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金相检验作业指导书

1 作业任务
概述—金相检验是取得金属材料内部信息关键手段之一,本作业指导书适适用于火电厂相关金相检验技术工作和操作方法现场指导。规范取样、 镶嵌、 磨光、 抛光、 浸蚀、 观察、 摄影、 评定等基础过程, 以确保金相分析结果可靠性。
2． 编制依据
《火电厂金相检验与评定技术导则》（DL/T884-）;
《火力发电厂金属金属监督规程》（DL 438-）
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-）
3 .作业准备及条件
3.1人员要求
从事火电厂金相检验与评定工作人员必需持有中国电机协会颁发电力行业金相检验技术人员资格证书, 并在使用期内。
3.2技术准备
火电厂金相检验通常是经过取样或者非破坏性现场复型方法实施, 选择金相检验方法前应依据现场实际情况确定要进行金相检验工件是否能取样, 进而确定使用材料及设备。
3.3材料准备
检验工具: 肉眼或放大镜（〈20倍〉, 金相砂纸或水砂纸(粒度号120~800)、 抛光磨料（通常使用金刚石粉）、 抛光织物、 化学浸蚀试剂（依据工件材质配制）、 无水酒精、 暗盒、 胶片、 相纸、 暗室处理药液。使用复型金相时还必需准备复型材料、 甲醇、 丙酮等。
3.4关键检验设备及器具
序号
名称
规格
数量
备注
1
金相显微镜
/
1台
含金相摄影装置
2
镶嵌机
/
1台
/
3
曝光箱
/
1台
/
4
上光机
/
1台
/
5
切刀
/
1台
/
6
砂轮机
/
1台
/
7
磨光机
/
1台
/
其她常见工具自备。
4.作业方法及工艺要求
4.1接收委托
由检验单位出具检验委托单一式二份, 按检测要求取样并将工件粗加工到适宜制样大小, 标识清楚后交检验方。检测人员将委托单与工件一一查对无误后签字, 回执一份。
4.2关键检验工艺步骤（见附录1）
检验前准备、 了解被检材料钢号、 规格、 热处理状态、 焊接部位及工艺, 明确检验目, 对试样进行编号,检验过程质量控制.
4.2.1.金相分析:
断口分类及多种缺点形态识别
1)．纤维断口 2)．结晶断口3)．层状断口 结晶断口4)．白点断口 5)．缩孔残余断口6)．气
泡断口、 非金属缩孔残余断口7). 夹杂物及夹渣断口 8)．黑胶断口9)．石状断口10． 萘
状断口11）.钢中疏松、 裂纹以及多种非正常断口。
4.2.2金相检验
金相试样制备, 通常包含取样、 镶嵌、 磨光、 抛光、 浸蚀等五个步骤:
1）. 取样: 依据检验目, 在被检工件上选择有代表性部位截取试样, 其尺寸要满足磨制和观察要求。截取试样不能因受热而引组织上改变。选择含有代表性和经典性部位, 有以下多个方法;
（1）．纵向（沿钢材轧向）取样: 检验钢中非金属纵向（沿钢材轧向）夹杂物, 拉长晶粒, 碳化物不均
匀程度;
（2）．横向取样: 多种金相组织判定如: 晶粒度、 珠光体、 珠光体、 马氏体等级;
（3）．表面取样: 检验表面缺点如脱炭、 裂纹深度、 表面处理质量（渗碳、 氮化、 表淬等）;
（4）．通常要求试样表面粗糙〈Ra1.6μm〉大多数电厂部件都能取出样品, 取样时最常见方法是机械切割, 在取样过程中, 必需确保显微组织不因切割热而发生改变, 也不因切割用力造成塑性变形, 所以, 在使用砂轮机切割时, 应注意用水充足冷却试样, 用力要平稳、 均匀。
（5）．注意事项: 必需除去切取试样时产生变形和热影响区, 以确保试样真实性。
2）.镶嵌: 对于尺寸过小, 形状不规则手持进行磨抛有困难试样才须经历镶嵌过程, 常见镶嵌方法有热镶嵌、 冷镶嵌及机械夹持法。
3）. 磨光: 为了取得平整光滑观察面, 消除或减小切割时在观察面上产生变形, 必需先在落地式砂轮机上进行粗磨, 在不影响观察现在提下, 能够磨掉试样上棱角, 以免割破砂纸或抛光织物.
（a）把试样先在砂轮上磨平, 磨痕一致后移至细轮上磨制, 用力应均匀, 并随时用水冷却, 预防试样过热而发生组织改变。
（b）把在砂轮上磨制好好试样, 洗净吹干后, 依次在由粗到细各号砂纸上磨制。 磨制方法采取手式研磨法: 将砂纸铺在玻璃板上, 使试样和砂面完全接触, 以均匀压力向 前推进, 回程时将试样提起, 不要往返研磨, 通常磨到 04-05 号金相砂纸即可。磨好后试样应磨痕方向一致, 磨痕不应太深。
（c）在磨制过程中注意预防将粗砂粒带到细砂纸上。
(d) 新磨痕和上道磨痕要保持 30-50 度夹角。
(e) 粗磨后试样磨面上仍有较粗较深磨痕, 为了消除这些磨痕还必需进行细磨。细磨能够用手工细磨也可用机械细磨。细磨时注意金相砂纸应从粗粒度到细粒度依次更换, 手工细磨必需单向推磨, 更换 砂纸时新磨痕和旧磨痕垂直, 直至旧磨痕完全消失为止。
4）．抛光: 抛光目是为了消除细磨时留下磨痕, 使观察面成为光滑无痕镜面, 抛光方法有机械抛光、 电解抛光、 化学抛光和三者综合应用。现在, 最常见是机械抛光。抛光时应注意: 抛光前试样一定要清洗洁净, 手对整个抛光面施加压力应合适、 均匀。抛光后用流水洗涤试样, 立刻吹干。
（a）试样抛光在抛光机上进行, 采取 M5、 AL2O3 抛光粉和毛呢或金丝绒做抛光物。
（b）抛光时用力要适度, 抛光物温度要适中, 抛光时间不宜过长, 避免磨石产生凹坑、 夹杂物脱落。当见不到磨面上微痕, 表面象镜面时抛光完成。
(c）抛光完成即用水冲洗, 并用浸有酒精脱脂棉擦洗, 用热风吹干, 以备浸蚀。
(d) 电解抛光特点: 不会引发金属表层变形和流动, 故更适合于奥氏体不锈钢、 高锰钢抛光, 但不宜于有偏析金属材料、 铸铁及夹杂物检验试样抛光。抛光粉,氧化铅粉, 氧化铬粉, 金刚石粉及膏.
(e) 抛光织物: 粗抛用帆布 细抛精抛用海军尼, 丝绒或丝绸;
5）．浸融经过化学或电化学作用显示出金属组织（显露显微组织）,显示组织最常见方法是化学浸
蚀法和电解浸蚀法。浸蚀液依据工件材质依据“常见化学浸蚀试剂表”（DL/T 884-表5）
来选择, 浸蚀时间应依据组织特点和观察时放大倍数来确定。在通常情况下, 以抛光面微微变暗
失去金属光泽为宜。磨制好试样只有经过浸融才能显示出其组织形态.
（a）试样浸蚀采取化学浸蚀, 浸蚀剂采取硝酸（比重）1m1-5m1 和100m1 酒精配成硝酸精浸蚀溶液。
（b）抛光完试样, 经显微镜检验合格后, 即可浸入盛于玻璃皿中浸蚀剂中进行浸蚀, 浸蚀过程中用竹夹夹着试样在浸蚀剂中不停晃动, 抛光面不能和器皿接触, 浸蚀剂不应放置过久。
(c） 浸蚀时间视浸蚀剂浓度、 温度、 显微检验放大倍数而定, 以能清楚显示金属组织细节为宜。（b） 浸蚀完成立刻取出并快速用水冲洗, 用脱脂棉擦洗抛面再用无水酒精擦洗, 热风吹干, 用显微镜
检验合格后即可拍照。
（e）热酸浸试验酸液配方 1: 1工业盐酸水溶液 60~80℃ 作业温度 60~80℃ 2．冷酸浸试验要求试样表面粗糙度达成Ra0.80μm。因为反差对比度比热触效果差, 故评定时要比热触法低1级。（仲裁检验时, 以热触法为准）。
（f）浸融剂: 操作关键点 （a）浸入法 （b）揩擦法 （c）浸融时间 (d) 浸融全过程: 浸融-清水冲洗-无水酒精冲射, 热风吹干。
(g) 电解浸融:因为各个组织之间电极电位不一样原理,在微弱电流作用下,各个相浸融程度也不一样。
（1）原理: 显示各相组织, 度也不一样。
（2）应用: 适宜不锈钢、 耐热钢, 热电偶等, 有高化学稳定性材料浸融
4.3 金相摄影
1） 摄影关键有代表性、 逼真、 清楚。
2） 物镜选择 40 倍, 目镜选择 10 倍。
3） 光源可选择白炽灯和氙灯, 拍摄时应调整光源和聚光镜位置, 使光束恰好能射入垂直 照明器入口中视场光线均匀。
4） 调整孔径光阑, 使观察到影像最清楚, 调整视场光阑, 使影像光亮范围能在范围内得到最好影像衬度。
5） 拍照严禁使显微镜发生振动。
5. 作业质量标准及检验要求
1）对大于 M32 螺栓应按DL/T884 进行金相组织抽验, 每种材料、 规格螺栓抽检数量 不应少于一
件, 检验部位可在螺栓光杆或端面处。铁素体类钢螺栓材料正常组织为均匀回 火索氏体; 镍基合
金螺栓材料正常组织为均匀奥氏体; 带状组织、 夹杂物严重超标、 方向性排列粗大贝氏体组
织、 粗大原奥氏体黑色网状晶界均属于异常组织。
2）金相检验作业质量关键表现在金相试样质量和金相相片质量上,合格金相试样必需组织真实、
清楚、 无磨痕, 夹杂物不脱落等, 避免出现麻点、 水迹、 划痕及浸蚀不妥缺点。
3）合格复型膜上, 应无肉眼可看到确任何色斑、 折缝或气泡, 以及划痕、 油污、 灰尘、 表面变形等
其她假象。
4）合格金相照片, 要求显微组织细节清楚, 浓淡层次分明、 黑白衬度合适。
6. 技术统计要求
金相检测原始统计
金相检测汇报
7. 职业健康安全、 环境管理方法和文明施工
7.1.金相检验针对性安全方法
1). 金相检验室应采取拉线开关, 不许可有电源裸露。
2). 使用全部化学制品（溶液和液）都应有安全使用说明。
3). 正确配制药液, 尽可能在配药仓内配制药液, 酸碱烧浸蚀过程和全部复型过程都应在通风良好工作区
域进行。
4). 金相检验工作中操作人员必需穿好工作服, 戴好眼镜, 口罩及胶皮手套等。
5). 使用磨光机及砂轮机时采取合适眼睛/耳朵和呼吸保护方法。
6). 操作要握住试件, 如试件太小要做镶嵌后再进行磨制, 使用砂轮机时, 操作人员应站在侧面, 不得两
人同时使用一个砂轮片。
7). 磨片机旋转时, 不得更换砂纸、 砂布。试样在打磨、 抛光时必需拿紧, 不得两人同时在一 个磨盘上
进行工作, 以防试块飞出伤人。
8). 金相试样浸蚀时, 需要接触强酸, 故操作室应通风良好, 并设有自来水和抢救酸、 碱伤害时中和用
溶液, 用过废液应经必需处理后, 方可排放掉。
9)．配制浸蚀剂时应将浓酸沿器壁缓倒入洒精溶液中, 切勿把酒精倒入酸液中。
10)．更换卧式金相显微镜弧光电极时, 必需切断电源。
7.2. 现场检验有可能对检验人员产生危害为:
物体打击、 机械伤害、 触电、 火灾、 化学药品伤害、 意外坠落等。为了保护施检验员健康安全, 应采取以下方法:
1）.检验人员应认真学习《安规》, 牢靠树立“安全第一, 预防为主”方针, 严格按相关安全规程要求进行施工。
2）. 进入施工现场必需戴好安全帽, 严禁酒后及穿高跟鞋或拖鞋进入施工现场;
3）. 高处作业必需系好安全带, 安全带应系在牢靠结构上, 其高度通常不低于头部;
4）. 高处作业人员, 应配置工具袋, 全部工具必需系有保险绳。严禁乱丢、 乱抛工具。
5）. 非电气维护人员, 严禁私自接线和动用电气设备, 预防触电事故发生。
6）．现场作业时应注意做好防风、 防雨、 防火、 防滑、 防触电工作, 冬季施工应做好防雪、 防霜、 防冻、 保暖方法。夏季还应做好防暑降温等工作。
7）．检验人员安全防护方法、 劳动防护用具齐全;
8）.夜间现场必需有充足照明;
9）.使用移动式配电盘, 必需有漏电保护器, 电动工具使用前, 必需经过检验, 确定完好, 方可使用,
以杜绝触电事故。
7.3 环境保护方法:
1）.节省施工用电;
2）.控制施工现场噪声, 符正当规要求（GB12523——90）;
3）.控制施工现场废料废液排放, 严格预防材料泄露, 如有泄露应立刻处理。
7.4 文明施工
1）.进入施工现场必需遵守各项管理制度、 遵章守纪、 确保“文明施工、 安全施工”。
2）.按要求标准正确使用劳动保护用具,着装要整齐。
3）.讲文明, 讲礼貌, 不在施工现场乱写乱画。
4）.多种工器具材料摆放、 挂放整齐, 表面清洁。
5）.施工机械设备完好, 保持清洁, 防护装置齐全可靠, 安全操作规程醒目。
6）.对施工后耗材不许乱扔乱放, 要放置专用回收垃圾箱中。
7.5 环境原因及控制方法
序号
分项工程/活动点/工位
环境原因
排放去向
数量
频率
环境影响
是否重大环境原因
现行控制方法
1
砂轮机
噪音

工作时
影响人体健康
否
无
2
磨光机
噪音

工作时
影响人体健康
否
无
3
固体废弃物
废工件
垃圾箱
大量
工作时
污染土地
否
垃圾池
定时回收
4
暗室处理
废液
土地

工作时
污染土地
否
搜集集中回收
5
浸蚀
废液、 废气
大气
大地
大量
工作时
影响人体健康、 污染土地
否
带口罩作业、 稀释排放
8、 检验作业过程中人员责任和权限
专业主管责任
1）.负责落实并实施相关管理制度、 规范和标准, 并监督本专业人员实施情况。
2）.全方面负责本专业技术工作, 处理专业技术问题, 负责专业检验、 试验质量及质量管理工作。
3）.负责编制专业安全技术方法, 参与事故调查、 分析, 提出防范方法。
4）.负责编制本专业作业指导书及检验工艺卡。
5）.负责本专业检验、 试验工作任务完成。
6）.负责本专业安全、 质量管理工作。

附录1: 金相检验步骤图
接收委托
编制作业指导书
检验方法确定, 仪器设备调试、 材料准备
实际操作
原始统计
汇报
移交
开始
结束