ns312鎳基耐蝕合金管線的無(wú)損檢測(cè)

ns312鎳基耐蝕合金管線的無(wú)損檢測(cè)

2002年5月，該公司完成了福建巨龍化工有限公司堿渣裝置woa系統(tǒng)的管道檢測(cè)任務(wù)。該系統(tǒng)管道從美國(guó)整體預(yù)制后引進(jìn)安裝,管道材質(zhì)為NS312鎳基耐蝕合金(因康鎳600),管線尺寸為?60mm×4mm和?30mm×3mm,共有焊接接頭90道。針對(duì)NS312鎳基耐蝕合金鋼(以下簡(jiǎn)稱NS312合金鋼)焊接特性和易產(chǎn)生熱裂紋、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂的特點(diǎn)。制定合理的無(wú)損檢測(cè)工藝,防止在安裝和在線監(jiān)測(cè)過(guò)程中裂紋等危險(xiǎn)性缺陷的漏檢,確保NS312合金鋼焊接接頭的焊接質(zhì)量。1焊縫裂紋類型NS312合金鋼具有熱導(dǎo)率低、線膨脹系數(shù)大、電阻率高及強(qiáng)度高的表面保護(hù)膜NS312合金鋼具有較強(qiáng)的熱裂紋敏感性,熱裂紋一般分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和高溫失塑裂紋。結(jié)晶裂紋最容易產(chǎn)生在焊道弧坑,形成火口裂紋,多半沿焊縫中心線縱向開裂,也有垂直于焊波的。液化裂紋多出現(xiàn)在緊靠熔合線的熱影響區(qū),有時(shí)出現(xiàn)在多層焊的前層焊縫中。高溫失塑裂紋可能發(fā)生在熱影響區(qū),也可能發(fā)生在焊縫中。NS312合金鋼若經(jīng)過(guò)550～850℃中溫敏化處理,鉻的碳化物沿晶界析出,產(chǎn)生貧鉻區(qū),從而使其介質(zhì)中具有晶間腐蝕傾向。NS312合金鋼在含OH2超聲法測(cè)定值用X射線法檢測(cè)窄小裂紋有一定難度,而超聲法對(duì)裂紋具有較高的檢測(cè)靈敏度,但超聲波法不適用于NS312合金鋼管線的檢測(cè)。因此,為了檢出裂紋等危害性缺陷,保證焊接接頭質(zhì)量,經(jīng)過(guò)多次探傷試驗(yàn),制定了射線探傷(主要檢測(cè)焊接接頭內(nèi)部缺陷)+滲透探傷(檢查焊接接頭及熱影響區(qū)表面裂紋)的檢測(cè)工藝。2.12.1.1被檢件材質(zhì)對(duì)射線能量的吸收射線源選擇的前提是保證射線能量能夠穿透被檢件,除考慮被檢件厚度外,還須考慮被檢件材質(zhì)對(duì)射線能量的吸收。針對(duì)?60mm×4mm和?30mm×3mm的NS312合金鋼,選用X射線源、200EG-S.2型探傷機(jī)。2.1.2光束能量的選擇選擇X射線能量的首要條件是具有足夠的穿透力。因此,被檢件的透照厚度至關(guān)重要,根據(jù)JB4730—1994標(biāo)準(zhǔn)2.1.3照射角度和強(qiáng)度的確定當(dāng)射線照射角在10°左右時(shí),裂紋識(shí)別能力變化不大,裂紋檢出率控制在80%左右;當(dāng)照射角>15°時(shí),裂紋檢出率顯著下降,大約只有60%,此時(shí),裂紋在底片上會(huì)顯示成夾渣類缺陷,焊縫根部的未焊透及未熔合等缺陷很可能漏檢,或者因影像畸變而難以評(píng)判?？梢?照射角是影響裂紋、根部未焊透和未熔合檢出率的主要因素。因此,在實(shí)際拍片中,把焊接接頭的橢圓開口度嚴(yán)格控制在3～5mm,以保證射線照射角≯15°(控制在10°左右),確保裂紋等根部面積型缺陷的檢出率。焦距對(duì)照相靈敏度的影響主要表現(xiàn)在幾何不清晰度上,根據(jù)公式2.1.4雙壁雙影橢圓成像法透照工藝參考DIN5411/I—1988和JB4730標(biāo)準(zhǔn),考慮到射線照相靈敏度、透照厚度變化、寬容度、一次透照長(zhǎng)度及探傷設(shè)備的具體因素,采用雙壁雙影橢圓成像法透照。當(dāng)缺陷變形過(guò)大,缺陷性質(zhì)不能定性時(shí),采用雙壁雙影重疊成像法相隔60°分三次透照,以檢查根部裂紋等面積型缺陷。2.1.5曝光量的確定曝光量是射線透照工藝中的重要參數(shù),曝光量影響影像的黑度、對(duì)比度、顆粒度及信噪比,從而影響底片上可記錄的最小細(xì)節(jié)尺寸,根據(jù)NS312合金鋼管線焊接接頭的具體情況,按照J(rèn)B4730標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,曝光量選擇15mA·min。2.1.6透照工藝參數(shù)對(duì)內(nèi)管焊接接頭透照穩(wěn)定性的影響上述透照參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的,一個(gè)參數(shù)性能提高了,可能導(dǎo)致另一個(gè)參數(shù)性能的下降。根據(jù)NS312合金鋼管焊接接頭實(shí)際透照中的問(wèn)題進(jìn)行綜合考慮,選用焦距550mm、管電壓110kV、曝光時(shí)間3min、曝光量15mA·min、像質(zhì)指數(shù)12、橢圓開口度3～5mm。必要時(shí),每隔60°分三次垂直透照。2.2透檢驗(yàn)透檢驗(yàn)滲透探傷的目的是①焊前對(duì)所有坡口面及附近區(qū)域進(jìn)行滲透檢驗(yàn),以確保坡口面及附近區(qū)域母材的表面質(zhì)量。②焊后經(jīng)射線探傷合格后,對(duì)焊接接頭及熱影響區(qū)附近進(jìn)行滲透檢驗(yàn),以確保焊接接頭及熱影響區(qū)附近無(wú)表面裂紋存在。2.2.1滲透探傷劑的選用NS312合金鋼為鎳基合金材料。JB4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對(duì)于鎳基合金材料,一定量滲透探傷劑蒸發(fā)后殘?jiān)械牧蛟睾勘取?%;對(duì)同一檢測(cè)工件,不能混用不同類型的滲透探傷劑。因此,選用船牌溶劑去除型滲透探傷劑、HD-BX清洗劑、HD-RS滲透劑、HD-XS顯像劑,并選用鍍鉻試塊。2.2.2檢測(cè)區(qū)域表面粗糙度的測(cè)定檢測(cè)前,清除焊接接頭及其附近檢測(cè)區(qū)域表面的氧化皮、焊接飛濺和毛刺等,并對(duì)被檢焊接接頭進(jìn)行打磨,范圍從檢測(cè)部位向四周擴(kuò)展25mm。2.2.3具體措施規(guī)定(1)表面清理后的預(yù)清洗檢測(cè)部位表面狀況很大程度上影響滲透探傷質(zhì)量。因而,表面清理后還要預(yù)清洗,以去除檢測(cè)面污垢。清洗后,須對(duì)檢測(cè)面進(jìn)行干燥,以去除遺留溶劑,且保證其在施加滲透劑前不污染。(2)滲透劑采用噴涂法施加滲透劑,保證被檢部位完全被滲透劑覆蓋,并在整個(gè)滲透時(shí)間內(nèi)保持潤(rùn)濕,在15～50℃時(shí)滲透時(shí)間≮10min。(3)表面清洗在清洗工件表面多余滲透劑時(shí)要防止過(guò)度清洗。NS312合金管線表面粗糙度低,其表面清洗更應(yīng)注意。首先,用干凈不脫毛的布依次順方向擦拭,將表面大部分多余滲透劑清除后,再用蘸有清洗劑的干凈不脫毛的布進(jìn)行擦拭,直至將其表面多余滲透劑全部擦掉。不得直接用清洗劑在檢測(cè)面上沖洗,以確保滲透檢測(cè)質(zhì)量。(4)干燥清洗劑清洗后自然干燥5～10min。(5)反復(fù)噴射的均勻使用前,應(yīng)將顯像劑上下、左右搖勻;施加時(shí)應(yīng)薄而均勻,不可在同一位置反復(fù)噴灑;噴灑時(shí),噴嘴應(yīng)離被檢測(cè)面300～400mm,噴灑方向與被檢測(cè)面呈30°～40°,切勿倒噴。(6)ns332鋼管焊接接頭缺陷跡痕4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,觀察跡痕顯示應(yīng)在顯像劑施加后7～30min進(jìn)行。但對(duì)于NS312合金鋼來(lái)說(shuō),材質(zhì)本身具有較粗的晶粒,造成缺陷對(duì)顯像劑吸附力增強(qiáng),延長(zhǎng)了跡痕顯示時(shí)間。對(duì)NS312合金鋼管焊接接頭及近縫區(qū)表面進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)滲透探傷,發(fā)現(xiàn)裂紋顯示時(shí)間≮15min,隨著時(shí)間推移,裂紋顯示越來(lái)越清晰(表1)。依據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果,NS312合金鋼管焊接接頭缺陷跡痕觀察時(shí)間≮45min。NS312合金鋼易產(chǎn)生熱裂紋,如焊接工藝選擇不當(dāng),易產(chǎn)生液化裂紋,而液化裂紋多出現(xiàn)在緊靠熔合線熱影響區(qū)。因此,應(yīng)特別注意觀察焊接接頭熱影響區(qū),必要時(shí)用5～10倍放大鏡觀察。對(duì)有疑問(wèn)的焊口應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢,復(fù)檢前須徹底清洗被檢面,以除去前次檢測(cè)留下的跡痕。發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)應(yīng)詳細(xì)記錄其位置和焊口號(hào),并畫出草圖。(7)處理后為防止殘留顯像劑腐蝕被檢工件表面,檢測(cè)結(jié)束應(yīng)及時(shí)用濕布擦掉殘余顯像劑。3坡口面殘余滲透劑清洗選用射線探傷(主要檢查焊接接頭內(nèi)部缺陷)+滲透探傷(檢查焊接接頭及熱影響區(qū)表面裂紋)的檢測(cè)工藝檢測(cè)NS312合金鋼,除以上探傷工藝外,還應(yīng)采取以下措施,確保焊接接頭的焊接質(zhì)量。(1)NS312合金鋼對(duì)硫、磷、錫、鋅、鉍、鉛和砷較敏感,這些有害元素增加了NS312合金鋼的熱裂紋傾向,因此,在焊前對(duì)母材坡口面及附近區(qū)域作滲透探傷后,應(yīng)將其殘余滲透劑清洗干凈。(2)提醒施工單位用細(xì)砂輪片打磨坡口面,以防用粗砂輪片打磨而留下跡痕被誤判為裂紋源。(3)要求施工單位嚴(yán)格控制對(duì)口間隙和坡口角度,盡量減少焊接接頭余高和寬度,以擴(kuò)大射線透照區(qū)域的有效檢測(cè)范圍,提高缺陷檢出率。在NS312合金鋼管焊接接頭的安裝檢驗(yàn)(一次)、平時(shí)滲透探傷追蹤檢驗(yàn)(兩季度一次)、裂紋管子更換檢驗(yàn)(一次)以及停工大檢修檢驗(yàn)(一次)中,共檢焊接接頭450道。其中安裝時(shí),焊前滲透探傷發(fā)現(xiàn)裂紋2處,射線探傷發(fā)現(xiàn)不合格焊口7道(其中內(nèi)凹超標(biāo)1道、圓形缺陷超標(biāo)1道、裂紋2道、根部未焊透3道),射線探傷合格率為92.2%。焊后