里氏硬度計如何測量壓力容器
更新更新時間：2013-07-16 點擊次數(shù)：2265
1、便攜式里氏硬度計介紹
便攜式里氏硬度計是一種先進的手持式硬度測試儀器，它通過回跳法來測定金屬硬度，由于測量獲得的信號是電壓值，電腦處理十分方便，測量后可立即讀出硬度值，并能即時換算為布氏、洛氏、維氏等硬度值。因其具有體積小、重量輕、便于攜帶、測試精度高、測量范圍寬（適用于所有常見金屬）、測試方向任意、對測試表面損傷小等優(yōu)點，被廣泛應用于鍋爐、壓力容器制造監(jiān)檢和在用檢驗中。
2、硬度測定在壓力容器檢驗中的應用原理
材料硬度值與其強度存在著一定的比例關系。對鋼鐵材料來說，其抗拉強度近似等于三倍布氏硬度值；材料化學成分中，大多數(shù)合金元素都會使材料的硬度升高，其中碳對材料硬度的影響zui直接，材料中的碳含量越大，其硬度越高，因此硬度試驗有時用來判斷材料強度等級或鑒別材質(zhì)；材料中不同金相組織具有不同硬度，一般來說，馬氏體硬度高于珠光體，珠光體的硬度高于鐵素體，鐵素體的硬度高于奧氏體，故通過硬度值可大致了解材料的金相組織，以及材料在加工過程中的組織變化和熱處理效果；加工殘余應力與焊接殘余應力的存在對材料的硬度也會產(chǎn)生影響，加工殘余應力與焊接殘余應力值越大，硬度越高。正因為影響材料硬度的因素較多，工程上硬度檢測的應用也較多。
3、壓力容器檢驗中硬度測定的應用
3.1主要受壓元件材質(zhì)不明
根據(jù)《壓力容器定期檢驗規(guī)則》（TSG R7001-2004）第二十五條規(guī)定，壓力容器主要受壓元件材質(zhì)的種類和牌號一般應當查明。材質(zhì)不明者，對于無特殊要求的容器，按Q235鋼進行強度校核。對于第三類壓力容器、移動式壓力容器以及有特殊要求的壓力容器必須查明材質(zhì)。但在具體檢驗過程中，由于壓力容器使用單位的安全管理水平問題或其它原因，常出現(xiàn)壓力容器無主體材質(zhì)證明的情況。如果都按Q235鋼的強度進行校核，有些情況下會出現(xiàn)強度校核不合格的情況，如果據(jù)此判廢，將造成部分設備資源的浪費。此時，可通過對容器主要受壓元件進行硬度測定，再通過硬度與強度的關系，近似求出材料的強度值，以此為依據(jù)，再通過其它檢測方法，如化學成分分析等進一步佐證，判定容器主體材質(zhì)，確定材料強度，進行強度校核，就可避免部分滿足使用要求的壓力容器因強度校核不合格而判廢。
3.2主要受壓元件材質(zhì)劣化
根據(jù)《壓力容器定期檢驗規(guī)則》（TSG R7001-2004）第二十五條，硬度測定是檢查主要受壓元件材質(zhì)是否劣化的手段之一。通過主要受壓元件的相同部位不同時期的硬度值變化、可疑部位和正常部位的硬度比較（須按同區(qū)域進行比較）、鼓包/凹坑等缺陷部位與正常部位硬度值變化情況判斷等方式，可不通過金相檢測而對主要受壓元件材質(zhì)是否發(fā)生材質(zhì)劣化作出快速判斷，從而提高檢驗效率，降低檢驗成本，并保證壓力容器安全運行。
根據(jù)GB/T17394-1998《金屬里氏硬度試驗方法》、HG/T 20581-2011《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》、GB/T1172-1999 《黑色金屬硬度及強度換算值》及國內(nèi)相關文獻資料，提出以下判斷指標：
（1）相同部位不同時期硬度值相差10%以上時，可判斷材質(zhì)已劣化；
（2）可疑部位與正常部位硬度值相差在10%以上時（須按同區(qū)域進行比較），可判斷材質(zhì)已劣化；
（3）缺陷部位與正常部位硬度值相差10%以上時，可判斷材質(zhì)已劣化。
當通過硬度測定判斷材質(zhì)已劣化時，可采取金相檢測等檢測方法，進一步進行判定。
4、便攜式里氏硬度計現(xiàn)場使用的注意要點
以便攜式里氏硬度計現(xiàn)場測得的硬度值為依據(jù)對上述兩種情況進行判定，則須保證現(xiàn)場硬度測定的準確性。為此，須在以下幾方面加以注意：
4.1測試前，應在儀器自帶試塊上進行校驗，示值誤差和重復性應不大于±12HL；
4.2兩測試點間距應大于3mm；
4.3測試結果一般應取5次或更多次測試的平均值。偏離正常范圍的單個大誤差數(shù)據(jù)可刪除，數(shù)據(jù)分散不應超過平均值的±15HL；
4.4儀器至少每年檢定一次，檢定合格才能繼續(xù)使用；
4.5被測表面必須露出金屬光澤，并且平整、光滑，表面粗糙度Ra值應達到2μm；
4.6對于曲率半徑R小于30mm的表面，須使用小支承環(huán)；
4.7測試點所在壁厚應大于5mm。同時，當測試點所在位置為大面積板材時，應在測試點的背面加固或支撐，否則即使厚度較大仍可能因測試部位變形導致測試值不準；
4.8須保證測試部位無磁性。
5、結語
綜上所述，便攜式里氏硬度計已在壓力容器檢驗工作中得到廣泛應用，這些年檢驗工作中，本人在實際工作中遇到情況，和自己的一些觀點，并對其應用方式進行了探討，并提出了實際應用中，如何根據(jù)硬度值判定設備是否滿足使用要求的指標，如有片面之處，愿與業(yè)內(nèi)同行共同提高。
