斧;硬度测试;应用

蒸压釜用途十分广泛，又称蒸养釜，是一种重量较重、体积庞大的大型压力容器[1]。在混凝土管桩、加气混凝土砌块、煤灰砖、灰砂砖、保温石棉板、微孔硅酸钙板、高强度石膏等建筑材料的蒸压养护中有着大量的应用。斧内的压力及温度变化由于养护的产品不同也不尽相同。主要受压元件会由于使用时间长而导致材质劣化，使得蒸压斧的使用寿命和性能受到严重影响，不确定是否能够保证生产安全，为了使得蒸压斧的安全运行得到保障，保证人民群众的生命和财产的安全，除定期利用常规的检验手段之外，还应采用硬度测试检测方式，与其它检验结果进行相互验证，为受检蒸压斧的安全等级状况的最终评定提供依据，具有十分重要的意义。

1 蒸压斧主要材料性能、硬度与强度的关系

蒸压斧的材料一般为16MnR、Q235-B。在钢铁材料中的碳元素对其硬度的影响最明显,碳含量越高,材料的硬度就越高。两种材料的化学成分见表一[2]：

材料化学成分(表一)

硬度作为力学性能的重要指标，可以反映材料本身弹塑性能及变形的特性，硬度试验和其他力学性能测试方式相比的优势有很多，主要体现在以下方面：试验样品在试验后基本不会被破坏；试验在不同标准的样品上都可完成；具有操作简单、试验速度快、成本较低及设备方便等优势，根据硬度和强度的关系，强度极限值可以通过测得的硬度值很容易的估算出来，因此在实际生活中，硬度试验的应用较为普遍。

金属材料硬度和强度值、各硬度值间相互的关系类似，由于继续塑性变形抗力、起始的塑性变形抗力决定了硬度值，所以材料的塑性变形阻力、强度和硬度值之间成正比关系。由于各材料之间换算的关系不同，一般碳素钢可按照强度和硬度，得出材料近似的强度数值，可按照下列公式得出[3]：

σb＝0.345HB(Mpa)

注：各国目前大多采用布氏硬度为单位：kg/mm2，一般只有数值，比如HB200，需将它乘以9.81，才能转换成MPa.

2 在蒸压斧检验中硬度测试的应用

在实际使用当中，是否需硬度测试，可根据蒸压斧实际使用情况来进行确定，实际测试办法如下：

2.1 测试点的选定及操作要求

.测定点需根据蒸压斧的具体情况来选择，通常定在特殊点(像进汽、排污等点)和正常部位。

.测定点边上的积聚物、阻挡物、油污等需及时去掉，还需用纱布进行打磨，以确保其表面光滑，达到2μm的粗糙度标准，使得出来的测量值结果更准确。

.同一区域内测量，需要对此区域中三点以上进行测量，算出他们的算数平均数，并且测定点距离需要大于3毫米，评定结果才会产生。

.仪器设备在测量前需要用标准的试块来校准，并且在-10℃至45℃的环境中才能更准确。

.当操作人员、冲击装置都很稳定的状态下，才能按动冲击装置释放按钮。

2.2 硬度测试的应用

在有了硬度平均数值之后，抗拉强度(σb)及它的正常值(Q235-B为σb＝375～460；16MnR为σb＝510～630)就可以进行对比，具体数值可以根据公式得出。

·如需继续使用，需要满足实际抗拉强度和正常值比较5%

·为了蒸压斧的安全性得以保证，某处是否变软、是否发生组织变形，可以由实际抗拉强度和正常值比较大于5%来确定，如果裂纹是因为焊缝附近应力较大而产生，就需要做出进一步的检查，使得蒸压斧使用的安全性得到保证。

·当所测硬度HB＜250时可判断在用蒸压斧没有产生应力腐蚀。

·我们还可以利用测得的硬度值估计蒸压斧的组织是否发生变化，因为不同的金相组织，其硬度是不同的，如铁素体（F）HB=80～120；，珠光体（P）HB=160～250；渗碳体（Fe3C）HRC70～75；奥氏体（A）HB=160～200。所以当材料组织发生变化，必然会在硬度值上得到反映。

3 结语

如上所述，对于长期运行的蒸压斧(可引伸至压力容器)，在对它们进行常规检查时，作为检验员在制定方案时，应将硬度测定予以考虑，，它对于检测结果的安全等级评定能起到很重要的作用，为此，本人认为应加强这方面应用和推广。

[1]叶承勇.浅谈蒸压釜定期检验的检验要点[J].海峡科学，2013，10:17-19.

[2]潘明.蒸压釜的安全与检验[J].锅炉压力容器安全，1986，02:43-44.

[3]汤荣跃，谭婧.硬度检测在压力容器定期检验中的应用[J].化工装备技术，2014，02:77-78.