现场硬度测试方法的选择

现场硬度测试方法的选择

梁刚柱

(山东电力建设第三工程有限公司，山东青岛，邮编266100)

Hardness Testing Method Applied in Field

摘要：在现场硬度检测中，里氏硬度计被广泛应用，但里氏硬度计采用的是动态硬度测试原理，影响仪器准确性的因素较多，在测试小径管或薄壁管时误差也较大。随着技术的发展，便携式超声波硬度计也逐渐应用在现场检测中，并不断被检测人员所认可。对于这两种检测方法，有必要进行相关对比，以更好的应用于现场。

关键词：里式硬度计; 超声波硬度计；薄壁管；误差

Abstract: Portable Leeb hardness tester is an accepted portable electronic tester for measuring the hardness in the field, but facility’s accurateness is affected by testing theory and reading errors may be appeared to test small tubes or thin-walled pipes. With the technology improving, portable UIC hardness tester is being gradually applied in field and accepted by technicians. Therefore, the paper describes the comparison of two methods in order to be applied well.

Key: Leeb; UIC; Thin-walled Pipes; Error

1  引言

在某项目硬度检测过程中，发现一根168×21.95mm的P91管道里氏硬度为150HB左右，超声波硬度为180HB左右，而台式布氏硬度约为190HB左右的硬度值差异现象。针对这样的问题，有必要对超声波硬度计和里式硬度计进行对比，并研究此差异点，从而更好地根据现场实际情况选择相应的硬度计。。

2  第一次取样

2.1  硬度计设备信息

2.2  试样信息

由于管道是业主供货，且已加工完毕，不能进行随意切割，故从坡口边缘处取样，试验如下图。

坡口处用里式硬度计测试时，容易产生侧壁共振，造成误差较大，故另外从两根废料中随机取了2个试样如下：

2.3  测试数据

坡口处取样尺寸太小，不满足台式布氏硬度测试的试样尺寸，故对于取样试样统一进行洛氏硬度测试，试验数据如下：

为了避免试样尺寸不满足里式硬度测试要求，故切割前分别采用里式硬度计和超声波硬度对管道取样处测试了10个数据，数据如下：

3  第二次取样

3.1  硬度计设备信息

3.2  试样信息

为了保证热处理后母材硬度不低于190HB，故将原来母材切割，并取样进行布氏硬度测试，同时从其他废料取样1个就行对比。试样编号1为废料取样试样，试验编号2为原有坡口切割试样，如下图所示：

3.3  测试数据

取样尺寸满足台式布氏硬度测试要求，测试数据如下：

现场测试数据如下：

4  数据对比

从测试数据可以看出，试样2分别采用洛氏硬度和布氏硬度进行测试，其数值仅差5HB，说明台式洛氏和布氏检测数据是准确的。超声波硬度计测试结果与台式洛氏和布氏相差10HB左右，而里式硬度计测试数据与台式洛氏和布氏相差20HB以上。根据论文《如何进行高合金钢现场硬度检测》的研究，里式硬度计的数值低于台式硬度计20HB左右，直接引用数据如下：

5  国外文献

在国际知名公司的技术标准要求中，对于硬度检测一般要求采用超声波硬度计，如美国通用电气、德国西门子和沙特阿美石油公司等。在国外相关文献总结里式硬度计与超声波硬度计的使用范围如下：

6  结论

试验数据及相关论文相互印证可以得出，超声波硬度计比里式硬度计更接近台式布氏硬度值，建议现场采用超声波硬度计进行检测，特别适应于厚度小于20mm的管道及焊缝热影响区。

参考文献

[1]ASTM A833 Standard Practice for Indentation Hardness of Metallic Materials by Comparison Hardness Testers

[2]ASTM A956 Standard Test Method for Leeb Hardness Testing of Steel Products

[3]ASTM A1038 Standard Test Method for Portable Hardness Testing by the Ultrasonic Contact Impedance Method

[4]ASTM E 10 Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials

[5]ASTM E 18 Standard Test Methods for Rockwell Hardness of Metallic Materials

[6]ASTM E 110 Standard Test Method for Rockwell and Brinell Hardness of Metallic Materials by Portable Hardness Testers

[7]SAEP-355 Field Metallography and Hardness Testing

[8]高洁安、张维民 《如何进行高合金钢现场硬度检测 》 天津诚信达金属检测技术有限公司

[9]蔡文河、李炜丽、赵卫东、王智春 《低硬度P91 钢主蒸汽管道安全性能研究与评价》 华北电力科学研究院有限责任公司

作者简介：

姓名：梁刚柱  职位：项目部检测专业经理

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