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奥氏体不锈钢管道应力腐蚀开裂检测技术对比

来源:李运涛,胡斌,代淮北,刘文,万本 时间:2016-12-21 作者:无损检测人才网 浏览量:

奥氏体不锈钢管道应力腐蚀开裂检测技术对比

李运涛,胡 斌,代淮北,刘 文,万本例
(中国特种设备检测研究院,北京100029)
摘 要:通过对比渗透检测技术、X射线数字成像检测技术和涡流阵列检测技术对三通G管帽对接接头试样内、外表面检测的检测速度、表面开口应力腐蚀开裂检测能力和近表面应力腐蚀开裂检测能力,得出如何有效检测在役奥氏体不锈钢压力管道应力腐蚀开裂的方法.以带有应力腐蚀开裂的三通G管帽试件为检测对象,采用溶剂去除型着色渗透检测技术、X 射线数字成像检测技术和涡流阵列检测技术进行试验,并对试验结果进行比较.结果表明:应力腐蚀开裂的面积型缺陷的特有属性和数字平板探测器不能弯曲的特性,会影响X射线数字成像检测技术对管道应力腐蚀开裂的检测能力,但其对近表面应力腐蚀开裂或埋藏性应力腐蚀开裂的检测能力仍优于涡流阵列检测技术和渗透检测技术;涡流阵列检测技术对表面开口应力腐蚀开裂的检测能力与渗透检测技术相近,对近表面应力腐蚀开裂的检测能力远优于渗透检测技术,检测速度也远快于渗透检测技术,故可在满足检测条件的情况下用涡流阵列检测技术替代渗透检测技术.
关键词:奥氏体不锈钢管道;应力腐蚀开裂;涡流阵列;X射线数字成像检测;渗透检测,无损检测

中图分类号:TG115.28   文献标志码:A   文章编号:1000G6656(2016)11G0074G05

应力腐蚀开裂(SCC)是在役奥氏体不锈钢压力管道对接接头常见的缺陷类型[1-2].SCC通常起源于管道内壁,然后逐渐往外壁扩展,甚至贯穿整个管壁,导致介质向外渗漏.奥氏体不锈钢压力管道里输送的介质通常是有毒的、易燃易爆的、腐蚀性强的液体或气体,因此一旦介质泄漏,后果将不堪设想.

奥氏体不锈钢对接接头的检测技术还有待发展,由于奥氏体不锈钢是非铁磁性材料,无法使用磁粉检测技术[3].奥氏体不锈钢对接接头晶粒粗大,晶界反射的“草状回波”容易被混淆成缺陷波,因而运用常规超声波检测技术受到限制;超声检测新技术(如超声波衍射时差法、超声相控阵技术和非线性超声技术)仍处于研究阶段[3-7].渗透检测、射线检测是奥氏体不锈钢对接接头常用的检测技术[8].涡流检测也可用于奥氏体不锈钢对接接头的检测中[9].根据«在用压力管道定期检验规则—工业管道»规定,在压力管道的定期检验中,通常采用射线检测、渗透检测和涡流检测技术检测奥氏体不锈钢压力管道焊接接头.

笔者以带有SCC的三通G管帽对接接头试件为检测对象,采用溶剂去除型着色渗透检测技术(PT)、X射线数字成像检测技术(DR)和涡流阵列检测技术(ECA)进行检测,并对试验结果进行比较.结果表明:应力腐蚀开裂的面积型缺陷属性和数字平板探测器不能弯曲的特性,都会影响X射线数字成像检测技术对管道应力腐蚀开裂的检测能力,但其对近表面应力腐蚀开裂或埋藏性应力腐蚀
开裂的检测能力仍高于涡流阵列检测技术和渗透检测技术;涡流阵列检测技术对表面开口应力腐蚀开裂的检测能力与渗透检测技术相近,对近表面应力腐蚀开裂的检测能力远优于渗透检测技术,检测速度也远大于渗透检测技术,故可在满足检测条件的情况下用涡流阵列检测技术替代渗透检测技术.

1 试验方法
1.1 试样规格
某石化公司的制氢装置空冷器入口中变气不锈钢管线上某三通与管帽对接接头的管帽侧热影响区内,存在多条垂直于焊缝分布的应力腐蚀开裂.三通的主管直径为200mm,壁厚为8mm,支管直径为150mm,壁厚为8mm;三通的主管与管帽连接,管帽的直径为200mm,200mm,壁厚为8mm,材料均为奥氏体不锈钢0Cr18Ni9[10].

文中所用的三通G管帽试样是含有SCC管段的一部分,该试样对接接头的焊接方法是手工电弧焊,焊缝宽度最大值为14mm,错边最大值为2mm,余高最大值为3.5mm.

1.2 PT试验方法
         试验采用溶剂去除型着色渗透检测剂系统,包括清洗剂、渗透剂和显像剂,其制造商为中日合资美柯达探伤器材有限公司,型号均为DPTG5.

        PT是在通风设施良好的实验室内进行的,检测环境温度为20℃.检测部位为三通G管帽对接接头的内、外表面.PT 工序包括预清洗、渗透、溶剂去除、非水基湿法显像、检验、后清洗.试样内、外壁检测时间均为28min[11].

1.3 DR 试验方法
          DR系统包括X 射线源、数字平板探测器和数据采集与处理系统,其外观如图1所示.X 射线源的制造商是瑞士的COMET工业X射线公司,型号为MXRG225/21,额定电压为225kV.X 射线数字成像系统是以色列VIDISCO 公司的产品,型号为VGRX.数字平板探测器的规格为RayzorXPro,成像面积为222 mm×222 mm,动态范围为14bit(16384灰度等级),解析度为3.lp􀅰mm-1,像素间距为143μm.


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