壓力容器檢驗(yàn)探析（3篇）范文
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第一篇：壓力容器制造監(jiān)督檢驗(yàn)的實(shí)施要點(diǎn)
摘要：
壓力容器的制造監(jiān)督檢驗(yàn)對于壓力容器的出廠質(zhì)量至關(guān)重要。本文主要結(jié)合壓力容器生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵步驟，分析壓力容器制造監(jiān)督檢驗(yàn)的實(shí)施要點(diǎn)，并解析實(shí)行壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)對于壓力容器安全運(yùn)行的重要意義。
關(guān)鍵詞：
壓力容器；制造監(jiān)督檢驗(yàn)；實(shí)施要點(diǎn)；意義
壓力容器制造監(jiān)督檢驗(yàn)工作是一種預(yù)防，它通過驗(yàn)證性檢驗(yàn)和抽查等手段來保證壓力容器產(chǎn)品安全性能，在壓力容器出廠或投用以前就發(fā)現(xiàn)問題，從而杜絕因質(zhì)量不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求而在使用時(shí)失效的可能性。筆者針對壓力容器制造過程中的關(guān)鍵步驟，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)積累與實(shí)際調(diào)查，研究壓力容器制造監(jiān)督檢驗(yàn)的實(shí)施要點(diǎn)，以及實(shí)行壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)工作對于壓力容器安全運(yùn)行的意義。
1壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)的實(shí)施要點(diǎn)
1.1設(shè)計(jì)文件與工藝文件審查
1.1.1設(shè)計(jì)文件審查
（1）設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)、設(shè)計(jì)總圖的批準(zhǔn)手續(xù)是否符合要求；
（2）設(shè)計(jì)變更手續(xù)是否符合要求；
（3）設(shè)計(jì)采用的安全技術(shù)規(guī)范及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、主要受壓元件材料的標(biāo)準(zhǔn)是否為有效版本；
1.1.2工藝文件審查
審查相關(guān)工藝文件是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的批準(zhǔn)程序，下列內(nèi)容是否符合安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定：
（1）是否依據(jù)相應(yīng)的焊接工藝評定編制焊接工藝規(guī)程；
（2）當(dāng)壓力容器需要進(jìn)行焊后熱處理時(shí)，其要求是否與相應(yīng)的焊接工藝評定中的焊后熱處理要求相符；
（3）當(dāng)采用安全技術(shù)規(guī)范及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定的無損檢測方法、消除焊接殘余應(yīng)力方法、改善材料性能方法、泄漏試驗(yàn)方法等新工藝時(shí)，新工藝是否進(jìn)行了安全技術(shù)規(guī)范要求的技術(shù)評審及履行了相應(yīng)的審批手續(xù)。
1.1.3審查質(zhì)量計(jì)劃
審查質(zhì)量計(jì)劃是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的批準(zhǔn)程序。
1.2材料檢查
（1）審查主要受壓元件材料驗(yàn)收的見證資料是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定，審查主要受壓元件的材料質(zhì)量證明書原件或者加蓋材料供應(yīng)單位檢驗(yàn)公章和經(jīng)辦人章的復(fù)印件，其材料質(zhì)量證明書的材料化學(xué)成分、力學(xué)性能是否符合設(shè)計(jì)總圖規(guī)定的材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及其提出的特殊要求；
（2）當(dāng)主要受壓元件需要進(jìn)行材料復(fù)驗(yàn)、無損檢測時(shí)，審查材料復(fù)驗(yàn)報(bào)告、無損檢測報(bào)告的批準(zhǔn)手續(xù)是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定，其試驗(yàn)項(xiàng)目、驗(yàn)收要求是否符合安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定；
（3）當(dāng)受檢單位使用境外牌號(hào)材料制造在境內(nèi)使用的壓力容器時(shí)，審查所使用的境外牌號(hào)材料是否符合安全技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求；
1.3組對裝配與焊接檢查
1.3.1組對質(zhì)量監(jiān)檢
對現(xiàn)場組焊或者現(xiàn)場制造的壓力容器，審查組對質(zhì)量的檢驗(yàn)項(xiàng)目是否滿足安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定，對組對精度、坡口表面質(zhì)量、坡口間隙等進(jìn)行現(xiàn)場抽查。
1.3.2焊接檢查受檢單位
在熱處理或者耐壓試驗(yàn)前，將焊接記錄與施焊記錄提交監(jiān)檢員審查，監(jiān)檢員抽查焊工資格是否符合安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，抽查實(shí)際施焊的工藝參數(shù)是否符合焊接作業(yè)指導(dǎo)書的要求；審查超次返修是否經(jīng)過受檢單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，審查返修工藝是否有經(jīng)過評定合格的焊接工藝規(guī)程支持。
1.4無損檢測檢
檢查審查從事無損檢測工作的人員的資格證書是否有效；無損檢測報(bào)告和無損檢測工藝的批準(zhǔn)程序是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定；無損檢測實(shí)施的時(shí)機(jī)、比例、部位、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和合格級(jí)別是否符合安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定。
1.5熱處理檢查
審查熱處理報(bào)告的批準(zhǔn)程序是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定；審查熱處理記錄曲線、熱處理報(bào)告是否符合熱處理工藝的要求；當(dāng)熱處理后需要進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)和試驗(yàn)時(shí)，審查相應(yīng)的檢驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告。對有焊后熱處理要求的壓力容器，審查是否在熱處理后進(jìn)行了焊接返修，若有焊接返修，審查是否按安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定重新進(jìn)行了焊后熱處理。
1.6耐壓試驗(yàn)與泄漏試驗(yàn)檢查
1.6.1耐壓試驗(yàn)監(jiān)檢
檢查確認(rèn)耐壓試驗(yàn)用介質(zhì)、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)壓力和保壓時(shí)間是否符合安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定；確認(rèn)耐壓試驗(yàn)是否有滲漏、可見的變形，試驗(yàn)過程中有無異常的響聲；監(jiān)檢員現(xiàn)場見證耐壓試驗(yàn)后，審查耐壓試驗(yàn)報(bào)告的審批手續(xù)是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定，并且簽字(章)確認(rèn)。
1.6.2泄漏試驗(yàn)監(jiān)檢
審查泄漏試驗(yàn)報(bào)告的審批手續(xù)是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定，試驗(yàn)方法和試驗(yàn)報(bào)告是否符合安全技術(shù)規(guī)范、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)總圖的規(guī)定，并且在泄漏試驗(yàn)報(bào)告上簽字(章)確認(rèn)。
1.7竣工資料審查
審查竣工圖樣、壓力容器產(chǎn)品合格證的批準(zhǔn)程序是否符合受檢單位質(zhì)量保證體系的規(guī)定；壓力容器產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量證明文件是否齊全并且符合安全技術(shù)規(guī)范的要求；設(shè)計(jì)修改、變更是否按規(guī)定辦理手續(xù)并且在竣工圖上清晰標(biāo)注。
2結(jié)語
壓力容器制造監(jiān)督檢驗(yàn)工作的實(shí)施強(qiáng)調(diào)了生產(chǎn)單位的安全主體責(zé)任，對容器的安全監(jiān)管工作提出了更高的要求，規(guī)范了壓力容器監(jiān)檢單位的監(jiān)檢工作，把好了壓力容器出廠的安全質(zhì)量關(guān)，對容器的保質(zhì)保量出廠有重要的意義。
參考文獻(xiàn)：
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作者:李燕凌 單位:湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測研究院株洲分院
第二篇：壓力容器檢驗(yàn)問題及措施探討
摘要：
近年來，壓力容器作為特種承壓設(shè)備在國民生產(chǎn)的很多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。由于壓力容器具有一定的潛在危險(xiǎn)性，因此國家相關(guān)部門特別重視其檢驗(yàn)工作。為提高壓力容器的檢驗(yàn)水平，更好地保障壓力容器的安全運(yùn)行，文章結(jié)合筆者多年的壓力容器檢驗(yàn)實(shí)踐，闡述了壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)與定期檢驗(yàn)中的常見問題。
關(guān)鍵詞：
壓力容器；容器檢驗(yàn)；常見問題；處理措施；特種承壓設(shè)備
近年來，壓力容器已被應(yīng)用到國民生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，我們在日常生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常見到壓力容器，由于壓力容器中通常承載著高溫、高壓物質(zhì)，稍有不慎就有可能引發(fā)爆炸危險(xiǎn)，因此國家對壓力容器的安全性要求更高，為此國家還專門出臺(tái)了《特種設(shè)備安全法》。作為一名壓力容器安全檢驗(yàn)人員，應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)《特種設(shè)備安全法》，嚴(yán)格按相關(guān)法律、法規(guī)作業(yè)，貫徹落實(shí)好安全技術(shù)規(guī)范，掌握壓力容器的檢驗(yàn)方法，及時(shí)歸納總結(jié)日常壓力容器檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題。
1壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)中的常見問題
1.1封頭的無損檢測及監(jiān)檢問題
封頭是壓力容器的一個(gè)重要部件，它通常需承受很大壓力，封頭的實(shí)際工作情況與壓力容器的安全性密切相連。在對壓力容器進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)作業(yè)時(shí)，我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)封頭問題。如多臺(tái)封頭共用一份監(jiān)檢證，對單個(gè)封頭實(shí)際檢驗(yàn)情況無從知曉；封頭拼接無損檢測是由壓力容器制造單位完成的還是封頭制造單位完成的；封頭厚度不達(dá)標(biāo)等。根據(jù)國家相關(guān)質(zhì)檢文件，應(yīng)在封頭加工具體委托協(xié)議中寫明封頭拼接焊縫檢測問題，確定清楚具體負(fù)責(zé)方。依據(jù)GB150-2011規(guī)定，對于凸形封頭上的所有接頭，必須進(jìn)行相關(guān)檢測，特別是采用先拼板再成形工藝的封頭，必須確保合格后再使用。封頭成形后的厚度大小應(yīng)比設(shè)計(jì)圖樣中規(guī)定的最小成形厚度大，在檢測封頭厚度時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢測那些易出現(xiàn)工藝減薄的薄弱部位，如封頭頂部與封頭過渡轉(zhuǎn)角部位，此外還應(yīng)做好封頭直邊部位平整光滑度的檢測。
1.2奧氏體不銹鋼磁性問題
奧氏體不銹鋼本隸屬非磁性物體，但很多時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)壓力容器中，奧氏體不銹鋼成“磁性”顯示。如在實(shí)際監(jiān)督檢驗(yàn)中，用相同批號(hào)奧氏體鋼板制成的壓力容器，其封頭實(shí)際顯示通常成磁性，而筒體顯示不帶磁性。是什么原因讓奧氏體不銹鋼呈現(xiàn)磁性呢？我們大致總結(jié)了兩點(diǎn)原因：（1）存在部分殘余鐵素體，這些鐵素體的影響；（2）制造加工壓力容器時(shí)，部分奧氏體逐步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，造成奧氏體不銹鋼呈現(xiàn)磁性。
1.3區(qū)別焊縫與焊接接頭問題
在制造與檢驗(yàn)壓力容器時(shí)，常見的兩個(gè)名詞就是焊縫與焊接接頭，對此檢驗(yàn)員必須準(zhǔn)確掌握二者的區(qū)分，嚴(yán)禁犯概念性錯(cuò)誤。我們把焊件進(jìn)行焊接后留下的結(jié)合部分陳為焊縫，對接焊縫、角焊縫、端接焊縫以及槽焊縫等是我們常見的主要焊縫，其中對接焊縫與角焊縫是我們常見的壓力容器焊縫。而焊接接頭通常指兩個(gè)或多個(gè)零件對接實(shí)施焊合作業(yè)后留下的接點(diǎn)，焊接接頭主要由焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)還有其相鄰母料，可以說“焊縫”屬于“焊接接頭”的某部分。焊件進(jìn)行連接與傳力主要靠的就是焊接接頭。按照接頭構(gòu)造形式，我們可把接頭進(jìn)行對接接頭、T型接頭、十字接頭、角接頭以及端接頭劃分，就接頭檢驗(yàn)來說，焊接接頭所有部位的性能都很重要，尤其應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注接頭的薄弱環(huán)節(jié)。雖然接頭存在很多形式，但它們可有相同的連接焊縫形式。焊縫的實(shí)際焊接工藝通常是決定焊接接頭具體使用性能的主要因素，因此我們在對試件分類進(jìn)行評定作業(yè)時(shí)，應(yīng)參照焊縫情況而不應(yīng)參照焊接接頭情況。無論采用什么樣的焊接接頭形式，只要連接采用的是對接焊縫，對焊接工藝的評定則應(yīng)采用對接焊縫試件，也無論焊件接頭形式怎樣，只要連接采用的是角焊縫，對焊接工藝的評定則應(yīng)采用角焊縫試件。
1.4材料標(biāo)記與標(biāo)記移植問題
材料標(biāo)記與標(biāo)記移植是我們經(jīng)常談到的問題，雖然很多容器廠已經(jīng)非常注意此問題，也在采取措施逐步規(guī)范，但仍有不少問題存在于日常作業(yè)中。如打移植標(biāo)記鋼印用力過猛，致使印痕過深，待完成產(chǎn)品后還需進(jìn)行補(bǔ)鋼印操作等。進(jìn)行材料標(biāo)記移植是有一定作用的，可讓在受壓元件中使用的材料有比較好的可塑性。容器制造廠應(yīng)把具體標(biāo)記編制法與詳細(xì)要求在質(zhì)量體系文件中明確規(guī)定好，為了查找快捷、方便，最好同時(shí)規(guī)定好在產(chǎn)品上應(yīng)具體標(biāo)記到什么位置。在實(shí)際檢驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)部分壓力容器制造廠采用同一標(biāo)記號(hào)來標(biāo)記那些規(guī)格相同，但實(shí)際制造標(biāo)準(zhǔn)號(hào)不同的焊接材料，這種做法是不正確的。對于那些有耐腐蝕要求的材料，在進(jìn)行標(biāo)記作業(yè)時(shí)，硬印標(biāo)記不應(yīng)打在耐腐蝕面，此外，那些低溫容器受壓器件在進(jìn)行標(biāo)記作業(yè)時(shí)，也不能使用硬印標(biāo)記，可用顏料標(biāo)記，同時(shí)把標(biāo)記位置圖繪制好。
2壓力容器定期檢驗(yàn)中常見問題的理解
2.1超壓泄放裝置動(dòng)作壓力與壓力容器最高允許壓力的關(guān)系
2.1.1裝有安全閥的壓力容器。如圖1所示為壓力容器理論設(shè)計(jì)壓力，實(shí)際工作壓力以及試驗(yàn)壓力、安全閥排放壓力、整定壓力間的關(guān)系。基于安全閥、啟動(dòng)閥具有一定的滯后性，壓力容器立即泄壓很難，因此容器理論設(shè)計(jì)壓力P應(yīng)比安全閥實(shí)際整定壓力Ps稍大，也就是P≥Ps。
2.1.2裝有爆破片的壓力容器。如圖2所示為壓力容器理論設(shè)計(jì)壓力，實(shí)際工作壓力以及爆破片的具體爆破壓力之間的關(guān)系。在保證安全的前提下，為有效利用壓力容器的承載能力，同時(shí)避免超壓泄放裝置頻繁發(fā)生動(dòng)作，我們通常允許壓力容器的最高允許工作壓力高于超壓泄放裝置的實(shí)際動(dòng)作壓力。
2.2蒸汽滅菌器配套的電熱蒸汽發(fā)生器使用注冊
在定期檢驗(yàn)蒸汽滅菌器時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，很多單位不明白配套在蒸汽滅菌器上的電熱蒸汽發(fā)生器是進(jìn)行壓力容器的注冊還是鍋爐。依據(jù)[2005]020號(hào)文件之間特函，對于工作壓力不小于0.1MPa的電熱蒸汽發(fā)生器，在設(shè)計(jì)、制造時(shí)可按蒸汽鍋爐標(biāo)準(zhǔn)，也可依據(jù)壓力容器設(shè)計(jì)、制造，在進(jìn)行使用登記與定期檢驗(yàn)時(shí)，可按照鍋爐有關(guān)規(guī)定實(shí)施。
2.3定期檢驗(yàn)中安全狀況等級(jí)問題
依據(jù)壓力容器相關(guān)規(guī)定，可對新壓力容器進(jìn)行1、2、3三個(gè)級(jí)別的劃分，可把在用壓力容器進(jìn)行2、3、4、5四個(gè)等級(jí)的劃分，對那些沒有壓力容器制造許可證企業(yè)生產(chǎn)的壓力容器應(yīng)進(jìn)行5級(jí)劃分。對那些存在嚴(yán)重缺陷，修復(fù)難或根本無法修復(fù)的或修復(fù)后使用安全性無法保障的壓力容器，應(yīng)進(jìn)行判廢處理，嚴(yán)禁繼續(xù)使用，同時(shí)應(yīng)予以注銷安全狀況為5級(jí)的壓力容器，對它們進(jìn)行解體報(bào)廢處理。應(yīng)監(jiān)控使用安全狀況實(shí)際等級(jí)為4級(jí)的壓力容器，累計(jì)監(jiān)控達(dá)3年后，應(yīng)及時(shí)處理缺陷，包括進(jìn)行缺陷消除的修理或進(jìn)行能否繼續(xù)使用的評價(jià)，壓力容器使用單位采用科學(xué)方法處理缺陷后，壓力容器的實(shí)際安全等級(jí)也是可以提高的，安全狀況等級(jí)達(dá)標(biāo)后，才可繼續(xù)使用。
2.4定期檢驗(yàn)的周期問題
使用單位在進(jìn)行壓力容器使用登記時(shí)，通常會(huì)提出壓力容器進(jìn)行首次定期檢驗(yàn)的日期，對于已經(jīng)確定好首次定期檢驗(yàn)日期的壓力容器，在完成首次定期檢驗(yàn)后，具體檢驗(yàn)周期的確定，應(yīng)以壓力容器的實(shí)際安全狀況等級(jí)為基礎(chǔ)，依據(jù)相關(guān)規(guī)定確定。
2.5報(bào)告中的數(shù)據(jù)記錄與繪制部位圖
在壓力容器全面檢驗(yàn)報(bào)告中，檢測數(shù)據(jù)不規(guī)范處理是我們經(jīng)常遇到的問題。如對同一份檢驗(yàn)報(bào)告而言，我們時(shí)常遇到部分?jǐn)?shù)據(jù)處理為整數(shù)，而其他數(shù)據(jù)則進(jìn)行小數(shù)的保留。由于壓力容器檢驗(yàn)報(bào)告是體現(xiàn)檢驗(yàn)情況的實(shí)際依據(jù)，因此必須科學(xué)規(guī)范的處理檢驗(yàn)報(bào)告，特別是檢測數(shù)據(jù)。應(yīng)在遵循各單位程序文件規(guī)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行測量數(shù)據(jù)計(jì)量單位、讀取位數(shù)的確定，在檢驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)用法定計(jì)量單位來作為計(jì)量單位，應(yīng)按照國家相關(guān)規(guī)定來確定符號(hào)與計(jì)算公式。此外在壓力容器的檢驗(yàn)中，還應(yīng)重視銘牌的檢查，在實(shí)際檢驗(yàn)中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)很多壓力容器銘牌丟失、混淆以及用紙質(zhì)打印條來粘貼銘牌內(nèi)容等現(xiàn)象，這些都可能影響到壓力容器的正常檢驗(yàn)，給壓力容器的安全運(yùn)行埋下隱患。
3結(jié)語
隨著鍋爐壓力容器使用量的增加，各種各樣的壓力容器安全事故時(shí)有發(fā)生，已嚴(yán)重威脅到人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全，十分不利于社會(huì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。近年來，國家也越來越重視壓力容器的檢驗(yàn)工作，而作為一名現(xiàn)代化的壓力容器檢驗(yàn)人員，我們必須不辱使命，努力做好壓力容器的檢驗(yàn)工作，為企業(yè)把好每臺(tái)設(shè)備質(zhì)量安全關(guān)，爭取為社會(huì)的長期健康穩(wěn)定發(fā)展貢獻(xiàn)更大力量。
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作者:臧福恒 單位:保定市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所
第三篇：壓力容器定期檢驗(yàn)中的鐵素體含量檢測
摘要：
鐵素體含量檢測多用于不銹鋼材質(zhì)的壓力容器在用檢驗(yàn)中，而《壓力容器定期檢驗(yàn)規(guī)則》及相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，乃至相關(guān)釋義中，并未明確說明鐵素體含量的具體檢測方式和檢測意義。本文就鐵素體含量對奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼制壓力容器的影響和檢測意義進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：
壓力容器；定期檢驗(yàn)；鐵素體；奧氏體；雙相不銹鋼；探討
1奧氏體不銹鋼制壓力容器中的鐵素體奧氏體
不銹鋼材質(zhì)的壓力容器由于具有良好的耐熱性、耐蝕性、低溫韌性和可焊性，被廣泛用于石油化工、醫(yī)療器械、食品加工、工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。奧氏體不銹鋼相主要由奧氏體相和鐵素體相組成。奧氏體相為碳溶于γ鐵中的固溶體，其中γ鐵是面心立方晶格，奧氏體溶碳能力較大，最大可達(dá)到2.11%，本身不具有鐵磁性。鐵素體是碳溶于α鐵中的固溶體，體心立方晶格，溶碳能力極差，鐵素體本身具有強(qiáng)度、硬度都不高的特點(diǎn)，但具有良好的塑性和韌性，并且表現(xiàn)出鐵磁性。
1.1鐵素體在奧氏體不銹鋼母材中的形成機(jī)理
鐵素體在奧氏體不銹鋼中的形成主要取決于奧氏體不銹鋼材中的合金元素。普遍而言，奧氏體不銹鋼中含量超過12%的Cr是典型的鐵素體形成元素。由鐵碳合金相圖（圖1）可看出，當(dāng)溫度從727℃上方降至室溫時(shí)，原面心立方晶格奧氏體向體心立方的鐵素體或馬氏體組織轉(zhuǎn)變。加入Ni等奧氏體形成元素后，當(dāng)金屬由完全奧氏體化溫度降到常溫時(shí)，奧氏體仍保持在較穩(wěn)定的狀態(tài)，形成常溫下穩(wěn)定的奧氏體組織。這樣，在高溫加入奧氏體形成元素，并不足以將高溫奧氏體完全轉(zhuǎn)化為常溫下的奧氏體組織，從而形成一部分鐵素體殘留，形成奧氏體—鐵素體復(fù)相（見圖2）。
1.2鐵素體在奧氏體不銹鋼制壓力容器焊縫中的形成機(jī)理
奧氏體不銹鋼焊縫金屬凝固過程中，根據(jù)奧氏體不銹鋼中合金元素（主要是Cr、Ni）成分的不同，其結(jié)晶模式可分為：先δ鐵素體模式、先奧氏體模式和全奧氏體模式。而具體結(jié)晶模式取決于焊縫金屬鉻當(dāng)量與鎳當(dāng)量之比，即Creq/Nieq[1]。其中：鉻當(dāng)量Creq=Cr%+1.37Mo%+1.5Si%+2Nb%+3Ti%鎳當(dāng)量Nieq=Ni%+0.31Mn%+22C%+14.2N%+Cu%①Creq/Nieq＜1.14時(shí)，結(jié)晶模式為全奧氏體模式；②1.47＞Creq/Nieq＞1.14時(shí)，結(jié)晶模式為先奧氏體模式；③Creq/Nieq＞1.47時(shí)，結(jié)晶模式為先δ鐵素體模式。
1.3鐵素體在奧氏體不銹鋼制壓力容器中的作用
1.3.1抗熱裂紋
奧氏體不銹鋼制壓力容器的熱裂紋，又稱為結(jié)晶裂紋，產(chǎn)生于焊縫金屬凝固末期，敏感溫度區(qū)大致位于固相線附近的高溫區(qū)，是焊縫金屬凝固過程中，結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成低熔點(diǎn)共晶物富集于晶界附近，形成類似液態(tài)薄膜，在脆性溫度區(qū)間時(shí)，該部位強(qiáng)度極小，受到焊縫凝固時(shí)的收縮拉應(yīng)力，而奧氏體不銹鋼具有導(dǎo)熱系數(shù)小、線膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，該處開始開裂，逐漸形成裂紋。當(dāng)焊縫中有鐵素體組織占3%至8%時(shí)，焊縫部位具有良好的抗熱裂紋性能。這是因?yàn)樾纬傻摩蔫F素體能有效溶解S、P、Si等元素，進(jìn)而降低凝固過程中的雜質(zhì)含量，提高抗裂性能。上文所提到的結(jié)晶模式不同，其熱裂紋的敏感性也不一樣，其中全奧氏體模式抗裂性最弱，先δ鐵素體抗裂能力最強(qiáng)[2]。
1.3.2提高耐腐蝕性
在奧氏體不銹鋼制造或在用過程中，長時(shí)間處于敏化溫度區(qū)間（約600℃至850℃），晶粒中多余的碳析出于晶界處，與鉻形成不穩(wěn)定的碳化物，導(dǎo)致晶間貧鉻。貧鉻去與晶粒內(nèi)部因此產(chǎn)生了電位差，在介質(zhì)作用下，晶界首先發(fā)生腐蝕，繼而產(chǎn)生連續(xù)破壞。當(dāng)δ鐵素體達(dá)到4%至12%時(shí)，由于δ鐵素體一般位于奧氏體晶粒的晶界處，阻隔了晶界通道，破壞了奧氏體柱狀晶單一生長方向，使貧鉻區(qū)難以連續(xù)產(chǎn)生，降低了鉻的碳化物沉淀的可能性，從而提高了焊縫抗晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕能力。
1.3.3改善力學(xué)性能
將奧氏體不銹鋼中的鐵素體控制在一定范圍內(nèi)，可改善鋼材的力學(xué)性能及加工性能。
1.3.4σ相脆化
鐵素體對奧氏體不銹鋼的影響具有兩面性。當(dāng)鐵素體在焊縫金屬含量超過15%時(shí)，焊縫金屬在400~550℃溫度區(qū)間會(huì)析出脆性的σ相，主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。σ相的產(chǎn)生，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)焊接接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。
2雙相不銹鋼中的鐵素體
在用設(shè)備檢驗(yàn)工作中，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼在惡劣的工況下，常會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕、點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、間隙腐蝕等腐蝕破壞。隨著材料科技的發(fā)展，雙相不銹鋼逐漸被引入壓力容器制造領(lǐng)域，且應(yīng)用越來越廣泛。雙相不銹鋼是在傳統(tǒng)18-8型奧氏體不銹鋼基礎(chǔ)上，提高Cr元素或其他鐵素體形成元素的含量，形成了明顯的鐵素體奧氏體雙相組織（見圖3）。這種雙相組織，使得雙相不銹鋼兼有鐵素體鋼和奧氏體不銹鋼的特性：具有良好的抗腐蝕能力；優(yōu)良的抗腐蝕疲勞能力；良好的焊接性和加工性；較低的線熱膨脹系數(shù)；低熱裂紋傾向；較高的強(qiáng)度；較高的導(dǎo)熱性。
2.1鐵素體含量與雙相不銹鋼的分類
實(shí)際上，在雙相不銹鋼中的鐵素體含量在30%到70%的范圍內(nèi)，可以分為Cr-Ni系雙相不銹鋼和Cr-Mn-N系雙相不銹鋼[3]。①以鐵素體為基的Cr-Ni系雙相不銹鋼，其特點(diǎn)是Cr含量較高而Ni含量較低，包括：Cr18型，如00Cr18Ni5Mo3Si2、00Cr18Ni5Mo3Si2Nb，其鐵素體相和奧氏體相約各占50%；Cr21型，如00Cr22Ni5Mo2；Cr25型，如00Cr25Ni7Mo2。②以奧氏體為基的Cr-Mn系雙相不銹鋼，其特點(diǎn)是Ni含量低且含有較高的N，包括：0Crl7Mnl3Mo2N、1Cr18Mn10Ni5Mo3N以及1Crl7Mn9Ni4Mo3Cu2N等。
2.2鐵素體對雙相不銹鋼的作用
(1)綜合力學(xué)性能提高
與傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼相比，由于形成更多的鐵素體組織，雙相奧氏體具有更高的屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)具有良好的韌性。以3RE60雙相不銹鋼為例，其屈服強(qiáng)度為400MPa至550MPa，是傳統(tǒng)18-8奧氏體不銹鋼（約205MPa）的兩倍。
(2)耐晶間腐蝕性能提高
與傳統(tǒng)奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼具有更好的抗晶間腐蝕能力，這歸功于均勻穩(wěn)定存在的鐵素體相。在雙相不銹鋼中，元素Cr在鐵素體相中含量很高，處于敏化溫度區(qū)間時(shí)，Cr的碳化物析出后造成的晶間貧鉻現(xiàn)象會(huì)迅速得到補(bǔ)充，減少晶間腐蝕傾向。然而，鐵素體超過一定含量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鐵素體相呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀分布，聚集長大，其抗晶間腐蝕能力變差[4]。
(3)耐應(yīng)力腐蝕開裂性能
不同于奧氏體不銹鋼制壓力容器在使用中對介質(zhì)和環(huán)境的要求，如氯離子環(huán)境與應(yīng)力共同作用的工況下，由于鐵素體相的均勻存在，雙相不銹鋼表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能，鐵素體含量約為50%時(shí)，金屬的斷裂敏感性最小。其主要原因有：鐵素體相與奧氏體相相比，電位較負(fù)，起到了電化學(xué)腐蝕過程中犧牲陽極的作用；屈服極限的提高，類似的腐蝕介質(zhì)環(huán)境下抗斷裂能力也在增強(qiáng)；鐵素體作為第二相存在，對裂紋擴(kuò)展起到了阻礙作用。
3結(jié)論
掌握鐵素體相、鐵素體含量對奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼制壓力容器的影響和作用，對在役不銹鋼制壓力容器的定期檢驗(yàn)具有重要意義。在定期檢驗(yàn)中，應(yīng)充分考慮鐵素體相、鐵素體含量對不同工況、不同種類不銹鋼制壓力容器的作用，根據(jù)特定壓力容器的失效機(jī)理，有目的地進(jìn)行鐵素體含量的檢測，保障設(shè)備的運(yùn)行安全。
參考文獻(xiàn)：
[1]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接協(xié)會(huì).焊接手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.
[2]芮福才.奧氏體不銹鋼與鐵素體鋼的焊接性能分析研究[J].黑龍江電力，2002，24(4)：270-272.
[3]趙鈞良.雙相不銹鋼鐵素體含量控制及耐腐蝕性能的研究[J].上海鋼研，2005，(2)：20-23.
[4]鐘春雷，譚文一，張穎，等.酸性介質(zhì)中雙相不銹鋼與鐵素體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕研究[J].機(jī)械，2008，35(6)：56-58.
作者:熊詩昊 單位:武漢市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究所
