低合金钢管道珠光体球化及安全状况等级评定
化工装置管道材料设计工程规定
氏体球墨铸铁 除外。奥氏体球墨铸铁用于 一１ ９ Ｃ以下 时应进行低温 冲击试 验 ， 但使用 温度不得低于 一１ ９ ６ ＇ Ｃ ｏ ５ ） 其它铸铁不适用 于剧烈循环操作条件 ， 如过热 、 热振动及机械 振动和误操 作， 应
采取防 护措施。 埋地铸铁管 道组成件可用于 ２ ． ５ Ｍ Ｐ ａ 以下。 ２ 碳素钢和低中合 金钢
２ ． ２ ． ２ 材料的 工艺性能
１ 工 艺管道是 由管 子和形式多 种多样的管件所组 成 ， 因此金属材料 能够适应加 工工艺要求的能力是决 定能否进行 加工和如何加工的重要因素 。 ２ 工 艺性能大致分 为焊接性能 、 切 削加工性能 、 锻 轧性 能和铸造性 能 ， 对于管道 材料的工艺性能尤其 以焊接性 能和切削加工性能最为重要。因此 ， 在管道 的整体选材 过程中 ， 特别是特殊管件 的选材要 充分 考虑所选材料的工艺性能 。
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安全状况登记评定
• 1.安全状况等级工业管道的安全状况，用安全状况等级来表示。
安全状况等级划分为1级、2级、3级和4级四个等级。
安全状况等级为1级的工业管道的状况相当于标准状态；2级满足合乎使用条件；3级则是监控使用状态；安全状况等级为4级则予以整改或更换。
安全状况等级的评定：安全状况等级以各评定项目中等级最低者作为评判级别。
如果在检验中发现的问题已经处理，则按照处理后的状态确定安全状况等级。
《定检规》并未将技术资料是否齐全作为评定安全状况等级的依据（附件一在实质上应是《压力管道使用登记管理规则》（2003）的内容，由于该规则尚未颁布，因此本规程将其作为附录，是为了开展工作和查阅上的方便）。
对在用工业管道，无论其技术资料的情况如何，都可以通过检验基本补全，并按“基本齐全”对待。
• 2.位置不当当管道的位置不符合安全技术规范和国家标准的规定时，不但造成维修、检验上的不便，而且失效后果较严重。
在大部分情况下，管道位置不合理不影响管道发生事故的可能性，但在一定的情况下，可能因为管道的位置不合适从而使被检验的管道由于其它管道或设备的问题而产生失效。
《定检规》第四十四条（一）位置不当1.当管道与其他管道或相邻设备之间存在碰撞及摩擦时，应进行调整，调整后符合安全技术规范的，不影响定级；否则，可定为3级或4级；2.管道位置不符合安全技术规范和现行国家标准的要求，应进行调整。
受条件限制，无法调整的，应根据具体情况定为2级或3级，如对管道安全运行影响较大，应定为4级。
• 3.不合理结构工业管道的结构不符合有关法规和标准的要求或存在问题时，在有些情况下对其安全性能影响很小，这通常发生在管道原来的安全系数很大的情况下；但在另一些情况下，则严重影响其安全性能。
《定检规》第四十四条（二）不合理结构管道有不符合安全技术规范或者设计、安装标准的不合理结构时，应进行调整或修复，调整或修复完好后，不影响定级；如一时无法进行调整或修复，对于不承受明显交变载荷并且经全面检验未发现新生缺陷（不包括正常的均匀腐蚀）的，可定为2级或3级；否则，应对管道进行安全评定，经安全评定确认不影响安全使用的，则可定为2级，反之则可定为3级或4级。
长期高温服役12Cr1MoVG管道珠光体球化识别及性能分析
长期高温服役１２Ｃｒ１ＭｏＶＧ管道珠光体球化识别及性能分析李朝飞（内蒙古自治区锅炉压力容器检验研究院，内蒙古呼和浩特 ０１００００） 摘 要：通过对材料珠光体球化损伤机理的认识，结合现场对１２Ｃｒ１ＭｏＶＧ管道全面检验，对材料１２Ｃｒ１ＭｏＶＧ金相图谱分析、硬度值检测数据的分析对比，可判定材料的损伤模式为珠光体球化。
关键词：压力管道；珠光体球化；１２Ｃｒ１ＭｏＶＧ；硬度 中图分类号：ＴＥ２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１９）０２—００３９—０２ 在常温下，钢材的金相组织及力学性能一般都相当稳定，不随时间而变化。
但在高温下，钢材的表现与室温下材料的表现不同，材料的金相组织和力学性能发生变化，即发生材料性能劣化。
近几年，大批煤化工项目的相继投产，企业的特种设备都呈现出大型化，种类多样化，介质工况苛刻化，并且设备承受的工作环境一般都具有温度高、压力大等特点。
故而在承压特种设备的运行之下，安全性是最需要着重考虑的因素。
在影响承压设备运作安全的所有因素中，承压设备的材料性能是否发生变化对于设备能否正常运行影响很大，需要重视。
在承压特种设备的运作中，环境对材料的影响非常大。
承压设备用碳素钢和低合金钢，在常温下的组织一般为铁素体加珠光体。
当在高温工况下，材料发生劣化的可能性会大大增加，而珠光体球化则是碳素钢和低合金钢材料主要损伤模式之一。
１ 球化损伤描述及损伤机理材料在高温（４４０℃～７６０℃）长期使用过程中，珠光体中渗碳体（碳化物）形态由最初的层片状逐渐转变成球状的过程。
钢材加热到一定温度时，珠光体中的片状渗碳体获得足够的能量后局部溶解，断开为若干细的点状渗碳体，弥散分布在奥氏体机体上，同时由于加热温度低和渗碳体不完全溶解，造成奥氏体成分极不均匀。
以原有的细碳化物质点或奥氏体富碳区产生的新碳化物为核心，形成均匀而细小的颗粒状碳化物，这些碳化物在缓冷过程或等温过程中聚集长大，并向能量最低的状态转化，形成球状渗碳体。
火电厂用20号钢珠光体球化评级标准
火电厂用20号钢珠光体球化评级标准前言本标准是根据原电力工业部1995年电力行业标准计划项目(技综［1995］44号文)的安排制订的。
制订本标准的目的，是为了保证火力发电厂金属技术监督范围内的各种碳钢部件的运行安全。
碳素钢系列在电力工业中有着广泛的应用，而该系列中的20号钢，更是电站锅炉许多重要部件的主要用材。
按GB 3087标准供货的20号钢无缝钢管用于制造低、中压锅炉管件，按GB 5310标准供货的20G无缝钢管用于制造高压和更高蒸汽参数的锅炉管件。
一般来说，20号钢主要用于壁温不超过450℃的锅炉受热面管、蒸汽管道和集箱。
国外锅炉管件材料中，与按GB 5310标准供货的20G钢管相类似的主要有德国的St45.8/Ⅲ和日本的STB42钢管。
美国用SA 106B作锅炉联箱和管道，用SA 210A-1作水冷壁、过热器及再热器管。
20号钢在高温长期使用过程中，其组织中的珠光体会发生球化现象，即珠光体中的渗碳体(碳化物)形态由最初的层片状逐渐转变成球状，材料的力学性能也随之下降。
球化现象的产生是因为层片状渗碳体的表面能较高，它总是要向能量低的球状渗碳体形状转变。
在常温下，由于原子的扩散速度非常缓慢，即使使用很长时间，也不易觉察到这种转变过程。
随着温度的提高，原子扩散速度加快，球化过程就变得明显，性能渐趋劣化。
因此，长期以来20号钢组织中的珠光体球化程度常被广泛地用作使用可靠性的评定判据之一。
本标准的附录A、附录B都是标准的附录。
本标准的附录C、附录D、附录E、附录F、附录G都是提示的附录。
本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。
本标准由国家电力公司电站金属材料标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：华东电力试验研究院。
本标准主要起草人：励德成、徐俊、卜永康、沈金坤、刘琦。
本标准由国家电力公司电站金属材料标准化技术委员会负责解释。
1 范围本标准规定了火电厂用20号钢珠光体球化的评级方法。
本标准适用于按GB 3087、GB 5310标准供货的20号钢火电厂管道、管件在高温下长期使用后的珠光体球化等级评定，也适用于用20号钢钢板、条钢、型钢制造的构件在高温下长期使用后的珠光体球化等级评定。
压力管道的检验检测技术
8 压力管道得检验检测技术主要内容1、工业管道得检验检测方法2、公用管道得检验检测方法前言什么就是压力管道？根据最新得《特种设备目录》（2014年）定义，压力管道就是指利用一定得压力，用于输送气体或者液体得管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0、1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点得液体，且公称直径大于或者等于50mm得管道。
公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1、6MPa（表压）得输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体得管道与设备本体所属管道除外。
其中，石油天然气管道得安全监督管理还应按照《安全生产法》、《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。
什么就是工业管道？工业管道就是指企业、事业单位所属用于输送工艺介质得工艺管道、公用工程管道及其她辅助管道，划分为GC1级、GC2级、GC3级。
符合下列条件之一得工业管道为GC1级：（1）输送GB5044-85《职业接触毒物危害程度分级》中规定得毒性程度为极度危害介质、高度危害气体介质与工作温度高于标准沸点得高度危害液体介质得管道；（2）输送GB50160-1999《石油化工企业设计防火规范》及GB50016-2006《建筑设计防火规范》中规定得火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体，并且设计压力大于或者等于4、0MPa得管道；（3）输送流体介质并且设计压力大于或者等于10、0MPa，或者设计压力大于或者等于4、0MPa，并且设计温度大于或者等于400℃得管道。
符合以下规定得工业管道为GC3级：输送无毒、非可燃液体介质，设计压力小于或者等于1、0MPa，并且设计温度大于-20℃但就是小于185℃得管道。
其余为GC2工业管道。
--1、工业管道得检验检测方法>>1、1、压力管道常见得缺陷>>1、2、检验检测方法>>1、3、工业管道得定期检验1、1、压力管道常见得缺陷（1）制造安装过程中产生得缺陷压力管道在制造安装得过程产生得缺陷包括管道材料冶炼、轧制、机加工、焊接、热处理等过程中产生得缺陷。
dlt674火电厂用20号钢珠光体球化评级标准
dlt674火电厂用20号钢珠光体球化评级标准在火电厂中，钢珠是一种重要的燃烧助燃剂。
为了确保钢珠的质量和性能能够达到最佳状态，对其进行评级是非常必要的。
本文将介绍dlt674火电厂用20号钢珠光体球化评级标准，以便在购买和使用过程中能够对钢珠的球化程度有清晰的标准和认识。
1. 评级标准的制定dlt674火电厂用20号钢珠光体球化评级标准是根据火电厂对钢珠材料性能的要求和实际应用需要制定的。
通过对火电厂运行情况的调研和需求分析，结合钢珠生产工艺和技术标准，综合考虑钢珠的硬度、球化程度、耐磨性等方面的要求，制定出一套合理的评级标准。
2. 评级标准的要点2.1 硬度要求对于dlt674火电厂用20号钢珠，硬度是评定其抗压能力和耐磨性的重要指标之一。
评级标准应明确规定钢珠的硬度范围，以确保其能够在高温高压的环境下保持稳定，并能够有效地抵抗磨损和腐蚀。
2.2 球化程度要求球化是指钢珠材料经过一定的热处理工艺后，表面形成一定的球形晶粒结构。
球化程度的好坏直接影响到钢珠的性能和使用寿命。
评级标准应对钢珠的球化程度进行详细的描述和定量要求，以便购买者和生产商能够准确地进行判断和选择。
2.3 耐磨性要求在火电厂的运行过程中，钢珠会长时间地暴露在高温高压的环境中，同时还要承受煤粉等燃烧物质的摩擦和冲击。
因此，钢珠的耐磨性是评价其性能的重要指标之一。
评级标准应对钢珠的耐磨性进行明确的规定，以保证钢珠能够在使用过程中具有较长的使用寿命。
3. 评级标准的应用制定并落实了dlt674火电厂用20号钢珠光体球化评级标准后，就能够在购买和使用过程中起到重要的指导作用。
购买者可以根据评级标准对不同厂家的钢珠进行对比，选择合适的产品。
而生产商可以通过评级标准对自己生产的钢珠进行质量控制，确保产品符合要求。
另外，评级标准的存在还能够帮助对钢珠进行检测和质量评估，及时发现和解决问题，提高生产效率和产品质量。
4. 评级标准的持续改进钢珠作为一种重要的燃烧助燃剂，在火电厂中发挥着关键的作用。
火力发电厂常用金属材料组织老化评级标准
附录A火力发电厂常用金属材料组织老化评级标准J.1 20号钢显微组织老化评级按DL/T 674执行。
J.1.1 20号钢微观组织与球化评级见表J.1。
表J.1 20 号钢珠光体球化组织特征球化名称球化级别组织特征未球化(原始态) 1级球光体区域中的碳化物呈片状倾向性球化轻度球化2级珠光体区域中的碳化物开始分散，珠光体形态明显轻度球化3级珠光体区域中的碳化物已分散，并逐渐向晶界扩散，珠光体形态尚明显中度球化4级珠光体区域中的碳化物已明显分散，并向晶界聚集，珠光体形态尚保留完全球化5级珠光体形态消失，晶界及铁素体基体上的球状碳化物已逐渐长大J.1.2 20号钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据见表J.2。
表J.2 20 号钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据（平均值）球化级别1级2级3级4级5级抗拉强度σbMPa455 423 416 382 363抗拉强度σ0.2MPa325 266 262 247 246 伸长率δs%35 40 43 43 42断面收缩率ψ%64 69 71 75 74硬度（HB）141 127 126 120 116显微硬度（铁素体）124 111 105 100 95J.2 15CrMo钢显微组织老化评级标准按DL/T 787执行。
J.2.1 15CrMo钢微观组织与球化评级见表J.3。
表J.3 15CrMo 钢球光体球化组织特征球化程度球化级别组织特征未球化(供货态) 1级珠光体区域明显，珠光体中的碳化物呈层片状倾向性球化2级珠光体区域完整，层片状碳化物开始分散，趋于球状化，晶界有少量碳化物轻度球化3级珠光体区域较完整，部分碳化物呈粒状，晶界碳化物的数量增加中度球化4级珠光体区域尚保留其形态，珠光体中的碳化物多数呈粒状，密度减小，晶界碳化物出现链状完全球化5级珠光体区域形态特征消失，只留有少量粒状碳化物，晶界碳化物聚集，粒度明显增大J.2.2 15CrMo钢各个球化级别与其常温力学性能的相应数据见表J.4。
珠光体球化的分析与研究
珠光体球化的分形研究王印培,陈进,孙晓明(华东理工大学化机研究所,上海200237)陈积强(上海市安装工程有限公司,上海200080)摘要:珠光体球化反映到金相上,是一种不规则图像的变化,并且具有分形的特征,可望用分形几何的方法来进行描述。
以Cr2Mo钢的珠光体球化为例,探讨用分形维数来描述珠光体球化程度;用小岛法对15CrMo钢的珠光体球化图谱进行了测量。
实验表明,珠光体球化从1级到6级,其相应的分形维数范围为1.3156～1.9282。
从电厂运行了105h的15CrMo钢管上取样,实测了该试样的珠光体球化等级,结果表明,以分形维数表示的球化程度与按图谱评定的球化等级完全吻合。
关键词:分形金相;珠光体球化;Cr2Mo钢1 引言室温下钢的组织及性能一般是相当稳定的,但在高温长期作用下,由于扩散过程的加剧,钢的组织将逐渐发生变化,这种变化会引起钢的性能改变。
其中,低合金钢的珠光体球化是钢在高温下长期服役后常见的组织变化之一。
由于其对材料的力学性能尤其是高温力学性能影响较大,一直为工程界所关注。
珠光体球化程度对材料力学性能的影响已有许多研究,对一些具体钢号也得出了珠光体球化的不同程度所相应的性能。
因此,工程上常以检验珠光体球化程度的办法来评估高温设备服役中的安全性,并对珠光体球化程度进行分级,以便工程应用。
然而,通常所使用的对珠光体球化的分级与评定方法是以金相观测与标准图谱进行比照,存在着某些不足。
珠光体球化反映到金相上,是一种不规则图像的变化,并且具有分形的特征,可望用分形几何的方法来进行描述。
本文以Cr2Mo钢的珠光体球化为例,探讨用分形维数来描述珠光体球化程度。
2 分形维数测量分形维数是分形结构的一个重要参量,它能定量描述分形结构的不规则程度[1]。
近年来,讨论分维测试方法的文章有很多。
分维测试的方法也很多,如周界———面积关系方法、垂直剖面法、表面面积直接测量法、功率法、二次电子散射法等。
基于在金相上观察的珠光体组织是具有一定面积的封闭图形的图形特点,可用小岛法来测定它的分形维数。
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低合金钢管道珠光体球化及安全状况等级评定摘要：本文对珠光体球化相关知识进行介绍，并结合实践结果对在用工业管道安全状况等级评定提出合理化建议。
关键词：珠光体球化安全等级评定
低合金耐热钢作为火力发电厂的常用材料，在热力设备中得到广泛的应用。
在长期运行中由于高温及应力作用，会造成管道组织的不断老化和宏观性能的逐渐劣化。
本文主要谈谈珠光体球化及其在在用工业管道定期检验中的安全状况等级评定。
1 金属珠光体球化
1.1 珠光体球化的概念
珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，具有良好的机械性能能。
珠光体球化是指珠光体中的碳化物相在使用中逐渐变为球状，即片状珠光体中的碳化铁由于趋向稳定而由片状自行转变成球状，又由于大球状比小球状表面能低，小球状碳化铁聚集成大的球状碳化铁。
发生球化的程度一般可分为未球化、轻度球化、中度球化、完全球化和严重球化。
1.2 影响珠光体球化的主要因素
片状碳化铁能否球化，取决于铁、碳的扩散能力，即在足够高的温度下长时间运行后，就会使钢中碳和铁原子有足够的动力学条件发生聚集球化，所以温度、时间及化学成分是影响球化的主要因素。
1.3 珠光体球化的危害
球化后钢材的室温强度、高温强度、持久强度和硬度都会有不同程度的降低。
特别是当碳化铁扩散分布到铁素体晶界上时，即达到完全球化程度后，还会致使冲击韧性急剧下降。
如果球化后还伴有裂纹、蠕变、石墨化等缺陷时其危害性更大。
2 安全状况等级评定
2.1 国家相关法规及规定
国家质检总局《在用工业管道定期检验规程》明确规定：工业管道的安全状况，用安全状况等级来表示，安全状况等级划分为1级、2级、3级、4级。
第四十五条管道组成件的材料发生轻度球化，可评为2级，当发生中度球化或更严重球化时则评为3级或4级。
2.2 实践过程
2.2.1 经上网查阅四川省自贡鸿鹤化工股份有限公司对珠光体球化的发展进行了跟踪检验。
对初次评判为“中度球化”的管道连续四年进行4次定期检验，经同一检验单位在同一部位进行金相复查和硬度检测，均未发现“完全球化”和硬度下降的现象；对初次评判为“轻度球化”的管道也按要求进行了金相复查，其中一处球化程度由“轻度”转变成了“中度”，晶粒度和硬度没有明显变化。
2.2.2 邹平四电2016年04月检验发现#7锅炉高温过热器热段球化等级4.5级，监控使用，计划利用2017年05月份超低改造时间对高温过热器整体进行更换。
2.2.3 魏桥三电2016年09月份对各过热器进行检查，发现高温过热器热段球化超标达到5级，并在检修中联系综合试验室对高温过热器热段进行表面磁粉及硬度检测，均合格。
监督运行至2017年2月未出现异常状况。
2.3 建议
珠光体球化只不过是管道定期检验中可能发现的众多缺陷之一，且《管检规》也规定在用工业管道的安全状况等级应根据全面检验的结果评定，并以其中评定项目中等级最低者作为评判级别，所以对球化缺陷安全状况等级的合理评定是非常必要的。
⑴在正常操作条件下，如无其它超标缺陷，“轻度球化”可评为2级，但3年内至少复查一次，“中度球化”可评为3级，每年复查一次；
⑵如“中度球化”同时伴有裂纹、硬度下降等缺陷时，应综合分析，根据缺陷的严重程度评定为4级，监督运行，并限期更换；
⑶当发现“完全球化”或“严重球化”时应评定为4级，监控使用，限期更换；
⑷在对球化缺陷的复查中应同时进行表面探伤、硬度检测等项目的检查。