Informacje o badaniach
BADANIE RUR ZE STALI NIERDZEWNEJ to usługa testowa oferowana przez laboratorium ZHONGXI Testing, obejmująca analizę chemiczną, badania mechaniczne, badania odporności na korozję oraz kontrolę wymiarową rur wykonanych ze stali odpornych na korozję. Rury ze stali nierdzewnej są elementami rurowymi wytwarzanymi w procesach walcowania bezszwowego lub spawania podłużnego ze stopów żelaza zawierających co najmniej 10,5% chromu, takich jak austenityczne gatunki 304, 304L, 316, 316L, 321, 347H, ferrytyczne gatunki 409, 430, 444, martenzytyczne gatunki 410, 420, duplex 2205 i 2507, a także austenityczno-ferrytyczne stopowo超级 duplex. Wyroby te znajdują zastosowanie w budownictwie instalacji sanitarnych i grzewczych, przemyśle spożywczym i browarniczym, chemii i petrochemii, farmacji, budowie statków, energetyce konwencjonalnej i jądrowej, a także w przemyśle motoryzacyjnym (rurowe układy wydechowe) oraz w architekturze i konstrukcjach ze stali nierdzewnej.
Celem badania rur ze stali nierdzewnej jest weryfikacja zgodności składu chemicznego materiału z deklarowanym gatunkiem, potwierdzenie właściwości mechanicznych (wytrzymałości na rozciąganie, granicy plastyczności, wydłużenia, twardości), ocena odporności na korozję międzykrystaliczną, wżerową i szczelinową, a także detekcja wad wewnętrznych powstałych podczas wytwarzania, takich jak pęknięcia, wtrącenia niemetaliczne, pory, niezgrzewy czy przerolone łuski. W badaniach stosuje się spektrometrię emisji optycznej i analizę fluorescencji rentgenowskiej do składu chemicznego, statyczną próbę rozciągania na maszynie wytrzymałościowej, pomiary twardości metodami Brinella, Vickersa i Rockwella, badanie odbicia i zginania na zaginarkach hydraulicznych, analizę mikrostruktury na mikroskopie optycznym i skaningowym mikroskopie elektronowym, defektoskopię ultradźwiękową i wiroprądową w celu wykrycia nieciągłości wewnętrznych i powierzchniowych, a także badania korozyjne w roztworach kwasowych zgodnie z metodami dotyczącymi stali odpornych na korozję.
Typowy proces badawczy rozpoczyna się od rejestracji próbki, identyfikacji gatunku stali i wymiarów rury (średnica zewnętrzna, grubość ścianki, długość), następnie wykonywane są docinki próbne wzdłużne i poprzeczne, przeprowadzana jest analiza składu chemicznego, po której następują próby mechaniczne, badania strukturalne po trawieniu odczynnikami metalograficznymi, próby spawalnicze i zginania dla rur spawanych oraz badania odporności na korozję. Podstawowe parametry oceniane podczas badania obejmują zawartość węgla, chromu, niklu, molibdenu, tytanu, niobu, manganu i siarki, wartości Re, Rm i A, twardość HBW/HV/HRB, owalność przekroju, bicie, tolerancje grubości ścianki, jakość zakończenia spawu podłużnego oraz stan powierzchni, w tym obecność wżerów, plam i śladów po obróbce.
Zakres badań dostosowywany jest do postaci wyrobu: rury bezsztywne walcowane na gorąco (proces Pilger, tłoczenie na gorąco, walcowanie ciągłe) badane są przede wszystkim pod kątem nieciągłości wewnętrznych i struktury, rury bezsztywne walcowane na zimno (ciągnione) pod kątem stanu umocnienia i twardości po obróbce, natomiast rury spawane ze szwem podłużnym (TIG, laserowo-hybrydowo, wysokoczęstliwościowo) pod kątem jakości zgrzewu, infiltracji składnika topnika oraz podgęszczenia strefy wpływu ciepła. Dla rur przeznaczonych do pracy w podwyższonych temperaturach oceniana jest także struktura po przesycaniu i stabilizacji oraz zawartość węgla całkowitego i wolnego.
Instrumenty badawcze
- Maszyna uniwersalna do prób statycznych wytrzymałości na rozciąganie, z zakresem siły do 600 kN, do wyznaczania Rm, Re i A rur o pełnym przekroju oraz próbek wyciętych podłużnie.
- Spektrometr emisji optycznej ze wzbudzeniem iskrowym do ilościowej analizy składu chemicznego stali nierdzewnych, łącznie z niskimi zawartościami węgla.
- Analizator fluorescencji rentgenowskiej do szybkiej weryfikacji składu na gotowych rurach bez niszczenia próbki.
- Analizator spalania podczerwieni do pomiaru zawartości węgla i siarki w próbkach wiórów z rury.
- Twardościomierz Brinella i Vickersa stacjonarny do pomiarów w przekroju poprzecznym ścianki rury.
- Twardościomierz Rockwella i przenośny twardościomierz UCI do pomiarów na gotowych rurach o różnych średnicach.
- Mikroskop metalograficzny z kamerą cyfrową do oceny mikrostruktury, wielkości ziarna i faz po trawieniu.
- Skaningowy mikroskop elektronowy z dyspersją energii do analizy wtrąceń, wydzieleń i składu punktowego w strefie spawu.
- Defektoskop ultradźwiękowy z głowicami liniowymi i falowymi do badania rur bezszwowych i spawów podłużnych.
- Defektoskop wiroprądowy z sondami obrotowymi do kontroli rur cienkościennych o średnicach od 6 do 114 mm.
- Urządzenie do próby hydrostatycznej z pompą wysokociśnieniową do badania szczelności rur pod ciśnieniem do 40 MPa.
- Zaginarka hydrauliczna z trzpieniami formującymi do prób zginania i spęczania rur o średnicach do 168 mm.
- Stanowisko do prób spęczania i rozwiercania z dociskiem kontrolowanym siłomierzem.
- Suwmiarka, śruba mikrometryczna i ultradźwiękowy grubościomierz do pomiarów grubości ścianki i średnic.
- Profilometr stykowy do pomiaru chropowatości powierzchni wewnętrznej rur do mediów czystych.
- Stanowisko do badań korozyjnych z termostatem do prób międzykrystalicznych, wżerowych i szczelinowych w kontrolowanej temperaturze.
- Lampy i kamery inspekcyjne do oceny wewnętrznej powierzchni rur o małych średnicach.
- Stanowisko do testów płynów penetracyjnych z kompletem penetrantów i wywoływaczy do detekcji wad powierzchniowych.
Pozycje badawcze
- Analiza składu chemicznego – potwierdza zawartość chromu, niklu, molibdenu i węgla, co decyduje o klasyfikacji gatunku stali i jej odporności na korozję.
- Zawartość węgla całkowitego – krytyczna dla oceny podatności na korozję międzykrystaliczną po spawaniu w rurach niestabilizowanych.
- Wytrzymałość na rozciąganie Rm – określa maksymalne naprężenie, jakie rura przenosi przed zerwaniem, kluczowe dla rurociągów ciśnieniowych.
- Granica plastyczności Re – wyznaczana dla oceny naprężeń, przy których rozpoczyna się trwałe odkształcenie rury.
- Wydłużenie po zerwaniu A – wskaźnik plastyczności materiału, istotny dla operacji gięcia i kalandrowania rur.
- Twardość HBW – ocenia stopień umocnienia rur ciągnionych na zimno i jednorodność obróbki.
- Twardość HRC – stosowana dla rur ze stali martenzytycznych po hartowaniu i odpuszczaniu.
- Próba spęczania – weryfikuje plastyczność ścianki rury i brak pęknięć przy deformacji promieniowej.
- Próba rozwiercania – ocenia zdolność rury do obróbki bez pękania w operacjach połączeń kołnierzowych.
- Próba zginania na zimno – wykrywa pęknięcia i pogrubienia ścianki na zewnętrznej stronie łuku gięcia.
- Próba płaskiego spłaszczenia – standardowa próba technologiczna wykrywająca wady wzdłużne ścianki i spawu.
- Próba wodna hydrostatyczna – potwierdza szczelność rury lub zgrzewu pod ciśnieniem roboczym powiększonym o współczynnik próbny.
- Badanie mikrostruktury – ocenia wielkość ziarna, proporcje faz ferrytu i austenitu oraz obecność wydzieleń węlików chromu.
- Pomiar rzeczywistej grubości ziarna – istotny dla wytrzymałości długotrwałej rur kotłowych w podwyższonych temperaturach.
- Odporność na korozję międzykrystaliczną – określa podatność rury na degradację po wygrzaniu w zakresie temperatur wrażliwości.
- Test punktowy PREN – wyliczany na podstawie zawartości Cr, Mo i W jako wskaźnik odporności na korozję wżerową w środowiskach chlorkowych.
- Badanie wżerowe w roztworze chlorku żelaza – ocenia rzeczywistą odporność powierzchni rury na wżery w mediach agresywnych.
- Badanie szczelinowe – weryfikuje zachowanie rury w warunkach stagnacji medium w szczelinach konstrukcyjnych.
- Defektoskopia ultradźwiękowa – wykrywa wewnętrzne nieciągłości, takie jak przerolone łuski, pory i niezgrzewy w ściance.
- Defektoskopia wiroprądowa – służy do wykrywania powierzchniowych i podpowierzchniowych wad w rurach o cienkich ściankach.
- Test płynów penetracyjnych – ujawnia nieszczelności powierzchniowe, pęknięcia włosowate i zakrzepki na zewnętrznej powierzchni rury.
- Pomiar średnicy zewnętrznej i owalności – kontroluje zgodność wymiarową przekroju z tolerancjami gatunku i zastosowania.
- Pomiar grubości ścianki i bicie – decyduje o nośności ciśnieniowej i współpracy rury z złączkami.
- Pomiar chropowatości wewnętrznej Ra – kluczowy dla rur do mediów czystych, gdzie wymagana jest polerowana powierzchnia przepływowa.
- Analiza zawartości ferrytu w strefie spawu – zapobiega pęknięciom na gorąco i utracie odporności korozyjnej w złączach spawanych.
- Badanie dekarbonizacji powierzchni – ocenia ubytek węgla przy powierzchni rur martenzytycznych po obróbce cieplnej.
Zakres badań
- Rury bezsztywne ze stali austenitycznej gatunku 304 i 304L, stosowane w instalacjach wodnych i architekturze, badane pod kątem składu chemicznego i wytrzymałości na rozciąganie.
- Rury bezsztywne ze stali 316 i 316L z dodatkiem molibdenu, stosowane w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym, badane pod kątem odporności na korozję wżerową.
- Rury ze stali stabilizowanej tytanem 321 i 347H, przeznaczone do pracy w temperaturach powyżej 400°C, badane pod kątem struktury po stabilizacji.
- Rury bezsztywne duplex 2205 (X2CrNiMoN22-5-3) o podwyższonej wytrzymałości, badane pod kątem proporcji faz ferrytyczno-austenitycznych.
- Rury superduplex 2507 do zastosowań morskich i offshore, badane pod kątem odporności na korozję szczelinową w wodzie morskiej.
- Rury spawane ze szwem podłużnym TIG ze stali 304 i 316 do instalacji sanitarnych, badane pod kątem jakości zgrzewu i płaskości.
- Rury spawane laserowo o cienkich ściankach do zastosowań w przemyśle spożywczym i medycznym, badane defektoskopią wiroprądową.
- Rury ze stali ferrytycznej 409 do układów wydechowych pojazdów, badane pod kątem odporności na korozję gazową i zimnego zginania.
- Rury ze stali ferrytycznej 430 i 444 do sprzętu AGD i armatury, badane pod kątem składu chemicznego i twardości.
- Rury ze stali martenzytycznej 410 i 420 do elementów armatury przemysłowej, badane pod kątem struktury po ulepszaniu cieplnym.
- Rury ze stali nierdzewnej nawęglane niskowęglowe typu 304L i 316L do przemyślu LNG i kriogenicznego, badane w temperaturach obniżonych.
- Rury ze stali nierdzewnej do kotłów i wymienników ciepła, badane pod kątem pełzania i długotrwałej wytrzymałości.
- Rury kapilarne i precyzyjne o małych średnicach do przyrządów pomiarowych, badane pod kątem tolerancji wymiarowych i przepustowości.
- Rury profilowe kwadratowe i prostokątne ze stali nierdzewnej do konstrukcji, badane pod kątem geometrii przekroju i zginania.
- Rury gięte i kolanka ze stali nierdzewnej do instalacji procesowych, badane pod kątem pęknięć na łuku zginania.
- Rury ze stali nierdzewnej z wewnętrzną powłoką lub podwyższoną chropowatością, badane pod kątem parametrów powierzchni.
- Rury odlewane ciągle i wyciskane na gorąco do zastosowań ciężkich, badane pod kątem nieciągłości wewnętrznych defektoskopią ultradźwiękową.
- Rury ze stali nierdzewnej do rurociągów ciśnieniowych, badane próbą ciśnieniową hydrostatyczną.
- Rury z regenerowanego materiału i przetworzonego złomu, badane pod kątem zanieczyszczeń metalicznych i niemetalicznych.
- Rury ze stali nierdzewnej utlenione lub uszkodzone w eksploatacji, badane pod kątem pogrubienia warstwy pasywnej i wżerów.
- Rury do ów CIP i czystych mediów w farmacji, badane pod kątem zgrzewów orbitalnych i chropowatości wewnętrznej.
- Rury ze stali nierdzewnej do zastosowań architektonicznych i dekoracyjnych, badane pod kątem wyglądu powierzchni i odporności na plamy.
Często zadawane pytania
Ile trwa badanie rur ze stali nierdzewnej?
Standardowy czas realizacji badania rur ze stali nierdzewnej wynosi od 7 do 15 dni roboczych. Krótszy czas dotyczy badań składu chemicznego, twardości i wymiarów, natomiast pełny zakres obejmujący badania korozyjne, defektoskopię i próby wytrzymałościowe na większej liczbie próbek może wymagać górnej granicy tego przedziału. Pilne realizacje są ustalane indywidualnie z inżynierem prowadzącym.
Ile kosztuje badanie rur ze stali nierdzewnej?
Koszt badania rur ze stali nierdzewnej zależy od liczby wybranych pozycji badawczych, liczby próbek oraz rodzaju rury (bezszwowa, spawana, duplex). Pakiet podstawowy obejmujący skład chemiczny i twardość wyceniany jest inaczej niż pełny zakres z badaniami korozyjnymi i defektoskopią. Szczegółowa wycena przygotowywana jest przez inżynierów po przekazaniu informacji o gatunku stali, wymiarach rury i wymaganych pozycjach.
Jaką ilość próbki należy przygotować do badania?
Zalecana ilość próbki to odcinek rury o długości 300 do 500 mm lub odpowiadająca temu masa 100–500 g wiórów do analizy chemicznej. Dla prób rozciągania z rur cienkościennych dogodne są odcinki o długości co najmniej 400 mm, a dla badań korozyjnych wystarczają plastry o grubości 10–15 mm. Próbki powinny być oznaczone gatunkiem stali i dostarczone w stanie pochodzącym z produkcji lub eksploatacji, bez dodatkowego czyszczenia powierzchni, jeśli badanie dotyczy stanu rzeczywistego.
Czym różni się badanie rur bezszwowych od spawanych ze stali nierdzewnej?
Rury bezsztywne badane są przede wszystkim pod kątem nieciągłości wewnętrznych powstałych w procesie walcowania lub wyciskania, struktury i stopnia umocnienia po ciągnieniu na zimno. Rury spawane podlegają dodatkowo ocenie jakości zgrzewu podłużnego: badaniu radiograficznemu lub ultradźwiękowemu spawu, pomiarowi podgęszczenia strefy wpływu ciepła, analizie zawartości ferrytu w spoinie oraz próbie płaskiego spłaszczenia z orientacją spawu. Zakres pozycji dobierany jest zawsze do postaci wyrobu i wymagań odpowiedniej normy wyrobu.
Podsumowanie
Badanie rur ze stali nierdzewnej obejmuje analizę składu chemicznego, właściwości mechanicznych, odporności na korozję, jakości spawów oraz dokładności wymiarowej rur bezszwowych i spawanych ze stali austenitycznych, ferrytycznych, martenzytycznych i duplex. Czas realizacji wynosi od 7 do 15 dni roboczych, a zakres badań dostosowywany jest do gatunku stali, typu rury i wymagań zastosowania.