Nerūdijančio Plieno Vamzdžių Testavimas

Testavimo informacija

Nerūdijančio plieno vamzdžių testavimas yra ZHONGXI Testing teikiama bandymų paslauga, apimanti cheminės sudėties, mechaninių savybių, korozinio atsparumo, geometrinių matmenų ir paviršiaus kokybės vertinimą auksiniuose, martensitiniuose, feritiniuose, austenitiniuose-ferritiniuose (dupleksiniuose) ir nuosėdinio kietėjimo nerūdijančio plieno vamzdžiuose. Nerūdijančio plieno vamzdžiai yra tuščiaviduriai ilgieji gaminiai, kurių sienelės storis, skersmuo, lydinio klasė ir gamybos būdas (bernis, šaltai formuotas, suvirintas iš juostos, besiūlis karštai degnintas) lemia jų tinkamumą specifinėms darbo sąlygoms. Šie vamzdžiai plačiai naudojami naftos ir dujų perdirbimo įmonėse, chemijos pramonės reaktoriuose ir šilumokaičiuose, maisto ir gėrimų gamybos linijose, farmacijos įrenginiuose, geriamojo vandens tiekimo sistemose, laivų statyboje, energetikos turbinose, statybose ir architektūriniuose konstrukcijos elementuose, taip pat medicinos įrangos ir autonominio šildymo sistemų kontūruose.

Bandymų tikslas – nustatyti, ar vamzdžių cheminė sudėtis atitinka nurodytą lydinio klasę (pvz., 304, 304L, 316, 316L, 321, 347H, 2205, 2507, 904L, S31803), ar mechaninės charakteristikos, tokios kaip tempimo stipris, išgležimo riba, santykinis pailgėjimas ir kietis, užtikrina konstrukcinį saugumą, ar medžiaga atspari specifinėms korozijos formoms (taškinė korozija, tarpukristalinė korozija, įtempinė korozija chloridų aplinkoje,选择性 korozija suvirinimo siūlėse). Bandymo metu taikomi metodai apima optinę emisijos spektrometriją ir tarprūšinės analizę cheminės sudėties nustatymui, universaliosios bandymo mašinos statinius tempimo bandinius, šoko lenkimo bandinius žemose temperatūrose, metalografinę analizę su optiniu ir skenuojančiu elektroniniu mikroskopu grūdelių dydžiui, delta feritui ir nešvariųjų įtraukų kiekiui vertinti, taip pat druskų rūko kameros, ping solution (FeCl3) ir potenciodinaminės poliarizacijos bandinius koroziniam atsparumui patikrinti.

Tipinis testavimo procesas prasideda nuo užklausos analizės ir testavimo programos sudarymo pagal taikomą techninę specifikaciją arba kliento nurodytus reikalavimus. Tada iš pateiktų vamzdžių išpjaunami standartiniai bandiniai – tempimo bandiniai išilgai arba skersai vamzdžio ašiai, metalografiniai šlifai iš sienelės ir suvirinimo siūlės srities, cheminiams tirpymams imami drožlės arba grandžių mėginiai. Atlikus matavimus ir bandinius, išvestiniai rezultatai palyginami su numatytomis ribinėmis vertėmis, o testavimo ataskaitoje pateikiami konkretūs skaitmeniniai dydžiai: lydinių elementų masės procentai, Rp0.2 ir Rm vertės megapaskaliais, KHV arba HBW kietis, grūdelių numeris pagal G skale, tarpukristalinės korozijos įvertinimas, hidrostatinio slėgio bandymo rezultatas ir sienelės storio nuokrypos.

Nerūdijančio plieno vamzdžių testavimas taip pat apima technologinius defektų tyrimus: sienelės ir siūlės vidinius trūkius, poras, įtraukimus ir nesuvirintas vietas nustato ultragarsinis tyrimas, paviršiaus ir povandeninius plaušelius – virpamųjų srovių tyrimas, o išorinius ir vidinius defektus vizualiai bei endoskopu patikrina prieš galutinį įvertinimą. Geometriniai parametrai – išorinis skersmuo, sienelės storis, ovalumas, tiesumas ir ilgio nuokrypa – matuojami mikrometru, sienelės storio matuokliu su rutuliniu atramos galu ir trijų koordinatės matavimo prietaisais.

Taikymo scenarijai

Naftos perdirbimo ir petrochemijos įmonėse nerūdijančio plieno vamzdžiai naudojami šilumokaičiuose, distiliavimo kolonų paketuose ir vamzdynuose, kurie kontaktuoja su angliavandeniliais, sieros junginiais ir chloridais. Šiose sistemose testavimo poreikis dažniausiai susijęs su tarpukristalinės ir taškinės korozijos vertinimu, siūlės vientisumo patikra ir išgležimo ribos kontrole, nes vamzdynai dirba aukštoje temperatūroje ir slėgyje vienalaikiškai. Dupleksinių klasių vamzdžiams pridedamas delta ferito ir intermetalinių fazių patikrinimas, kad būtų išvengta trapumo augimo eksploatacijos metu.

Maisto, gėrimų ir farmacijos pramonėje vamzdžiai sudaro technologinių linijų dalį, kurioje juda produktas, todėl lemiami yra vidinio paviršiaus šiurkštumas, pralaidumas, paviršiaus švarumas ir atsparumas dezinfekcijos cheminėms medžiagoms, pavyzdžiui, ozonui ir chloro turintiems tirpalams. Testavimo programa čia apima paviršiaus Ra matavimą, elektropoliuoto sluoksnio būsenos vertinimą, korozinius bandinius dezinfekcijos terpėse ir geometrinių tolerancijų patikrą, užtikrinančią, kad jungtys ir tarpiniai sandarins be tuštumų, kuriose galėtų kauptis mikroorganizmai.

Energetikos sektoriuje, įskaitant elektrinių garo sistemas, turbinų aušinimo kontūrus ir šiluminius tinklus, nerūdijančio plieno vamzdžiai veikia esant kintančioms temperatūroms ir slėgio ciklams. Čia testavimas orientuotas į tempimo charakteristikas aukštoje temperatūroje, nuovargio elgseną, šoko lenkimo rodiklius žemoje temperatūroje ir sienelės storio vienodumą ilguose ruožiniuose. Po remonto darbų arba suvirinimo pataisymų atliekamas pakartotinis defektų tyrimas, siekiant patikrinti, ar naujoji siūlė neturi porų, įtrūkimų ar nesuvirintų zonų.

Statybose ir architektūroje vamzdžiai naudojami turėklams, konstrukcinėms kolonoms, apsauginiams apvalkalams ir dekoratyviniams elementams. Šiuo atveju testavimo poreikį lemia geometrinės tolerancijos, paviršiaus danga, blizgesio vienodumas ir lenkimo bei suspaudimo bandinių rezultatai, kurie parodo, ar vamzdžiai atlaiks montavimo deformacijas be plyšių ar formos praradimo. Lauko sąlygomis veikiantiems elementams pridedamas druskų rūko atsparumo vertinimas, ypač pakrančių regionuose, kur chloridų poveikis atmosferoje yra nuolatinis.

Testavimo sritis

•  
• Tempimo stipris Rm – rodo didžiausią tempimo įrąžą, kurią vamzdžio sienelė atlaiko iki suirimo, ir yra pagrindinis stiprumo kriterijus.
• Išgležimo riba Rp0.2 – nustato įrąžą, sukeliančią 0,2 % liekamąjį pailgėjimą, kuri yra leistinojo darbinio slėgio apskaičiavimo pagrindas.
• Santykinis pailgėjimas A – parodo plastinį rezervą prieš lūžį ir leidžia įvertinti vamzdžio tinkamumą lenkimui bei plėtimui.
• Sienelės storis – matuojamas keliuose išilginiuose ir skersiniuose taškuose, siekiant nustatyti minimalų storį ir storio nuokrypą.
• Išorinis skersmuo ir ovalumas – apibūdina geometrinę formą, kuri svarbi jungiamųjų detalių ir flanšų sandarumui.
• Kietis HBW, HRB arba HV – greitas mechaninės būsenos patikros rodiklis, leidžiantis nustatyti per didelį kietinimą ar atsipalaidavimą.
• Grūdelių dydis – per smulkūs arba per stambūs grūdeliai keičia plastines ir korozines savybes, todėl vertinamas pagal G skalę.
• Delta ferito kiekis – dupleksiniuose ir suvirinimo siūlėse matuojama feritinės fazės proporcija, kuri turi likti nustatytame intervale.
• Nešvariosios įtraukos – įvertinamos pagal tipą (A, B, C, D) ir grynumo laipsnį, nes įtraukos tampa korozijos ir nuovargio pradžios taškais.
• Tarpukristalinė korozija – nustato polinkį į grūdelių ribų pažaidą po terminio poveikio, ypač 304 ir 316 klasėse.
• Taškinės korozijos atsparumas – vertinamas FeCl3 tirpale arba elektrocheminiu CPT metodu, kad būtų nustatytas tinkamumas chloridų aplinkai.
• Kritinė taškinės pitinimo temperatūra CPT – elektrocheminis rodiklis, parodantis ribinę temperatūrą, žemiau kurios pitinys nevyksta.
• Druskų rūko atsparumas – patikrina paviršiaus ir dangos būseną po ilgo neutralaus druskų rūko poveikio.
• Hidrostatinis slėgio bandymas – patikrina sandarumą ir stiprumą esant slėgiui, viršijančiam darbinį slėgį.
• Oro slėgio arba nuotėkio bandymas – greitesnis sandarumo patikros metodas vamzdžiams, kuriems hidrostatinis bandymas netinkamas.
• Ultragarso tyrimas – nustato vidinius trūkius, poras ir sluoksniavimąsi sienelėje bei suvirinimo siūlėje.
• Virpamųjų srovių tyrimas – aptinka paviršiaus ir arti paviršiaus esančius plaušelius bei įbrėžimus magnetinėse ir nemagnetinėse klasėse.
• Rentgeno tyrimas – pateikia vaizdinį suvirinimo siūlės vidinių defektų išsidėstymą ir dydį.
• Spiralinis įtempinės korozijos įvertinimas – nagrinėja plyšių atsiradimą vienalaikiu tempimo ir chloridų poveikiu.
• Šoko lenkimo bandymas – žemose temperatūrose nustato patvarumą smūginiam poveikiui, svarbų žemos temperatūros sistemoms.
• Techninio plėtimimo (išplėtimo) bandymas – patikrina sienelės plastines savybes uždėjant kūginį štampą iki nustatyto skersmens padidėjimo.
• Suspaudimo (flatter) bandymas – vertina sienelės elgsną suspaudžiant vamzdžio galą iki nustatyto atstumo.
• Išklokų ir įlinkių matavimas – apibūdina siūlės geometrinę formą ir jos įtaką sienelei.
• Paviršiaus šiurkštumas Ra – matuojamas poliruotiems ir elektropoliuotiems vidiniams paviršiams, ypač maisto ir farmacijos vamzdžiams.
• Anglies kiekis – nustatomas didelio tikslumo analize, kad būtų atskirtos įprastos ir žemo anglies (L) klasės.
• Intermetalinių fazių (sigma, chi) buvimas – aptinkamas metalografiškai, nes šios fazės mažina atsparumą korozijai ir takumą.
• Senėjimo būsenos stiprumas – 17-4PH tipo vamzdžiams nustatomas po terminio senėjimo, siekiant patikrinti nurodytą stiprumo lygį.

Dažnai užduodami klausimai

Kiek laiko trunka nerūdijančio plieno vamzdžių testavimas?

Įprastas testavimo laikotarpis yra 7–15 darbo dienų nuo bandinių gavimo dienos. Paprasčiausios programos – cheminės sudėties spektrometrinė analizė, kietio matavimas ir tempimo bandymas – dažnai atliekami per 5–7 darbo dienas. Ilgesnį laiką užima tarpukristalinės korozijos bandiniai, kuriems reikalingas ilgalaikis virimas agresyviame tirpale, druskų rūko bandymas ir ilgametis įtempinės korozijos vertinimas, o taip pat didelio kiekio ultragarso ir virpamųjų srovių patikrų serijos ilguose vamzdžiuose. Jei užsakoma kompleksinė programa su dešimtimis parametrų ir keliomis medžiagų būsenomis, terminas gali siekti 15–20 darbo dienų; suderinta testavimo programa su terminiu prioritetu gali būti sutrumpinta iki 3–5 darbo dienų.

Kiek kainuoja nerūdijančio plieno vamzdžių testavimas?

Kaina nustatoma pagal užsakytų testavimo punktų skaičių, reikalingų bandinių kiekį ir taikomų metodų sudėtingumą. Vienos pozicijos, pavyzdžiui, cheminės sudėties nustatymo optine emisijos spektrometrija arba kietio matavimo, kaina yra žymiai mažesnė nei kompleksinės programos, apimančios tempimo bandymus, metalografiją, tarpukristalinės korozijos vertinimą ir defektų tyrimus. Dėl konkrečios kainos ir testavimo programos sudarymo kreipkitės tiesiogiai į inžinierius, kurie pagal vamzdžių klasę, taikomą techninę specifikaciją ir naudojimo sąlygas paruošia išsamią komercinę pasiūlymo dalį su kiekvieno punkto įkainiu.

Kokius testavimo punktus apima nerūdijančio plieno vamzdžių testavimas ir kiek reikia paruošti bandinių?

Testavimo punktų sąrašas priklauso nuo vamzdžių tipo ir taikomos techninės specifikacijos. Besiūliams vamzdžiams dažniausiai atliekama cheminės sudėties analizė, tempimo bandymas, kietio matavimas, hidrostatinis arba oro slėgio bandymas, sienelės storio ir skersmens matavimai, metalografinė grūdelių struktūros analizė ir nešvariųjų įtraukų vertinimas. Suvirintiems vamzdžiams prie to pridedamas siūlės zonos tyrimas – ultragarso patikra, virpamųjų srovių patikra, siūlės metalografija su įvertinta karbido išskyrimo zona ir išklokų bei įlinkių matavimas. Dupleksiniams ir aukštaleguotiems vamzdžiams taikomi koroziniai bandiniai, pavyzdžiui, kritinės taškinės korozijos temperatūros (CPT) nustatymas. Mėginių kiekis paprastai yra 100–500 g drožlių arba grandų cheminės analizės atlikimui, o mechaniniams bandymams reikia vieno ar dviejų vamzdžių segmentų, kurių ilgis priklauso nuo skersmens – mažo skersmens vamzdžiams pakanka 300–500 mm, o didelio skersmens vamzdžiams – 500–1000 mm atkarpų.

Ar galima atskirti 304 ir 316 klasių vamzdžius, jei žymėjimas prarastas?

Taip, tai yra dažna praktinė užklausa. Skirtumas tarp šių klasių yra molibdeno kiekis: 304 klasės vamzdžiuose molibdeno paprastai yra mažiau nei 0,5 %, o 316 klasės vamzdžiuose jis sudaro apie 2,0–3,0 %. Atlikus tarprūšinės cheminės analizės arba optinės emisijos spektrometrijos bandymą ir nustačius molibdeno, nikelio ir chromo koncentracijas, lydinio klasė identifikuojama be abejonės. Kartu patariama nustatyti ir anglies kiekį, siekiant atskirti įprastines klases nuo žemo anglies (L) variantų, kuriuose anglies riba yra ne didesnė kaip 0,030 %. Jei vamzdis buvo termiškai apdorotas arba deformuotas, papildomai atliekama metalografinė analizė, siekiant patikrinti, ar struktūra atitinka degnio būseną.

Santrauka

Nerūdijančio plieno vamzdžių testavimas apima cheminės sudėties analizę, mechaninius bandinius, metalografinius tyrimus, korozinio atsparumo vertinimus, geometrinius matavimus ir defektų paiešką sienelėse bei suvirinimo siūlėse visų pagrindinių lydinio klasių vamzdžiams. Įprastas terminas yra 7–15 darbo dienų, o konkrečią testavimo programą, bandinių kiekį ir kainą inžinieriai suderina pagal vamzdžių tipą, taikomą techninę specifikaciją ir numatytas naudojimo sąlygas.