硬度测定在压力容器检验工作中的问题分析

陈章权

摘 要：硬度测定是评价材料硬度的主要手段，利用硬度测定可以及时校核一些压力容器的硬度，避免容器运行中的安全隐患。通过对硬度测定的范围和特点进行分析，探讨其在压力容器检验工作中的应用。

关键词：硬度测定；压力容器；压力元件；金相检验

中图分类号：TH49 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）11-0040-01

在对压力容器的检验中，硬度测定是其中一项重要的指标。硬度是指固体材料单位体积内的抗弹力和抗破断能力，是材料的一项表征物理性能。

1 硬度测定的范围和特点

一般硬度测定的方式为压入法，就是将测定的压头压入被测材料的表层，然后根据产生的压痕面积和深度，对材料的硬度值进行判定。根据压头和压力的不同，可以将硬度分成布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。不同的硬度采用的压头和压力都不尽相同，并各有优缺点。其中，布氏硬度测定操作简单，但对材料表面造成的损伤较大；洛氏硬度测定操作简单，对材料的损坏也较小，但测定的精确度不高；维氏硬度测定测量精度高，对材料的损坏程度也相对较小，但操作起来复杂，效率低下。

硬度测定的特点主要体现在以下几个方面：①硬度测定仪器操作简单，且便于维修、养护；②在利用硬度测定技术对材料的硬度进行评定时，不会对被测材料造成损伤；③硬度测定对被测部件的大小没有具体的要求；④硬度测定对被测材料的性质没有具体的要求，无论是塑性材料，还是脆性材料，都能利用硬度测定对其进行测定；⑤材料的硬度测定与材料的其他性能有一定的关系，例如抗拉性能、抗破断性能等；⑥硬度测定的时间较短，且可以利用相关程序实现自动检测。

2 硬度测定应用中的问题分析

2.1 热处理后的硬度测定分析

根据相关文件的规定，可以将热处理工艺分成两种类型，即消除参与应力的焊后热处理工艺和冷成型后优化机械性能的热处理工艺。由于这两种热处理工艺的特点不同，因此，对这两种工艺处理后的压力容器，其硬度测定也要采用不同的测定方式。

压力容器在使用过程中容易发生应力腐蚀现象，这种现象产生的主要原因就是在焊接时，残余的应力没有被及时消除，这种残余的应力会在压力容器的压力作用下对容器产生腐蚀作用。热处理工艺可以将残余应力及时地消除，从而对压力容器起到很好的保护作用。

对压力容器进行定期的硬度测定是保护压力容器的一种简单、易行的手段。为了保证容器材料的抗应力腐蚀能力，容器往往都需要设定最高硬度值，这就需要用硬度测定来测定其硬度值。在对压力容器进行定期的硬度测定中，需要重点对容器内表面的热影响区和焊缝区进行硬度测定，以了解焊缝热处理后应力消除的效果，进而对应力腐蚀的大小进行判定。

根据有关规定，一些盛有高危险物品的压力容器在进行热处理前要进行硬度测定。由于这些压力容器在制造过程中需要进行冷加工，加工后的容器会出现冷作硬化现象，导致材料的硬度升高、二塑性降低，对材料的安全性能造成了不良的影响，因此这些容器在热处理前需要进行硬度测定，以判断容器的热处理效果。

2.2 判断压力容器中的原件材质是否劣化

要判断压力容器中的压力元件是否劣化，就需要采用化学分析、金相检验、光谱分析、硬度测定等方法，其中，硬度测定对压力元件的性能评价具有重要的意义。由于压力容器在使用过程中操作环境和压力等方面的差异，因此要根据具体的情况来判断硬度测定是否需要进行。一些容易发生氢腐蚀或处于高温环境下的压力容器则需要采用硬度测定对容器的内壁进行测定，如果发现异常，则再进行金相检验，进而对容器材料是否劣化进行判断。

硬度测定也是超高温水晶釜定期检测中的重要检测项目。由于水晶釜材质硬度大，强度高，使用过程中温度可达400 ℃，压力可以达到151 MPa，而且其使用周期为40 d，容易在使用过程中发生金相组织变化，因此首先需要对其进行硬度测定，发现异常后，再通过金相检验来判定组织是否发生变化。

2.3 主体材质不明时的硬度测定问题

目前，我国一些小型企业在使用压力容器时，对压力容器的定期检验数据管理不当，常常发生原始资料遗失等情况，给确定压力元件材质的工作增加了难度。我国在相关的压力容器定期检验文件中规定，对一些压力元件材质不清的，需要按照Q235钢对其强度进行校核。但利用这种校核方式确定的轻度往往都是去标准值的最低值，这样会造成设备资源的浪费，变相增加设备的成本。利用硬度测定的方式，配合化学分析法等确定压力材料的强度，然后进行校核，这样既能够有效保证材料的安全性能，又能充分利用设备等资源。

3 结束语

硬度测定在压力容器的检测中发挥着重要的作用。由于硬度测定具有操作相对简单、成本低和测定时间较短等特点，因此被广泛应用于容器的测定中。

参考文献

[1]秦小琴.试析硬度检测在压力容器检验中的应用[J].应用科技，2012（02）.

[2]吴杰慧.硬度测定在压力容器检验中的应用[J].价值工程，2013（11）.

〔编辑：王霞〕