北安市特种设备检验所164000
【摘要】硬度检测在压力容器中的有效应用，一方面能够为后续设备内部检测、外部检测与水压检测等工作提供更详细的资料，使检修等工作质量的可控性得以显著增强；另一方面，凭借材料硬度检测，更便于深入分析压力容器的运行状况，以便更好的预防压力容器事故。本文基于硬度检测的特点、方法与作用展开分析，在明确具体应用的同时，期望能够为后续压力容器检测工作的开展提供良好参照。
【关键词】硬度检测；压力容器；方法应用
压力容器是现代工业生产与能源供应等行业中较常见的设备。在使用过程中，因为长期处于高温与腐蚀性较强的环境，因此极易对材料质量与硬度造成损害，若此类问题发现不及时，便极易造成压力容器事故问题，不但会造成设备系统崩溃，同时也极易导致操作人员的生命财产安全受损。因此，硬度检测工作必须得到检测人员的重视，以便设备质量得以保障。
一、硬度检测的特点分析
首先，硬度检测仪器具备构造简单、流程简洁与便于维护的特点，并且在检测过程中，不会受到环境与部件体积大小等影响，因此在数据检测过程中不会影响检测数值的准确性；其次，在压力容器硬度检测过程中，检测装置主要是根据材料脆性与塑性条件判断其硬度，不会对材料本体造成伤害；最后，硬度检测工作的有效落实，能够极大简化后续相关检测工作的流程，使压力容器检测效率与准确性得到显著提升。另外，基于硬度检测便利性特点，更便于操作人员及时发现设备运行过程中潜在的风险，为后续检修等工作的开展提供更全面且更详细的资料参照。
二、硬度检测方法及作用
1.硬度检测方法
根据以往硬度检测资料可知，面临不同功能与型号的压力容器，硬度检测的方法也呈现多样化的特点，而在实际检测工作落实期间，检测人员最常用的两种硬度检测方法便是回跳法与压入法。其中，回跳法是通过质量与尺寸适当的物品以一定速度撞向被测压力容器构件，而后借由材料反冲力回跳，通过回跳与冲撞力、速度、高度等数值判断压力容器硬度的检测方法；而压入法则是通过圆锥等设备直接压入压力容器表面，通过施压力度、接触面积、压入深度等数据判断压力容器表面材料硬度的方法。
而根据多项硬度检测工作的调查可知，检测人员更倾向于选择压入法，因为此种方法不但能够更准确的判断压力容器材料的硬度数值，还能够通过压入深度与压痕更准确的判断弹性与塑性等数值，以便拟定更完善的压力容器档案。另外，压入法能够避免回弹法高度数值偏差，因此所得数据更加精准。
2.硬度检测作用
首先，硬度检测能够帮助操作人员与检测人员了解设备材料的具体状况，以便为后续定期与不定期检测工作的展开提供更详细的参照资料，使检测数据的精准性得到更好的保障；其次，在对容器进行焊接过程中，能够借助硬度检测数值判定焊接部位的适宜性，以便压力容器持续处于稳定的运行状态；最后，硬度检测能够与压力容器出厂数据进行核对，以便分析容器内部与零件是否遭受损伤。另外，借助全方位的硬度检测措施，更便于分析压力容器材料的组织变化系数，以便更好的管控设备使用寿命。
三、硬度检测在压力容器中的应用
1.在压力容器使用过程中的应用
在实际工作中，压力容器在使用过程中极易受到外界温度、操作方法以及操作压力等多方面的影响。因此工作人员应该定期对其中的受压元件进行测定，避免因为各种现象而导致元件硬度不够，最终影响到压力容器的正常使用。
压力容器都是在腐蚀性强、高温高压的环境下工作，受到这一条件的影响，压力容易极容易出现硫化、渗碳等各种不良影响。此时压力容器中的元件硬度也会受到一定的影响。因此我们很有必要对器硬度进行测定。不仅如此，由于压力容器长期处于强腐蚀性的运行环境，工作人员还必须要对容器的内壁进行测定，避免因损坏而无法保证压力容器的正常工作。
对于在用压力容器的超高压水晶釜也应进行定期硬度检测。我国超高压水晶釜材料具有硬度大和强度高的特点，但因在使用过程中周期较长，温度和压力较高，均容易导致其出现材质变化，因此需进行表面硬度检测，如发现硬度值异常，还需利用金相试验对其组织结构进行确定。
2.在热处理的压力容器中的应用
热处理工艺通常可分为两类，一类是冷成型后优化材料机械性能的热处理，另一类则是消除残余应力的焊后热处理。压力容器焊接后所产生的残余应力是导致其使用过程中出现应力腐蚀的主要原因之一，同时会引发压力容器的受力状况的恶化。为此，应加强对压力容器焊接后热处理的质量控制。
当压力容器制造过程中进行整体或者局部热处理结束后，应通过对母材、焊缝金属、热影响区进行硬度检测，对其热处理效果进行检查，以判断焊缝接头对应力消除的情况，并判断应力腐蚀破裂倾向的大小。例如，在现场组焊的压力容器，当进行整体热处理后的热影响区和焊缝金属的硬度值，要求低于母材的125%（合金钢）或120（碳素钢）。
通过对压力容器焊接性试验中焊缝、热影响区、焊接接头断面母材硬度的检测，以判断材料工艺的适用性和焊接性的方法，也被称为最高硬度实验法。其中，利用最高硬度实验法对工艺适用性和焊接性进行评价时，要求15MnVR的HV≤400，16MnR的HV≤390。
压力容器制造现场经常需要对母材、热影响区和焊缝的硬度检测，以判断焊接接头和焊接工艺的优良。当高强度钢压力容器在用检验中，进行硬度检测，能及时了解焊接接头是否存在淬硬组织。对压力容器返修部位的硬度检测，能检测返修补焊工艺的优良性和焊接的质量。
3.在不明材料压力容器中的应用
由于我国中小企业中压力容器安全管理水平较差，对压力容器的定期检验中往往出现原始资料遗失的情况，导致主要受压元件材质无法确定。针对这种情况，在实际检验中，常采用无主体材质的压力容器按照A3材料强度下限值进行校核，但容易造成部分资源和设备的浪费。
因此，对材质不清压力容器检验，可采用布氏硬度检测结合化学成分分析对材料强度进行确定和校核。例如，对低合金钢或碳素钢压力容器，当材质不清或存在疑问是，通过布氏硬度检测，并结合硬度与强度的关系，可将材料的强度值近似求出。常用的硬度和强度的关系公式有：σs=3.55HB（HB≤175的材料），σs=3.28HV-221（母材）。对于压力容器的主要附件，例如螺母、螺栓等，当热处理状态不明或状态不清时，均可通过硬度的测定进行判断。
四、结语
硬度检测在压力容器中的有效应用，不但能够为后续检测工作提供更详细的辅助资料，以便检测人员更准确的判断压力容器的运行状态，使潜在风险得以有效发掘，同时凭借硬度检测数据，更便于察觉材料质量的变化，以便使用寿命可控性增强。故而，在论述硬度检测在压力容器中的应用期间，必须明确硬度检测的流程与难点，知晓硬度检测的作用，并提供详细的硬度检测方案，才能为后续压力容器检测等工作的开展提供更全面的数据保障。
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