Phương pháp kiểm tra ống liền mạch bằng thép không gỉ: Hướng dẫn NDT & QA

Sơ lược về gói thử nghiệm phổ biến

Hầu hết các đơn đặt hàng ống liền mạch bằng thép không gỉ đều sử dụng gói “cơ bản” cộng với các tiện ích bổ sung cho nhiệm vụ quan trọng. Bảng dưới đây tóm tắt các phương pháp và những gì chúng kiểm soát.

Bài học thực tế: Nếu bạn cần một đường cơ sở mạnh mẽ, được chấp nhận rộng rãi, hãy chỉ định kiểm tra kích thước trực quan, hóa học MTR, kiểm tra cơ học và UT hoặc ET (theo tiêu chuẩn), cùng với kiểm tra thủy tĩnh/rò rỉ khi tính toàn vẹn của áp suất đóng vai trò quan trọng.

Kiểm tra trực quan và kích thước

Kiểm tra trực quan và kích thước is the fastest way to catch issues that later become fit-up problems, leak paths, or premature corrosion sites. For stainless steel seamless pipes, this inspection typically covers:

• Đường kính ngoài (OD), đường kính trong (ID) hoặc độ dày thành, hình bầu dục và độ thẳng so với thông số kỹ thuật khi mua.
• Kiểm tra tình trạng cuối (cắt vuông, hình học góc xiên, loại bỏ gờ) để tránh hiện tượng tăng ứng suất và khuyết tật mối hàn.
• Tính toàn vẹn bề mặt (vết xước sâu, vết lõm, nếp gấp, đường nối, vết lõm, hư hỏng khi xử lý). Ngay cả những khuyết tật nông cũng có thể trở thành điểm bắt đầu ăn mòn kẽ hở trong dịch vụ clorua.

Đối với ngôn ngữ mua hàng mang tính xây dựng, hãy xác định phương pháp đo lường và cơ sở chấp nhận (ví dụ: “Xác minh 100% OD và độ dày thành bằng máy đo độ dày siêu âm đã hiệu chuẩn; từ chối mọi chỉ số tường cục bộ dưới bức tường được đặt hàng tối thiểu”).

Xác minh vật liệu: PMI và phân tích hóa học

Sự trộn lẫn các lớp là một trong những lỗi không gỉ đắt tiền nhất vì đường ống có thể trông chính xác trong khi lại bị sai về mặt luyện kim. Hai phương pháp bổ sung thường được sử dụng:

PMI (Nhận dạng vật liệu tích cực)

PMI là phương pháp xác minh hợp kim trên sản phẩm nhanh chóng. XRF di động được sử dụng rộng rãi để xác nhận các nguyên tố hợp kim chính như Cr, Ni và Mo; OES được sử dụng khi cần độ nhạy cao hơn (ví dụ: để kiểm soát tốt hơn các phần tử nhẹ hơn). Trong mua sắm và QA, PMI thường được áp dụng dưới dạng lấy mẫu từng nhiệt hoặc Xác minh cấp độ 100% cho dịch vụ quan trọng.

• Ví dụ: việc phân biệt 304 và 316 thường được thúc đẩy bởi nội dung Mo; chương trình PMI tập trung vào sự hiện diện của Mo giúp giảm nguy cơ hỏng rỗ clorua trong môi trường biển hoặc hóa chất.
• Cách tốt nhất là liên kết kết quả PMI với số nhiệt và duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc từ ống thô đến chiều dài/cuộn cắt.

Phân tích hóa học thông qua Báo cáo thử nghiệm Mill (MTR)

Sự tuân thủ thành phần hóa học thường được thể hiện thông qua MTR cho thấy nhiệt hóa học so với tiêu chuẩn sản phẩm. Đây không chỉ là “kiểm tra trên giấy”: nó còn thúc đẩy hành vi ăn mòn, khả năng hàn và hiệu suất ở nhiệt độ cao. Một quy trình tiếp nhận mạnh mẽ sẽ điều chỉnh số nhiệt MTR với các dấu hiệu trên mỗi ống và với bất kỳ việc lấy mẫu PMI nào được thực hiện.

Kiểm tra cơ học: kiểm tra độ bền kéo, độ cứng và biến dạng

Các thử nghiệm cơ học xác nhận rằng ống liền mạch bằng thép không gỉ đã được xử lý chính xác (hình thành xử lý nhiệt) và sẽ chịu tải mà không bị giòn hoặc biến dạng quá mức. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

Kiểm tra độ bền kéo

Kiểm tra độ bền kéo xác minh cường độ năng suất, độ bền kéo cuối cùng và độ giãn dài. Những kết quả này giúp xác nhận tình trạng xử lý nhiệt và tính nhất quán trên một mẻ/lô. Khi xem xét kết quả, hãy tập trung vào xu hướng: các giá trị “hầu như không đạt” trên nhiều lô có thể cho thấy độ lệch quy trình ngay cả khi mỗi lô đáp ứng mức tối thiểu về mặt kỹ thuật.

Kiểm tra độ cứng

Độ cứng là đại diện nhanh chóng cho độ bền và tình trạng xử lý nhiệt. Nó đặc biệt hữu ích để phát hiện việc gia công nguội ngoài ý muốn hoặc ủ dung dịch không đúng cách. Ví dụ: độ cứng cao bất thường của thép không gỉ austenit có thể tương quan với việc giảm độ dẻo và nguy cơ nứt cao hơn trong quá trình vận hành uốn hoặc giãn nở.

Thử nghiệm làm phẳng, loe và uốn cong (theo quy định)

Các thử nghiệm biến dạng này cung cấp sự xác nhận thực tế rằng đường ống có thể chịu được ứng suất hình thành và lắp đặt mà không bị nứt. Chúng thường được chỉ định cho đường kính nhỏ hơn hoặc khi chế tạo liên quan đến việc uốn cong, giãn nở hoặc uốn cong mạnh.

Kiểm tra không phá hủy (NDT) để phát hiện khuyết tật

NDT là cốt lõi của việc xác minh “độ chắc chắn” cho ống liền mạch bằng thép không gỉ vì nó có thể được áp dụng cho 100% chiều dài mà không làm hỏng sản phẩm. Các tùy chọn phổ biến nhất là UT, dòng điện xoáy, chụp X quang và phương pháp bề mặt (PT/MT nếu có).

Kiểm tra siêu âm (UT)

UT sử dụng sóng âm thanh tần số cao để xác định những điểm gián đoạn bên trong và một số vấn đề liên quan đến hình học. Nó được sử dụng rộng rãi cho đường ống liền mạch vì nó có thể được tự động hóa để kiểm tra toàn bộ chiều dài và cung cấp các tiêu chí chấp nhận có thể lặp lại (so sánh biên độ tín hiệu/phản xạ). UT đặc biệt hiệu quả đối với những bức tường dày hơn, nơi hạn chế sự thâm nhập của dòng điện xoáy.

• Mẹo chỉ định: nêu rõ liệu bạn có yêu cầu kiểm tra thân máy 100% hay không, các kỳ vọng về phạm vi áp dụng ở vùng cuối và cách xử lý các chỉ dẫn (sửa chữa, cắt bỏ, từ chối).

Kiểm tra dòng điện xoáy (ET)

Thử nghiệm dòng điện xoáy nhanh chóng và hiệu quả cao để tìm ra các khuyết tật bề mặt và gần bề mặt (đặc biệt là các khuyết tật chặt chẽ theo chiều dọc) trong vật liệu không gỉ dẫn điện. Nó thường được sử dụng như một phương pháp sàng lọc 100% trên dây chuyền sản xuất.

Lưu ý thực tế: Hiệu suất của ET phụ thuộc nhiều vào các tiêu chuẩn hiệu chuẩn, thiết lập đầu dò và điều khiển nâng hạ. Yêu cầu kiểm tra độ nhạy và hiệu chuẩn bằng tài liệu theo các khoảng thời gian xác định trong quá trình chạy.

Kiểm tra chụp ảnh phóng xạ (RT)

RT cung cấp bản ghi khuyết tật thể tích dựa trên hình ảnh. Mặc dù đắt hơn và chậm hơn UT/ET, nhưng RT có thể có giá trị khi hợp đồng yêu cầu phải có hồ sơ kiểm tra vĩnh viễn hoặc khi các cuộn/dài được chọn cần kiểm tra xác nhận cho dịch vụ có hậu quả cao.

Kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT) và kiểm tra hạt từ tính (MT)

PT thường được sử dụng để tìm các vết nứt bề mặt và dấu hiệu độ xốp trên bề mặt không gỉ (ví dụ: ở đầu ống sau khi cắt hoặc trên các khu vực được pha trộn sau khi điều hòa nhỏ). MT chỉ áp dụng cho các loại không gỉ có đủ sắt từ (nhiều loại austenit không phù hợp), vì vậy PT là phương pháp nứt bề mặt phổ biến hơn cho các ống liền mạch bằng thép không gỉ.

Kiểm tra rò rỉ thủy tĩnh và khí nén

Kiểm tra rò rỉ/áp suất xác nhận khả năng giữ áp suất của đường ống mà không bị rò rỉ hoặc vỡ. Hai cách tiếp cận thường được chỉ định:

• Kiểm tra thủy tĩnh: sử dụng nước; thường được ưa thích do năng lượng dự trữ thấp hơn và mức độ an toàn được cải thiện.
• Kiểm tra khí nén: sử dụng không khí hoặc khí trơ; được sử dụng khi phải tránh nước nhưng yêu cầu kiểm soát an toàn chặt chẽ hơn do năng lượng dự trữ cao hơn.

Thông số kỹ thuật mang tính xây dựng bao gồm áp suất thử nghiệm mục tiêu (thường được biểu thị bằng bội số của áp suất cho phép/áp suất thiết kế hoặc gắn với yêu cầu về mã), thời gian duy trì tối thiểu, tiêu chí chấp nhận (không có rò rỉ nhìn thấy được) và các yêu cầu về độ sạch/sấy khô sau thử nghiệm—quan trọng đối với thép không gỉ nơi clorua dư có thể gây ra sự ăn mòn khi sử dụng.

Các thử nghiệm liên quan đến ăn mòn và vi cấu trúc đối với rủi ro dịch vụ không gỉ

Đối với nhiều ứng dụng không gỉ, “đáp ứng cường độ” là chưa đủ—chế độ hư hỏng chi phối có thể là ăn mòn. Khi điều kiện dịch vụ đảm bảo, người mua thường thêm một hoặc nhiều điều sau:

Thử nghiệm ăn mòn giữa các hạt (IGC) / độ nhạy

Thử nghiệm IGC được sử dụng để đánh giá tính nhạy cảm với sự tấn công giữa các hạt, đặc biệt sau khi tiếp xúc với nhiệt có thể làm nhạy cảm một số loại không gỉ nhất định. Điều này phù hợp nhất khi đường ống có nhiệt độ tăng cao hoặc khi nhiệt đầu vào trong chế tạo có thể ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn.

Kiểm tra ferrite, kích thước hạt hoặc kim loại (theo quy định)

Kiểm tra cấu trúc vi mô có thể được chỉ định cho các nhiệm vụ chuyên biệt (ví dụ: trong đó khả năng chống nứt hoặc độ ổn định ở nhiệt độ cao là tối quan trọng). Những yêu cầu này phải được gắn rõ ràng với tiêu chuẩn chấp nhận và kế hoạch lấy mẫu để tránh những kết quả không rõ ràng.

Cách chọn phương pháp kiểm tra phù hợp theo mức độ quan trọng của dịch vụ

Việc lựa chọn các thử nghiệm có hiệu quả nhất khi được căn chỉnh theo các chế độ sai sót đáng tin cậy. Các nhóm sau đây thường được sử dụng trong việc lập kế hoạch mua hàng và đảm bảo chất lượng:

Dịch vụ công nghiệp tổng hợp

• Kiểm tra kích thước trực quan, hóa học MTR, kiểm tra cơ học cơ bản.
• ET hoặc UT theo tiêu chuẩn sản phẩm hiện hành và thực hành của nhà máy.

Hệ thống áp lực và hậu quả cao của sự cố

• Thêm: thủy tĩnh (hoặc kiểm tra rò rỉ được chỉ định), 100% UT (hoặc gói NDT nâng cao) và các biện pháp kiểm soát truy xuất nguồn gốc mở rộng.
• Xem xét RT xác nhận trên các lô/cuộn đã chọn khi cần ghi hình ảnh.

Môi trường ăn mòn (clorua, hóa chất mạnh, nhiệt độ cao)

• Thêm: PMI ở cấp độ chi tiết, kiểm soát độ sạch và thử nghiệm liên quan đến ăn mòn (chẳng hạn như IGC/độ nhạy) nếu được bảo hành.
• Yêu cầu liên kết tích cực giữa đánh dấu đường ống, số nhiệt, MTR và bất kỳ bản ghi PMI nào để ngăn chặn việc thay thế cấp.

Nhận được danh sách kiểm tra bạn có thể áp dụng ngay lập tức

Nếu bạn đang kiểm tra các ống liền mạch bằng thép không gỉ khi nhận, hãy sử dụng quy trình làm việc có thể lặp lại để các khuyết tật và khoảng trống trong tài liệu không bị lọt qua. Danh sách kiểm tra sau đây có mục đích thiết thực:

1. Xác minh các dấu hiệu (cấp, kích thước, lịch trình/tường, số nhiệt) so với đơn đặt hàng và danh sách đóng gói.
2. Xem xét MTR: xác nhận các đặc tính hóa học và cơ học phù hợp với tiêu chuẩn quy định và số nhiệt nhận được.
3. Thực hiện kiểm tra kích thước: OD và độ dày thành tại nhiều vị trí; tài liệu bất kỳ tường thấp cục bộ những phát hiện.
4. Tiến hành kiểm tra trực quan dưới ánh sáng đầy đủ: tập trung vào các đầu, điểm xử lý và bất kỳ khu vực nào có bề mặt được điều hòa.
5. Áp dụng lấy mẫu PMI (hoặc 100% PMI nếu được yêu cầu) và ghi lại kết quả với khả năng truy xuất nguồn gốc cho từng sản phẩm.
6. Xác nhận NDT và tài liệu kiểm tra áp suất/rò rỉ phù hợp với phạm vi yêu cầu (100% so với lấy mẫu, phương pháp, tiêu chuẩn chấp nhận).

Lợi ích hoạt động: trình tự này phát hiện sớm những vấn đề tốn kém nhất—sự nhầm lẫn cấp độ, sự không phù hợp về độ dày của tường và NDT không có giấy tờ—trước khi đường ống được cắt, hàn hoặc lắp đặt.

Kết luận: các phương pháp thử nghiệm được sử dụng phổ biến nhất

Ống liền mạch bằng thép không gỉ được kiểm tra phổ biến nhất bằng cách kiểm tra trực quan và kích thước, xác minh hóa học dựa trên MTR, PMI (thường là một biện pháp kiểm soát bổ sung), kiểm tra cơ học (kiểm tra độ bền kéo/độ cứng và biến dạng theo quy định), NDT như UT và/hoặc dòng điện xoáy (với RT/PT nếu cần) và kiểm tra rò rỉ thủy tĩnh hoặc khí nén để đảm bảo tính toàn vẹn áp suất.

Để làm cho các phương pháp này trở nên hiệu quả, hãy xác định phạm vi kiểm tra (100% so với lấy mẫu), cơ sở chấp nhận, kỳ vọng về khả năng truy xuất nguồn gốc và tài liệu cung cấp trong đơn đặt hàng. Đó là điều biến “các cuộc thử nghiệm được thực hiện” thành việc giảm thiểu rủi ro đáng tin cậy trong dịch vụ.