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：2320
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點，被廣泛應用于鍋爐、壓力容器制造監檢和在用檢驗中。
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；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主要受壓元件材質不明
根據《壓力容器定期檢驗規則》（TSG R7001-2004）第二十五條規定，壓力容器主要受壓元件材質的種類和牌號一般應當查明。材質不明者，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。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，常出現壓力容器無主體材質證明的情況。如果都按Q235鋼的強度進行校核，有些情況下會出現強度校核不合格的情況，如果據此判廢，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，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，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主要受壓元件材質劣化
根據《壓力容器定期檢驗規則》（TSG R7001-2004）第二十五條，硬度測定是檢查主要受壓元件材質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是否發生材質劣化作出快速判斷，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定》、GB/T1172-1999 《黑色金屬硬度及強度換算值》及國內相關文獻資料，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（須按同區域進行比較），可判斷材質已劣化；
（3）缺陷部位與正常部位硬度值相差10%以上時，可判斷材質已劣化。
當通過硬度測定判斷材質已劣化時，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場使用的注意要點
以便攜式里氏硬度計現場測得的硬度值為依據對上述兩種情況進行判定，則須保證現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據可刪除，數據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；
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，愿與業內同行共同提高。
