[发明专利]基于现场检测硬度和金相组织的火电机组蒸汽管道用15Cr1Mo1V钢的老化评级方法

说明书

本发明公开了一种基于现场检测硬度和金相组织的火电机组蒸汽管道用15Cr1Mo1V钢的老化评级方法，该方法是通过检测材料的硬度和金相，根据硬度和金相检测结果，对应评定材料的老化级别。该方法方法简单、准确、有效，无需进行损伤性的割管或取样，就可评定材料的状态，能够指导金属检验人员对高温服役后15Cr1Mo1V钢的老化程度进行准确判定，以协助电厂评价该材料继续服役的可靠性，避免了机组在运行时因材料严重老化而发生蒸汽管道爆裂等重大事故，为电厂的设备和人身安全提供了有效保障，也缩短了电厂检修工期，节约成本。

技术领域

本发明涉及火电机组金属材料检验领域，尤其涉及一种基于现场检测硬度和金相组织的火电机组蒸汽管道用15Cr1Mo1V钢的老化评级方法。

背景技术

火电机组的高温高压蒸汽管道用钢，长期服役下容易发生组织结构的老化，进而导致钢的力学性能劣化，材料老化到一定程度后，继续使用极有可能会发生爆管等事故，给机组的安全可靠运行和电厂人员的人身安全造成极大隐患。

15Cr1Mo1V钢是从前苏联引进的珠光体耐热钢，对应前苏联牌号为15X1M1Ф，该钢的淬透性、热强性和抗氧化性能较好，因此被用于壁温≤580℃的蒸汽管道和集箱等高温部件。目前国内仍有一批在役火电机组的主蒸汽、再热热段蒸汽管道用材为15Cr1Mo1V钢，部分机组的服役时间已达十几万小时，必然存在材料老化和性能劣化的问题。蒸汽管道中常用的几种耐热钢，目前都制订有专门的电力标准，比如DL/T 787-2001《火力发电厂用15CrMo钢珠光体球化评级标准》、DL/T 773-2016《火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准》和DL/T 999-2006《电站用2.25Cr-1Mo钢球化评级标准》等，用于指导15CrMo、12Cr1MoV和P22等钢的老化评级，对这些材料继续服役的安全性做出准确的评价。但对于15Cr1Mo1V钢，由于使用普遍性较小，对其服役后的状况缺少系统的研究分析，因此一直缺少一种行之有效的老化评级方法来为机组的安全可靠运行提供保障。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种简单、准确和有效的基于现场检测硬度和金相组织的火电机组蒸汽管道用15Cr1Mo1V钢的老化评级方法，用于指导金属检验人员对高温服役后15Cr1Mo1V钢的老化程度进行准确判定，以协助电厂评价该材料继续服役的可靠性，避免机组在运行时因材料严重老化而发生蒸汽管道爆裂等重大事故，为电厂的设备和人身安全提供保障。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于现场检测硬度和金相组织的火电机组蒸汽管道用15Cr1Mo1V钢的老化评级方法，包括以下步骤：

(1)硬度检测：

首先使用砂轮片将检验部位表面的氧化皮去除干净，打磨露出金属光泽；用120#百叶片打磨出平面，打磨深度为0.5mm～1mm；打磨后冷却至室温，检测布氏硬度值，至少检测五个点取其平均值；

(2)制备现场金相：现场制备金相磨面，并用便携式金相显微镜在制备好的磨面处观察金相组织并拍照，需保证照片内存在至少5个晶粒；

(3)老化级别评定：根据金相组织照片和检测硬度，评定检验部位的老化级别；老化级别从未老化至完全老化分为5级，每级对应的室温抗拉强度为：

1级老化对应的室温抗拉强度Rm≥535MPa；

2级老化对应的室温抗拉强度526MPa≤Rm535MPa；

3级老化对应的室温抗拉强度508MPa≤Rm526MPa；

4级老化对应的室温抗拉强度500MPa≤Rm508MPa；

5级老化对应的室温抗拉强度Rm500MPa。

制备金相磨面的具体方法为：