Page 97 - 理化检验-物理分册2025年第三期

王 飞，等：小口径P91钢管道硬度测试结果偏低原因

硬度值要比台式布氏硬度计测量值小20 HB左右， 的铁素体内分布着众多小岛样的复相组织（相变组
即里氏硬度为140 HBHLD（425 HLD）左右换算为 织），故靠管内壁侧组织也可称为铁素体+相变组
布氏硬度，值为160 HB。相较于美标和硬度合格的 织。形成上述异常组织的可能原因为：① 正火时冷
P91钢管，低硬度P91钢管因马氏体板条消失和碳化 却速率慢，冷却速率低于9 ℃/min就有先共析铁素
物析出导致位错强化及固溶强化效果的减弱，使其 体产生，冷却速率慢到一定程度没有马氏体产生；②
屈强比降低，因此现场用里氏硬度计测得的里氏硬 回火温度过高，随着温度的升高，马氏体再结晶形成
度比实际布氏硬度低 。另外，虽然现场用便携式 铁素体 。
[4]
[5]
布氏硬度计测得的布氏硬度与第三方检测单位的检
3 结论
测结果接近，但是也不能完全相信，因为该仪器在现
有压头条件下，要求被测试件厚度不小于8 mm，故 （1）1 号机本体疏水管道中 P91 钢、规格为
其测试值仅可供参考。 48 mm×5 mm管子的显微组织、硬度均未达到标准
2.2 测试结果不同原因 要求，属于不合格产品。
经了解，供应商只在试样管上测试了 1 个点的 （2）便携式里氏硬度计检测结果出现差异的原
硬度（硬度为215 HV10）就判定试样符合要求。首 因为：试样曲率和壁厚太小，且未使用支撑环；硬度
先只取 1 点的测试结果不具有代表性，维氏硬度测 换算方式不正确，应根据DL/T 1845—2018《电力
试压痕直径仅约为 0.3 mm，从现场及第三方检测 设备高合金钢里氏硬度试验方法》表A.1推荐的换
单位的测试结果看，该批管子组织、硬度不均匀分 算值进行换算。
布，不排除出现个别点硬度不符合标准的情况。其 （3）鉴于P91钢管道易产生制造缺陷，在安装前
次，仅测试维氏硬度的说服力不强，第三方检测单 应综合采用硬度测试、金相检验等多种手段对P91
位增加了布氏硬度测试、金相检验，得出的结果更 钢管道进行检验，以避免不合格管道用于机组设
为可靠。 备中。
2.3 管道硬度、 显微组织异常原因
参考文献：
由第三方检测单位的测试结果可知，该管硬度
低主要是因为显微组织异常，其中的铁素体硬度远 [1] 马加朋，盖红德，戴家辉，等．超临界锅炉P91钢集箱
低于正常组织中的回火马氏体硬度。P91钢管显微 局部硬度和金相组织异常原因分析[J]．山东电力技术，
组织产生异常的原因主要是热处理过程控制不当， 2018，45(2)：62-65．
以及切削加工余量不足，使表面脱碳层残留。在所 [2] 董鹏．P91钢管硬度检测值偏低原因分析[J]．内蒙古
取试样中，外壁有轻微的脱碳层，主要的异常组织在 电力技术，2015，33(3)：74-76.
内部，其靠近外壁侧组织与低硬度P91钢组织相似， [3] 蔡文河，李炜丽，董树青，等．关于T/P91钢和T/P92
钢里氏硬度与布氏硬度换算差异性的物理学解释[J]．
作者发现试样组织基体为等轴状铁素体+碳化物，
理化检验(物理分册)，2018，54(10)：726-732．
弥散分布的为M 23 C 6 型碳化物颗粒、Laves相和少量
[4] 杨超，汤淳坡，孙雄．低硬度P91钢管件布氏硬度转换
的Z相。这一结论相当于第三方检测单位显微组织 值存在偏差原因分析[J]．理化检验(物理分册)，2015，
判定的深化，M 23 C 6 型碳化物、Laves相、Z相就是相 51(9)：608-611．
变组织。靠管内壁侧显微组织含有粒状贝氏体是就 [5] 代小号，欧阳杰，徐雪霞，等．T91钢金相组织异常原
其形态而言的，粒状贝氏体的特征是大块状或条状 因分析及建议[J]．河北电力技术，2012，31(4)：21-23．

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