金相检验之电厂汽轮机导汽管表面脱碳导致的误判

某电厂委托对规格为ϕ114mm×18mm，材料为12Cr1MoVG钢的汽轮机主汽门在役导汽管进行现场显微组织分析。检验人员首先对导汽管表面去除氧化层，再对分析表面进行磨制、抛光、腐蚀，通过现场金相显微镜观察显微组织后现场采集图像，判定该导汽管的显微组织中珠光体形态已完全消失，如图1所示，按照DL/T 773-2001«火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准»评定，显微组织中珠光体的平均球化度达到5级，属于严重球化。

图1 现场金相检验得到导汽管外表面的显微组织

切割下的导汽管在实验室制取厚度方向横截面金相试样进行观察，发现该导汽管外表面存在脱碳现象，去除脱碳层后观察显微组织为铁素体+珠光体，珠光体内碳化物虽已开始分散但依然致密，如图2所示。

图2 实验室检验得到导汽管厚度截面显微组织

按照DL/T773-2001评定所检部位的显微组织珠光体平均球化度为2级，属轻度球化。测量完全脱碳层深度约为0.5mm，由于其轻度球化组织所占厚度大于其有效壁厚，如图3所示，因此该导汽管可以继续服役。

图3 实验室检验得到沿导汽管厚度方向的显微组织

厚壁管的制造工艺多为热轧，这种制造方式会导致内外表面存在脱碳层，按照GB 5310-2008«高压锅炉用无缝钢管»第6.11条规定：“成品钢管的外表面全脱碳层深度应不大于0.3mm，内表面脱碳层厚度应不大于0.4mm，两者之和应不大于0.6mm”。而经由直管加工的厚壁弯头、弯管、接头等管件，在热成型过程中其表面脱碳层厚度会继续增大。上述案例中的检验人员实际是对部件表面脱碳层进行了显微组织分析及判定，导致误判了其真实的显微组织。当所检部件金属在原始生产过程中，或在高温、有机物富集等工况环境下出现表面脱碳、渗碳等情况，而检测机构对此估计不足时，会造成对在役部件显微组织“以表代里”式的误判。