Файл: Неразрушающие методы контроля металлов на тепловых электростанциях..pdf

цпях предусматривается выполнение микроскопического анализа структуры па всех стадиях изготовления, монта­ жа и эксплуатации энергетического оборудования.

Наиболее широкое применение нашли три способа

анализа структуры стали без разрушения деталей:

микроанализ при помощи ,переносных микроскопов; микроанализ с помощью оттисков (метод реплик) ; определение величины зерна при помощи ультразвука. Два первых способа относятся к области оптической

микроскопии и позволяют производить изучение микро­ структуры поверхностных слоев изделия и фиксирование

ее характерных участков на фотографиях. Третий способ основан на свойствах ультразвука и позволяет контроли­

ровать усредненную величину зерен по толщине

детали'(труба, лист).

12. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОШЛИФА

Для исследования микроструктуры оптическими ме­

тодами необходимо на поверхности изделия подготовить микрошлиф. Приготовление микрошлифа состоит из ряда последовательных операций: подготовки площадки,

шлифовки и полировки. Площадку (ра-змером примерно

40 мм2) подготавливают при помощи напильника или

абразивного круга. В случае значительной кривизны

поверхности допускается уменьшение размера площадки. Операция подготовки площадки имеет целью удаление

обезуглероженного слоя, толщина которого на паропро­ водах не превышает 0,5—1,0 мм на обечайках и днищах барабанов—0,5—4,0 мм. Затем площадку окончательно

выравнивают с помощью бархатных плоских напильни­ ков (с насечкой № 4, 5).

Шлифовку выполняют вручную, применяя последо­

вательно шлифшкурки № 12, 8, 5 и заканчивают шкур­ ками М-40 или М-28 (ГОСТ 3647-59). Поверхность

площадки, подготовленная под полировку должна иметь

чистоту V 7—9. После шлифовки 'поверхность площадки

тщательно очищается и обезжиривается этиловым спир­

том (до отсутствия темных следов на фильтровальной

бумаге или вате). Время подготовки площадки изделия

под полировку составляет не более 6—7 мин. После шли­

фовки переходят к полировке, в результате которой по­ верхность приобретает зеркальный блеск (чистота V 13— 14).. Полировка выполняется двумя способами: механп-

36

ческпм и электрохимическим (электролитическим). Для механической полировки применяют пневматические шлифмашинкн типа ПШМ-08-80, ПШМ-08-90, электро­

сверлилки И-28А и др., на шпиндели которых насажены войлочные или фетровые круги, покрытые пастой ГОИ.

Для частичного удаления деформированного в процессе механической полировки слоя, искажающего истинную

структуру металла, полировку чередуют несколько раз с травлением поверхности шлифа. Подготовленный

микрошлиф промывают водой и спиртом, а затем просу­

шивают фильтровальной бумагой. Недостатком меха­

нической полировки является низкая производительность процесса, частичное насыщение поверхности окислами и неметаллическими включениями, а также наличие

деформированного слоя.

Более совершенным методом подготовки шлифов яв­ ляется электрохимический. Положительные качества это­ го метода — универсальность, высокая производитель­ ность, возможность получения истинной структуры без искажений и т. п. Электрохимический способ полирова­

ния основан на явлении электролиза, т. е. электрохими­

ческого процесса, происходящего между электродами,

помещенными в электролит (в электролизную ванну),

под действием постоянного тока. В процессе электролиза

неровности, имеющиеся на поверхности анода, растворя­

Такой процесс растворения металла называется анодным.

Для осуществления электрополировки шлифов непосред­

ственно на деталях необходимо, чтобы конструкция

электролизной ванны позволяла использовать поверх­

ность детали в качестве анода и удерживать электролит

на горизонтальных и вертикальных поверхностях.

В лаборатории сварки и исследования металлов

производственного предприятия Львовэнергоремонт раз­

работана методика и создана установка для электрохи­ мической полировки (ЭХП), отвечающая всем условиям получения высококачественных шлифов. Рабочим инстру­

ментом установки является электрополировочная головка со встроенной электролизной ванной. Подача электроли­

та в электролизную ванну производится дистанционно.

На детали головка удерживается рукой или закрепляет­ ся при помощи специального зажима. Принципиальная схема рабочей части головки приведена на рис. 18.

37

Электрополировочная головка позволяет производить

электрохимическую полировку и электротравление шли­

фов на горизонтальных и вертикальных поверхностях

деталей, имеющих радиус

кривизны на участке по­ лировки не менее 15 мм.

Головка комплектуется

двумя сменными электро­ лизными ваннами, имею­

щими внутренние диамет­

ры D 10 и 14 мм. Ванна

трическая схема которого приведена на рис. 19. Установ­

ка для электрохимической полировки шлифов УЭП-2М

выпускается серийно предприятием Львовэнергоремонт.

Общий вид установки приведен на рис. 20.

Техническая характеристика установки УЭП-2М:

Электрополировка производится на площадке, под­ готовленной предварительно на изделии описанным выше

38

способом, т. е. после шлифовки до чистоты V 7—9.

Шлифованная поверхность перед ЭХП должна быть

очищена от абразива и других загрязнений и обезжирена

спиртом.

При электрополировке шлифов рекомендуется приме­

нять хлорноуксусные электролиты. Температура электро­

лита в электролизной ванне зависит от температуры

изделие (труба).

детали и окружающей среды. Основной является темпе­

ратура детали, так как относительно малый объем

электролита сравнительно быстро принимает ее темпера­

туру. Основными параметрами режима, обеспечивающими качественную электрополировку, являются состав элек­

тролита, его температура и плотность тока. Необходимая плотность тока обеспечивается изменением процентного

содержания хлорной и уксусной кислот или напряжения,

приложенного к электродам в пределах 25—36 в. Так как

напряжение для обеспечения условий анодной поляри­ зации поддерживается на одном уровне, то необходимую

плотность тока обеспечивают изменением содержания

хлорной кислоты в уксусной или в отдельных случаях

40

/

изменением температуры электролита (подогревом или

охлаждением детали). Хлорно-уксусный электролит име­ ет рабочий диапазон температур 16—35oC. Режимы электрохимической полировки углеродистых, низколеги­

рованных и нержавеющих сталей приведены в табл. 2

(плотности тока указаны для установившегося процес­

са ЭХП).

Таблица 2

Режимы электрохимической полировки углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей

При ЭХП углеродистых и низколегированных сталей

(полируемая площадь 0,015 дм2, расстояние между като­

дом и анодом-шлифом 10 мм) сила тока самопроизволь­ но снижается в течение 4—6 сек с 1,5 а в начале процесса до 0,15—0,19 а при установившемся процессе.

При ЭХП нержавеющих сталей аустенитного и феррит­

При недостаточной плотности тока электролиз прохо­ дит со слабым газовыделением. Если плотность тока

на шлифе образуется большое количество темных точек,

наблюдаемых в микроскоп. При правильно выбранном

режиме полировки процесс сопровождается спокойным

и равномерным газовыделением. Если процесс ЭХП

41