8.金相检验作业指导书

金相检验作业指导书
1 作业任务
概述—金相检验是获得金属材料内部信息的重要手段之一,本作业指导书适用于火电厂有关金相检验技术工作和操作方法的现场指导。

规范取样、镶嵌、磨光、抛光、浸蚀、观察、照相、评定等基本过程，以保证金相分析结果的可靠性。

2．编制依据
《火电厂金相检验与评定技术导则》（DL/T884-2004）；
《火力发电厂金属金属监督规程》（DL 438-2000）
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-2004）
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的工作人员必须持有中国电机协会颁发的电力行业金相检验技术人员资格证书，并在有效期内。

3.2技术准备
火电厂金相检验一般是通过取样或者非破坏性现场复型方式实施，选择金相检验方法前应根据现场实际情况确定要进行金相检验的工件是否能取样，进而确定使用的材料及设备。

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（一般使用金刚石粉）、抛光织物、化学浸蚀试剂（根据工件材质配制）、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须准备复型材料、甲醇、丙酮等。

3.4
其他常用工具自备。

4.作业方法及工艺要求
4.1接受委托
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合适制样的大小，标识清楚后交检验方。

检测人员将委托单与工件一一核对无误后签字，回执一份。

4.2主要检验工艺流程（见附录1）
检验前的准备、了解被检材料的钢号、规格、热处理状态、焊接部位及工艺，明确检验目的，对试样进行编号,检验过程的质量控制.
4.2.1.金相分析：
断口分类及各种缺陷形态的识别
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、裂纹以及各种非正常断口。

4.2.2金相检验
金相试样制备，一般包括取样、镶嵌、磨光、抛光、浸蚀等五个步骤：
1）. 取样：根据检验的目的，在被检工件上选择有代表性的部位截取试样，其尺寸要满足磨制和观察的要求。

截取试样不能因受热而引组织上的变化。

选取具有代表性和典型性的部位，有以下几种方式；（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：各种金相组织鉴定如：晶粒度、珠光体、珠光体、马氏体等级；
（3）．表面取样：检验表面缺陷如脱炭、裂纹深度、表面处理质量（渗碳、氮化、表淬等）；
（4）．一般要求试样表面粗糙〈Ra1.6μm〉大多数的电厂部件都能取出样品，取样时最常用的方法是机械切割，在取样的过程中，必须保证显微组织不因切割热而发生变化，也不因切割用力造成塑性变形，因此，在使用砂轮机切割时，应注意用水充分冷却试样，用力要平稳、均匀。

（5）．注意事项：必须除去切取试样时产生的变形和热影响区，以保证试样的真实性。

2）.镶嵌：对于尺寸过小，形状不规则的手持进行磨抛有困难的试样才须经历镶嵌过程，常用的镶嵌方法有热镶嵌、冷镶嵌及机械夹持法。

3）.磨光：为了获得平整光滑的观察面，消除或减小切割时在观察面上产生的变形，必需先在落地式砂轮机上进行粗磨，在不影响观察目的的前提下，可以磨掉试样上的棱角，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，防止试样过热而发生组织变化。

（b）把在砂轮上磨制好的好的试样，洗净吹干后，依次在由粗到细的各号砂纸上磨制。

磨制方法采用手式研磨法：将砂纸铺在玻璃板上，使试样和砂面完全接触，以均匀的压力向前推进，回程时将试样提起，不要来回研磨，一般磨到 04-05 号金相砂纸即可。

磨好后的试样应磨痕方向一致，磨痕不应太深。

（c）在磨制过程中注意防止将粗砂粒带到细砂纸上。

(d) 新磨痕和上道磨痕要保持 30-50 度的夹角。

(e) 粗磨后的试样磨面上仍有较粗较深的磨痕，为了消除这些磨痕还必须进行细磨。

细磨可以用手工细
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，手工细磨必须单向推磨，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：抛光的目的是为了消除细磨时留下的磨痕，使观察面成为光滑无痕的镜面，抛光的方法有机械抛光、电解抛光、化学抛光和三者的综合应用。

目前，最常用的是机械抛光。

抛光时应注意：抛光前试样一定要清洗干净，手对整个抛光面施加的压力应适当、均匀。

抛光后用流水洗涤试样，立即吹干。

（a）试样的抛光在抛光机上进行，采用 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，抛光物的温度要适中，抛光时间不宜过长，避免磨石产生凹坑、夹杂物脱落。

当见不到磨面上的微痕，表面象镜面时抛光完毕。

(c）抛光完毕即用水冲洗，并用浸有酒精的脱脂棉擦洗，用热风吹干，以备浸蚀。

(d) 电解抛光特点：不会引起金属表层的变形和流动，故更适合于奥氏体不锈钢、高锰钢的抛光，但不
适宜于有偏析的金属材料、铸铁及夹杂物检验试样的抛光。

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）．浸融通过化学或电化学的作用显示出金属的组织（显露显微组织）,显示组织最常用的方法是化学浸蚀法和电解浸蚀法。

浸蚀液根据工件的材质依据“常见的化学浸蚀试剂表”（DL/T 884-2004表5）来选择，浸蚀时间应根据组织特点和观察时的放大倍数来确定。

在一般情况下，以抛光面微微变暗失去金属光泽为宜。

磨制好的试样只有经过浸融才能显示出其组织形态.
（a）试样的浸蚀采用化学浸蚀，浸蚀剂采用硝酸（比重）1m1-5m1 和100m1 的酒精配成的硝酸精浸蚀溶液。

（b）抛光完的试样，经显微镜检查合格后，即可浸入盛于玻璃皿中的浸蚀剂中进行浸蚀，浸蚀过程中用竹夹夹着试样在浸蚀剂中不断晃动，抛光面不能和器皿接触，浸蚀剂不应放置过久。

(c）浸蚀时间视浸蚀剂的浓度、温度、显微检验的放大倍数而定，以能清晰显示金属组织的细节为宜。

（b）浸蚀完毕立即取出并迅速用水冲洗，用脱脂棉擦洗抛面再用无水酒精擦洗，热风吹干，用显微镜检查合格后即可拍照。

（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到Ra0.80μm。

由于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：操作要点（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:由于各个组织之间的电极电位不同原理,在微弱电流的作用下,各个相的浸融程度也不同。

（1）原理：显示各相组织，度也不同。

（2）应用：适宜不锈钢、耐热钢，热电偶等，有高化学稳定性材料的浸融
4.3 金相摄影
1）摄影的主要有代表性、逼真、清晰。

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，拍摄时应调节光源和聚光镜的位置，使光束恰好能射入垂直照明器入口中的视场光线均匀。

4）调节孔径光阑，使观察到的影像最清晰，调节视场光阑，使影像的光亮范围能在范围内得到最佳的影像衬度。

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 的螺栓应按DL/T884 进行金相组织抽验，每种材料、规格的螺栓抽检数量不应少于一件，检查部位可在螺栓光杆或端面处。

铁素体类钢的螺栓材料正常组织为均匀回火索氏体；镍基合金螺栓材料的正常组织为均匀的奥氏体；带状组织、夹杂物严重超标、方向性排列的粗大贝氏体组织、粗大原奥氏体黑色网状晶界均属于异常组织。

2）金相检验的作业质量主要体现在金相试样质量和金相相片的质量上,合格的金相试样必须组织真实、清晰、无磨痕，夹杂物不脱落等，避免出现麻点、水迹、划痕及浸蚀不当缺陷。

3）合格的复型膜上，应无肉眼可看到的确任何色斑、折缝或气泡，以及划痕、油污、灰尘、表面变形等其他假象。

4）合格的金相照片，要求显微组织细节清晰，浓淡层次分明、黑白衬度适当。

6. 技术记录要求
金相检测原始记录
金相检测报告
7. 职业健康安全、环境管理措施和文明施工
7.1.金相检验针对性安全措施
1). 金相检验室应采用拉线开关，不允许有电源裸露。

2). 使用的全部化学制品（溶液和液）都应有安全使用说明。

3). 正确配制药液，尽量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的工作区
域进行。

4). 金相检验工作中操作人员必须穿好工作服，戴好眼镜，口罩及胶皮手套等。

5). 使用磨光机及砂轮机时采用适当的眼睛/耳朵和呼吸保护措施。

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、抛光时必须拿紧，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，并设有自来水和急救酸、碱伤害时中和用的
溶液，用过的废液应经必要的处理后，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的弧光电极时，必须切断电源。

7.2. 现场检验有可能对检验人员产生的危害为：
物体打击、机械伤害、触电、火灾、化学药品伤害、意外坠落等。

为了保护施检验员的健康安全，应采取以下措施：
1）.检验人员应认真学习《安规》，牢固树立“安全第一，预防为主”的方针，严格按有关安全规程要求进行施工。

2）. 进入施工现场必须戴好安全帽，严禁酒后及穿高跟鞋或拖鞋进入施工现场；
3）. 高处作业必须系好安全带，安全带应系在牢固的结构上，其高度一般不低于头部；
4）. 高处作业人员，应配备工具袋，所有工具必须系有保险绳。

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，防止触电事故发生。

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、保暖措施。

夏季还应做好防暑降温等工作。

7）．检验人员安全防护措施、劳动防护用品齐全；
8）.夜间现场必须有充足的照明；
9）.使用移动式配电盘，必须有漏电保护器，电动工具使用前，必须经过检查，确认完好，方可使用，以杜绝触电事故。

7.3 环境保护措施：
1）.节约施工用电；
2）.控制施工现场噪声，符合法规要求（GB12523——90）；
3）.控制施工现场废料废液排放，严格防止材料的泄露，如有泄露应及时处理。

7.4 文明施工
1）.进入施工现场必须遵守各项管理制度、遵章守纪、确保“文明施工、安全施工”。

2）.按规定标准正确使用劳动保护用品,着装要整齐。

3）.讲文明，讲礼貌，不在施工现场乱写乱画。

4）.各种工器具材料摆放、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）.对施工后的耗材不许乱扔乱放，要放置专用的回收垃圾箱中。

7.5 环境因素及控制措施
8、检验作业过程中人员的责任和权限
专业主管责任
1）.负责贯彻并执行有关管理制度、规范和标准，并监督本专业人员的执行情况。

2）.全面负责本专业技术工作，解决专业技术问题，负责专业的检验、试验质量及质量管理工作。

3）.负责编制专业安全技术措施，参加事故调查、分析，提出防范措施。

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、试验工作任务的完成。

6）.负责本专业的安全、质量管理工作。

附录1：金相检验流程图。