الاختبار الشعاعي لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ: مقارنة معايير القبول RT مقابل UT

مقدمة

الفولاذ المقاوم للصدأتحدد جودة اللحام بشكل مباشر ما إذا كان الأنبوب أو الخزان أو وعاء الضغط سيظل على قيد الحياة في بيئة الخدمة الخاصة به. يعد الاختبار الشعاعي (RT) والاختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) أكثر طرق فحص اللحام الحجمي تحديدًا على نطاق واسع في رموز ASME وISO. يقارن هذا الدليل معايير القبول والإمكانيات والقيود - حتى يتمكن المهندسون والمشترون من تحديد الاختبار المناسب لمشروعهم بثقة.

عند طلب تجهيزات الأنابيب أو الفلنجات أو الأوعية المصنعة من الفولاذ المقاوم للصدأ من مورد مثل JN Alloy، فإن جودة اللحامات التي تربط تلك المكونات غالبًا ما تكون المتغير الأكثر أهمية في التجميع بأكمله. اللحام الذي يبدو مثاليًا على السطح قد يحتوي على عيوب داخلية - مسامية، أو عدم اندماج، أو شقوق - من شأنها أن تسبب فشلًا كارثيًا تحت الضغط أو درجة الحرارة أو ظروف الخدمة المسببة للتآكل.

تجيب هذه المقالة على ستة أسئلة يطرحها مهندسو اللحام ومتخصصو المشتريات بشكل شائع حول RT وUT:

• كيف تكتشف كل طريقة عيوب اللحام؟
• ما هي معايير القبول التي تطبقها الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين B31.3 أو القسم الثامن من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين على اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟
• ما هي الطريقة الأكثر حساسية لأنواع العيوب الأكثر خطورة في خدمة الفولاذ المقاوم للصدأ؟
• كيف يمكن مقارنة RT وUT من حيث التكلفة والسرعة وإمكانية إعداد التقارير؟
• متى يتطلب الكود طريقة واحدة على الأخرى - أو كليهما؟
• ما الذي يجب أن تطلبه من المورد الخاص بك فيما يتعلق بوثائق فحص اللحام؟

لماذا يعتبر اختبار اللحام مهمًا للفولاذ المقاوم للصدأ

لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ ليست فقط أضعف ميكانيكيًا من المعدن الأساسي - ولكنها أيضًا نقطة البدء الأكثر شيوعًا للتشقق الناتج عن التآكل في الخدمة. تخضع المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) المجاورة للحام لدورة حرارية يمكن أن تقلل من ترسيب كربيد الكروم، وتخفض محتوى الكروم الفعال عند حدود الحبوب، وتخلق ضغوط شد متبقية. أي عيب في اللحام أو بالقرب منه - صدع أو نقص اندماج أو مجموعة مسامية كبيرة - يركز الضغط ويصبح نقطة الأصل لتكسير التآكل الناتج عن الإجهاد (SCC) أو نمو صدع التعب.

على عكس الفولاذ الكربوني، يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي (304L، 316L، 321، 347) ببنية مجهرية (أوستينيت، مكعب مركزي الوجه-) لا يتحول إلى مرحلة أصعب عند التبريد. وهذا يعني أن منطقة HAZ تحتفظ بمرونة عالية نسبيًا ولكنها عرضة لما يلي:

• التحسس: عند درجات حرارة تتراوح بين 450-850 درجة، تترسب كربيدات الكروم (Cr₂₃C₆) عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم عند الحدود إلى أقل من عتبة 10.5% اللازمة للسلبية - مما يؤدي إلى التآكل الحبيبي
• تقصف مرحلة سيجما: في درجات الطباعة المزدوجة والمزدوجة للغاية، يمكن أن يؤدي إدخال الحرارة المفرطة إلى تحول مرحلة الفريت إلى مرحلة سيجما هشة، مما يقلل من صلابة التأثير بشكل كبير
• نمو الحبوب: تعمل الحبيبات العمودية الكبيرة في معدن اللحام على تقليل صلابة الشق ويمكن أن تكون بمثابة مواقع لبدء الشقوق
• تقسيم دلتا فريت: ترتبط مقاومة الصب للتكسير الساخن بتوازن الفريت-الأوستينيت - غير الصحيح في كيمياء سلك الحشو مما يزيد من هذه المخاطر

ما هي أنواع عيوب اللحام التي تكتشفها كل طريقة؟

يعد RT (الاختبار الشعاعي) متفوقًا في اكتشاف العيوب الحجمية - مسام الغاز، وشوائب الخبث، والثقوب الدودية - لأنه ينشئ صورة فوتوغرافية لحجم اللحام بالكامل. يعد UT (اختبار الموجات فوق الصوتية) متفوقًا في اكتشاف العيوب المستوية - والشقوق ونقص الاندماج والتمزق الصفائحي - لأنه يقيس تغير المعاوقة الصوتية عند حدود العيوب بدلاً من متوسطها على مساحة مسقطة.

الطريقتان متكاملتان حقًا. أخطر العيوب في خدمة الفولاذ المقاوم للصدأ - شقوق التآكل الإجهادي وعدم وجود-عيوب الانصهار - تكون مستوية بطبيعتها. ولهذا السبب تتطلب العديد من مواصفات الخدمة- المهمة (ASME B31.3 وAPI 650 وISO 15156) كلاً من RT وUT لأجزاء مختلفة من نفس نظام اللحام.

[المصدر] القسم الخامس من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين، المادة 2 (RT) والمادة 5 (UT)؛ أوس D1.6/D1.6M-2023.

كيف يعمل الاختبار الشعاعي (RT).

يستخدم اختبار التصوير الشعاعي الأشعة السينية (10–500 كيلو فولت) أو أشعة جاما (إيريديوم-192، كوبالت-60) لاختراق اللحام. تعمل المواد والكثافات المختلفة على تخفيف الإشعاع بمعدلات مختلفة. يسجل فيلم أو كاشف رقمي على الجانب البعيد نمط النقل - تظهر الفراغات والشوائب الكثيفة والشقوق كصور أفتح أو أغمق على معدن اللحام المحيط. الصورة الشعاعية الناتجة هي إسقاط ثنائي الأبعاد لحجم ثلاثي الأبعاد، مما يعني أن العيوب المتداخلة في اتجاه الشعاع متراكبة ولا يمكن حلها بشكل فردي.

في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ RT، يتبع الإجراء ASME القسم الخامس، المادة 2 (سلسلة T-2) ويتم تفسيره وفقًا للصور الشعاعية المرجعية AWS B1.11 أو ASTM E94.

اختيار مصدر RT لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ

For stainless steel welds 6–50 mm thick, X-ray at 150–250 kV is the standard choice. Gamma ray (Ir-192) is used for wall thickness >50 mm or when access to both sides of the weld is impossible. Cobalt-60 is reserved for very thick sections (>100 مم) ولكنها تنتج صورًا ذات تباين أقل بسبب طاقتها العالية.

يعد حجم المصدر الأكبر لأشعة جاما أحد القيود المهمة: ينتج Ir-192 وCo-60 عدم وضوح هندسي يقلل من الحساسية الفعالة للعيوب الصغيرة. بالنسبة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران الرقيقة (SCH 10S–SCH 40S)، يُفضل دائمًا استخدام الأشعة السينية.

معايير قبول RT بموجب ASME B31.3

ASME B31.3 عملية الأنابيب، الفقرة 341.4، تحدد معايير القبول لـ RT من اللحامات. بالنسبة للفئة D (الضغط/درجة الحرارة المعتدلة) وخدمة السوائل العادية: لا توجد معايير قبول إلزامية - يجوز للمهندس تحديد B31.3 أو قبولها وفقًا لـ AWS D1.1/D1.6. بالنسبة للفئة M (السامة والقاتلة) وأنابيب الضغط العالي-: RT إلزامي وفقًا لـ 341.4.1، ويجب تقييم المؤشرات المرفوضة وفقًا للمادة 2 من القسم الخامس من ASME. ويحدد المعيار أيضًا أن أي لحام تقبله RT يجب ألا يحتوي على أي مؤشر بأبعاد تتجاوز حدود المعيار المرجعي المعمول به.

لا يصف الجدول 341.4.2 في ب31.3 أحجام إشارة محددة مرفوضة بشكل مباشر - بدلاً من ذلك يشير إلى معايير القبول لإجراءات الفحص الكتابي للمنشئ، والتي يجب أن تتم الموافقة عليها من قبل المهندس. من الناحية العملية، فإن معظم مشاريع الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الصناعات الكيميائية والصيدلانية والغذائية تشير إلى ASTM E390 (الصور الشعاعية المرجعية لحامات انصهار الفولاذ) لمستويات القبول.

معايير قبول RT المحددة لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ (AWS D1.6)

AWS D1.6/D1.6M-2023 (كود اللحام الهيكلي - الفولاذ المقاوم للصدأ) هو المعيار الأكثر شيوعًا لمعايير القبول في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ RT. يحدد الجدول 6.11 من D1.6 الحد الأقصى لحجم النقص المسموح به حسب فئة اللحام (الفئة F لحامات الشرائح، الفئة P لحامات التوصيل/الفتحة). بالنسبة إلى اللحامات التناكبية التي تم تقييمها بواسطة RT، يتم تحديد معايير الرفض من خلال مواصفات المهندس، والتي تشير عادةً إلى الصور الشعاعية المرجعية ASTM E390 مع مستويات القبول من R-1 إلى R-3.

[المصدر] AWS D1.6/D1.6M-2023، الجدول 6.11 والملحق أ؛ ASTM E390-21، "الصور الشعاعية المرجعية القياسية للحام الصلب".

متطلبات IQI (مؤشر جودة الصورة).

وفقًا للمادة 2 من القسم الخامس من ASME وAWS D1.6، يجب أن تشتمل RT الخاصة باللحامات التناكبية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ على IQI (يسمى أيضًا مقياس الاختراق) الموجود على جانب مصدر اللحام. يجب أن يحتوي IQI على سلك أو قطر ثقب يتوافق مع 2-2-2% من سماكة اللحام لمقاييس IQI من النوع الثقب، أو ما يعادل حساسية IQI للسلك. يجب أن يكون IQI مرئيًا على الصورة الشعاعية للتأكد من أن نظام RT حقق التباين والحساسية المطلوبة.

بالنسبة للحام الفولاذ المقاوم للصدأ بسمك 12 مم: يتطلب 2-2T IQI سلكًا بقطر 0.25 مم ليكون مرئيًا. لحام 25 مم: يتطلب 2-2T IQI سلكًا بقطر 0.50 مم. إذا لم يكن مؤشر IQI مرئيًا، فسيتم رفض الصورة الشعاعية بغض النظر عما تظهره.

الثقب -نوع IQI: قطر الثقب 1T، 2T، 4T (حيث T=سمك اللحام الاسمي)

السلك -نوع IQI: مجموعة الأسلاك ASTM E747؛ تسميات قطر السلك من 6 إلى 1 (6=الأدق، 1=الخشن)

الحساسية المطلوبة: 2-2T كحد أدنى لمعظم تطبيقات الأنابيب/السفن؛ 1-1T للخدمة النووية الحرجة

كيف يعمل اختبار الموجات فوق الصوتية (UT).

يستخدم اختبار الموجات فوق الصوتية موجات صوتية عالية التردد- (من 1 إلى 10 ميجا هرتز لفحص اللحام) يتم إدخالها إلى اللحام عبر مسبار كهرضغطية. وينتقل الصوت خلال المادة حتى يصل إلى حد - إما السطح البعيد أو العيب أو السمة الهندسية. يخبر وقت - الطيران - وسعة الإشارة المنعكسة (مسح -) ​​الفني بعمق العاكس وحجمه وطبيعته. وهذا يجعل UT قادرًا بشكل فريد على اكتشاف العيوب المستوية (الشقوق، ونقص الانصهار) التي تكون غير مرئية تقريبًا في الصور الشعاعية - وهذا هو السبب في أن UT إلزامي في الممر الجذري لمعظم أنظمة الأنابيب ASME B31.3 وB31.1.

إن تقنية UT الأكثر أهمية لفحص اللحام هي فحص موجة القص (45 درجة -70 درجة) باستخدام مجسات شعاع الزاوية - لكل ASME القسم الخامس، المادة 5 (سلسلة T-5). تنتقل موجة القص بسرعة موجة القص في المادة (حوالي 3120 م/ث للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي)، مما يعكس العيوب الداخلية في واجهة عيوب الشعاع.

معايير قبول UT بموجب ASME B31.3

تحدد ASME B31.3، الفقرة 345.7.3، أنه بالنسبة للفحص بواسطة UT (أو ET، MT، PT)، يجب فحص جميع العاكسات التي تنتج استجابة أكبر من 20% من المرجع الأساسي (منحنى DAC / المستوى المرجعي). يتبع تصنيف المؤشرات الجدول 345.7.3: المؤشرات الخطية أكبر من أو تساوي 1.5 مم (1/16 بوصة) ومؤشرات مستديرة أكبر من أو تساوي 5 مم (3/16 بوصة) قطر عند مستوى الرفض المحدد تتطلب تقييمًا من قبل المهندس.

يصنف جدول معايير القبول B31.3 UT المؤشرات حسب:

[المصدر] ASME B31.3-2022، الجدول 345.7.3 والفقرة 345.7.3. معايير القبول UT لعملية لحام الأنابيب.

معايير قبول UT بموجب القسم الثامن من ASME (أوعية الضغط)

يتطلب القسم الثامن من ASME، القسم 1، UW-51، فحصًا حجميًا للحامات التناكبية التي تم تصويرها إشعاعيًا بالكامل (مفاصل الفئة أ) أو فحصها بشكل انتقائي (مفاصل الفئة ب). بالنسبة لفحص UT اللحامات التناكبية بدلاً من RT لكل UW-51(a)(3): يجب وصف جميع المؤشرات ذات الصلة وتقييمها. مرجع معايير القبول ASME القسم الخامس المادة 5، T-572.1.1، التي تحدد أن أي إشارة ذات استجابة تتجاوز 100٪ من المستوى المرجعي تعتبر مرفوضة. تتطلب الاستجابة بنسبة 50-100% التوصيف والتقييم الهندسي.

For pressure vessel fabrication, Division 2 and Division 3 typically mandate RT as the default volumetric examination method for Category A and B butt welds, with UT permitted only where geometry prevents radiography (e.g., nozzle welds, attachment welds). The engineer may, however, specify UT in lieu of RT for specific applications, particularly for thick-section vessels (>50 مم) حيث يؤدي عدم الحدة الهندسية RT إلى تقليل الفعالية.

نظام DAC / المستوى المرجعي في UT

يعتمد قبول UT على منحنى المسافة-تصحيح السعة (DAC)، وهو رسم بياني لحجم العاكس مقابل المسافة في المادة. يتم إنشاء منحنى DAC باستخدام الشقوق أو الثقوب المحفورة - الجانبية أو الثقوب ذات القاع المسطح - (FBH) في كتلة مرجعية من نفس المادة وسمك المكون قيد الفحص. يتم وضع علامة على المؤشرات التي تنتج إشارات أعلى من منحنى DAC (أو أعلى من 20% من مستوى DAC للتحقيق) للتقييم. وهذا يجعل UT طريقة كمية ومعايرة - وليست مجرد ملاحظة نجاح/فشل - وهو الأساس لحساسيتها العالية للعيوب المستوية.

عادةً ما يتم تحديد المستوى المرجعي لحامات الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام:

• ASME القسم الخامس المادة 5 الشكل. T-574.2.1-1 الكتل المرجعية (خيارات سمك 2T، 4T)
• الثقوب الجانبية-المثقوبة: قطر 1.5 مم، 3.0 مم، 4.5 مم على مسافات محددة
• يتم رسم سعة SDH مقابل المسافة؛ ويصبح المنحنى الناتج هو المستوى المرجعي 100%
• يتم اشتقاق مستوى التحقيق بنسبة 20% ومستوى الرفض بنسبة 100% من هذا المنحنى

RT مقابل UT: البعد-بواسطة-مقارنة الأبعاد

يكتشف UT العيوب المستوية (الشقوق، ونقص الاندماج) بموثوقية أعلى بكثير من RT. يعتبر RT متفوقًا على العيوب الحجمية (المسامية وشوائب الخبث) لأنه ينتج صورة مباشرة. بالنسبة إلى اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الخدمة الحرجة (النفط والغاز والمواد الكيميائية والأدوية)، فإن هذا يعني أن UT هو الاختبار الأكثر صلة بالسلامة-العيوب التي من المرجح أن تسبب الفشل.

نطاق سمك الجدار والتغطية

يقتصر RT على عدم الحدة الهندسية في المقاطع الرفيعة جدًا والسميكة جدًا. يقتصر UT على انحراف الحزمة والتوهين في المقاطع السميكة جدًا، لكن UT (PAUT) المصفوفة الطورية الحديثة تمتد التغطية الفعالة إلى 200 مم + مع التشفير الكامل. بالنسبة لأنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ في نطاق الجدار من 3 إلى 100 مم (غالبية التطبيقات التجارية)، تنطبق كلتا الطريقتين - ولكن RT يوفر صورة دائمة وقابلة للتدقيق، بينما يوفر UT معلومات عمق الأبعاد لا يمكن لـ RT.

متطلبات الكود: عندما تكون كل طريقة إلزامية

يحدد كل من ASME B31.3 وASME القسم VIII RT باعتباره الفحص الحجمي الإلزامي الأساسي للحام التناكبي في مفاصل الفئة A لمعظم تطبيقات أنابيب الضغط وأوعية الضغط. UT هو البديل المقبول في ثلاث حالات: (1) عندما تمنع هندسة اللحام RT الكافية (لحامات الفوهة، ولحامات التوصيل في الأوعية)؛ (2) عندما يتجاوز سمك الجدار نطاق RT العملي؛ (3) عندما يحدده المهندس كفحص إضافي لهامش أمان إضافي. بالنسبة لأنظمة الأنابيب ذات المخاطر العالية لـ SCC أو التدوير الحراري، يحتاج العديد من المهندسين إلى UT بالإضافة إلى RT على وجه التحديد بسبب حساسيتها الفائقة للعيوب المستوية.

[المصدر] ASME B31.3-2022؛ ASME القسم الثامن Div 1 UW-51؛ واجهة برمجة التطبيقات 650 2020؛ الأيزو 15156-2015.

مقارنة التكلفة والتحول

عادة ما يكون RT أكثر تكلفة بنسبة 20-40٪ لكل وصلة لحام من UT التقليدي لنفس طول اللحام في تصنيع أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى تكاليف الكاشف الرقمي/الفيلم، ومتطلبات السلامة من الإشعاع، والإنتاجية الأبطأ. يمكن مقارنة نظام UT (PAUT) للمصفوفة المرحلية بـ RT في-التكلفة المشتركة للفحص الكامل ولكنه ينتج ملف بيانات مخزن رقميًا وقابل للتكرار - مما يجعله مفضلاً بشكل متزايد من قبل المصنعين المهتمين بالجودة- وعملائهم.

[المصدر] سجلات ضمان الجودة لتصنيع سبائك JN؛ بيانات السوق القابلة للمقارنة من ساحات التصنيع الأوروبية والصينية، 2023-2025.

درجة الفولاذ المقاوم للصدأ-اعتبارات محددة

تمثل اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي تحديات فريدة لكل من RT وUT التي لا تؤثر على الفولاذ الكربوني: يمكن للهيكل الحبيبي العمودي لمعدن اللحام الأوستنيتي أن ينثر الأشعة السينية وحزم الموجات فوق الصوتية، مما يقلل من الحساسية الفعالة. تتميز اللحامات المزدوجة والسوبر دوبلكس بحبيبات أدق وخصائص صوتية أفضل لـ UT. لهذا السبب، تتطلب RT من اللحامات غير القابل للصدأ الأوستنيتي أوقات تعرض أطول قليلاً من الفولاذ الكربوني بنفس السماكة، ويجب تطبيق أداة التوصيل UT (عادةً الجليكول -) بعناية لتجنب تآكل إجهاد الكلوريد على سطح الاختبار.

المصفوفة المرحلية UT (PAUT): المعيار الحديث للحامات الحرجة

الميزة الرئيسية لـ PAUT على UT التقليدية هي توجيه الشعاع: يمكن للمسبار نفسه إنتاج حزم موجة قص 45 درجة و60 درجة و70 درجة عن طريق ضبط تسلسل الإطلاق (القانون) لعناصر المصفوفة. وهذا يعني أن مسبارًا واحدًا يمكنه فحص اللحام من زوايا متعددة دون تحريك المسبار - مما يؤدي إلى تحسين PoD بشكل كبير للعيوب الموجهة بشكل عمودي على زاوية شعاع واحدة فقط.

PAUT vs RT: متى تختار PAUT

يجب تحديد PAUT على RT التقليدي للحام الفولاذ المقاوم للصدأ عندما: (1) يكون اتجاه الخلل غير معروف أو يشتبه في أنه متعدد-الاتجاه؛ (2) اللحام له هندسة معقدة (تقاطعات TKY، اختراقات الفوهة)؛ (3) مطلوب سجل بيانات دائم -مخزن رقميًا وقابل للتكرار لملف المشروع؛ (4) يتجاوز سمك اللحام 50 مم حيث يؤدي عدم الحدة الهندسية RT إلى تدهور الحساسية. لا ينبغي تحديد PAUT بدلاً من RT عندما يتطلب الكود المطبق صراحةً الفحص الشعاعي (على سبيل المثال، بعض اللحامات من فئة الكود النووي 1) ما لم يقبل الكود صراحةً PAUT كبديل.

[المصدر] القسم الخامس من ASME المادة 4 (PAUT)؛ أبي 582؛ ISO 13588:2019 (PAUT لعمليات اللحام)؛ أستم E2700-14.

RT vs UT Side-بواسطة-ملخص الجانب

إن معايير قبول RT وUT هي معايير قائمة على الأداء-، وليست معايير المنتج - فهي تحدد كيفية إجراء الفحص وكيفية قياس المؤشرات وتصنيفها، بدلاً من وصف أحجام العيوب الدقيقة لكل موقف. والفرق الرئيسي هو أن RT يقيس الحجم المتوقع للإشارة على صورة ثنائية الأبعاد، بينما يقيس UT سعة الاستجابة على عمق محدد في المادة. لا تعد أي من الطريقتين "أكثر إحكامًا" أو "أكثر مرونة" -، ويجب تحديد الطريقة الصحيحة ومستوى القبول بواسطة مهندس لحام مؤهل (CWEng) بناءً على شروط الخدمة المحددة.

مبدأ "لا يوجد أي من الطريقتين أكثر صرامة على مستوى العالم".

إن الإشارة المرفوضة بواسطة RT قد لا تكون مرفوضة بواسطة UT، والعكس صحيح. على سبيل المثال، قد يكون نقص -الوصلة الاندماجية -طويلًا ولكنه رفيع جدًا (بعرض 0.1 مم) مرئيًا بوضوح على مسح UT A-كعاكس قوي (لأنه يمثل تغييرًا كبيرًا في المعاوقة الصوتية)، ولكنه غير مرئي على الصورة الشعاعية (لأنه يعرض إلى ما يقارب -عرض من الصفر). على العكس من ذلك، قد يتم تسجيل مجموعة من المسام الدقيقة كمؤشر معتدل على RT ولكنها تقع تحت عتبة التحقيق UT 20% لأن كل مسام أصغر بشكل فردي من المقطع العرضي لشعاع UT - عند هذا العمق. ولهذا السبب تتطلب رموز الخدمة{10} المهمة في كثير من الأحيان كلا الطريقتين لنفس اللحام: فكل منهما يلتقط ما يفتقده الآخر.

ما الذي يجب أن تطلبه من مورد أدوات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ؟

يجب على أي مورد للأنابيب أو التركيبات أو الأوعية المصنعة من الفولاذ المقاوم للصدأ تقديم المستندات الخمس التالية كوثائق توريد قياسية - وليس كوثائق اختيارية إضافية: (1) تقارير فحص إشعاعي أو UT مع تعريف اللحام الكامل، (2) ASNT/NAS 410 أو SNT-شهادات تأهيل الموظفين من المستوى II أو III TC-1A للممتحنين، (3) سجلات حساسية IQI لسجلات منحنى RT أو DAC لـ UT، (4) تقارير اختبار المطاحن (MTR) لجميع المعادن الأساسية وأسلاك الحشو، (5) مراجع WPS (مواصفات إجراءات اللحام) وPQR (سجل تأهيل الإجراء).

إن تقرير RT أو UT المتوافق ليس مجرد "رقم اللحام 7 - مقبول". وفقًا للقسم الخامس من ASME وB31.3، يجب أن يحتوي على الأقل على: تعريف المكون، وتحديد اللحام (خريطة اللحام المطابقة)، وطريقة الفحص والمعيار المستخدم (بما في ذلك تاريخ المراجعة)، والمعدات المستخدمة (طراز/مسلسل جهاز الأشعة السينية -، طراز/مسلسل جهاز UT)، والتقنية المستخدمة (الطاقة، ونوع الفيلم، أو تردد وزاوية مسبار UT)، والنتائج المرجعية لـ IQI أو DAC، وموقع وحجم جميع المؤشرات المرفوضة (إن وجدت)، والنتيجة (قبول/رفض وفقًا لمعايير محددة)، والاسم ورقم مؤهل ASNT المستوى الثاني للفاحص وتاريخ الفحص وصاحب العمل للفاحص.

توفر JN Alloy كل ما سبق بشكل قياسي مع كل طلب لحام ملفق. تتم مراجعة التقارير من قبل مدير مراقبة الجودة لدينا (ASNT UT المستوى III / RT المستوى II) قبل الإرسال. يمكن ترتيب فحص -الطرف الثالث (SGS، Bureau Veritas، Lloyd's Register) عند الطلب.

الأسئلة المتداولة

س: هل يستطيع RT اكتشاف جميع عيوب اللحام التي يمكن لشركة UT اكتشافها؟

ج: لا، يكتشف RT وUT أنواع العيوب المختلفة بموثوقية مختلفة. يعتبر RT متفوقًا على العيوب الحجمية (المسامية وشوائب الخبث) وينتج صورة دائمة. يعتبر UT متفوقًا على العيوب المستوية (الشقوق، ونقص الاندماج، والتمزقات الصفائحية) ويوفر معلومات عمق الأبعاد. لا تعتبر أي من الطريقتين بديلاً عالميًا للآخر في الخدمة الحيوية. وهذا هو السبب في أن ASME B31.3 وAPI 650 وISO 15156 غالبًا ما تحدد كلا الطريقتين لنفس نظام اللحام.

س: ما هي الطريقة الأكثر تكلفة - RT أم UT؟

ج: عادة ما يكون RT التقليدي أكثر تكلفة لكل وصلة لحام بنسبة 20-40% من UT التقليدي، وذلك بسبب تكاليف الكاشف الرقمي/الفيلمي ومتطلبات بروتوكول السلامة الإشعاعية. ومع ذلك، يوفر RT سجل صورة دائم لا يمكن لـ UT تكراره بشكل كامل. يمكن مقارنة تكلفة UT (PAUT) للمصفوفة المرحلية بـ RT الرقمي ولكنه يوفر قدرة فائقة على اكتشاف العيوب المستوية وسجل مسح C- مؤرشف رقميًا. بالنسبة لمعظم مشاريع تصنيع الأنابيب الفولاذية المقاومة للصدأ، تبلغ تكلفة الفحص 2-5% من إجمالي تكلفة التصنيع - وهو استثمار صغير مقارنة بتكلفة فشل اللحام في الخدمة.

س: ما هي متطلبات حساسية IQI للحام الفولاذ المقاوم للصدأ RT؟

ج: وفقًا للمادة 2 من القسم الخامس من ASME وAWS D1.6، فإن الحد الأدنى المطلوب لحساسية IQI هو 2-2T% (حيث T هو سمك اللحام الاسمي). بالنسبة للحام بسمك 10 مم: يتطلب اللحام 2-2T IQI سلكًا بقطر 0.20 مم (أو فتحة مكافئة) ليكون مرئيًا على الصورة الشعاعية. لحام بسمك 20 مم: سلك 0.40 مم. إذا لم يكن مؤشر IQI مرئيًا، فسيتم رفض الصورة الشعاعية - بغض النظر عما تظهره. بالنسبة للخدمة النووية والحرجة، غالبًا ما يتم تحديد حساسية 1-1T.

س: ما هو منحنى DAC في فحص اللحام UT؟

ج: منحنى تصحيح السعة (DAC) للمسافة- هو منحنى معايرة يتم إنشاؤه عن طريق مسح العاكسات المرجعية (الثقوب الجانبية-الثقوب أو الثقوب المسطحة-) على مسافات مختلفة في كتلة مرجعية من نفس المادة وسمك المكون قيد الفحص. يرسم منحنى DAC سعة إشارة UT (كنسبة مئوية من ارتفاع الشاشة الكاملة) مقابل مسافة العاكس. تتم مقارنة جميع مؤشرات الفحص بهذا المنحنى: الإشارات التي تزيد عن 20% من DAC تتطلب التحقيق؛ الإشارات عند 100% DAC (أو أعلى من 50% في B31.3) غير مقبولة. منحنى DAC هو معيار معايرة فاحص UT ويجب توثيقه في تقرير الفحص.

س: هل UT أو RT أكثر موثوقية لاكتشاف نقص الانصهار في اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟

ج: يعتبر UT أكثر موثوقية بشكل ملحوظ في اكتشاف نقص الانصهار (LOF) من RT في اللحامات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. LOF هو عيب مستو - صدع-مثل الانفصال بين حبة اللحام والمعدن الأساسي أو المرور السابق - ويمثل تغييرًا كبيرًا في المعاوقة الصوتية لشعاع UT. في RT، غالبًا ما يتم توجيه LOF بالتوازي مع شعاع الأشعة السينية - (في الممر الجذري) وقد يكون غير مرئي تمامًا. لهذا السبب، تتطلب ASME B31.3 ومواصفات الخدمة الأكثر أهمية -استخدام UT لتمرير الجذر بالإضافة إلى (أو بدلاً من) RT، وذلك على وجه التحديد لالتقاط LOF الذي قد يفوته RT. LOF هو المسبب الأكثر شيوعًا لتكسير التآكل الناتج عن الإجهاد في أنابيب معالجة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

س: ماذا يعني "القسم الخامس من ASME"، ولماذا يظهر في كل مواصفات فحص اللحام؟

ج: القسم الخامس من ASME ("الفحص غير المدمر") هو حجم كود ASME للغلايات وأوعية الضغط الذي يحدد المتطلبات الإلزامية لجميع طرق الفحص الحجمي والسطحي المستخدمة في أوعية الكود والأنابيب. تغطي المادة 2 RT (الاختبار الشعاعي)، وتغطي المادة 5 UT (اختبار الموجات فوق الصوتية)، وتغطي المادة 6 اختبار الاختراق السائل (PT)، وتغطي المادة 7 اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT)، وتغطي المادة 4 المصفوفة المرحلية UT (PAUT). عندما تقول مواصفات المشروع "الفحص وفقًا للقسم الخامس من ASME"، فإنها تستدعي هذه المتطلبات الإلزامية. تتوافق جميع فحوصات اللحام JN Alloy مع القسم الخامس من ASME كحد أدنى للمعايير.

س: هل يمكن أن يحل PAUT محل RT للامتثال للتعليمات البرمجية؟

ج: في معظم الحالات، نعم - يتم قبول PAUT من قبل ASME القسم V المادة 4 كبديل لـ RT التقليدي لفحص اللحام التناكبي في تطبيقات ASME B31.3 وB31.1 وASME القسم VIII، بشرط أن يتم التحقق من صحة إجراء PAUT والموافقة عليه من قبل المهندس. تقبل API 582 (فحص اللحام للنفط والغاز) وISO 13588:2019 صراحةً PAUT كمعادل لـ RT. الاستثناء الوحيد هو بعض اللحامات من الفئة 1 والفئة 2 من الكود النووي، والتي قد تظل تتطلب استخدام RT التقليدي ما لم تتم الموافقة بشكل صريح على حالة الكود المعمول بها. تأكد دائمًا مع مهندس المشروع.

س: ماذا علي أن أفعل إذا أظهر تقرير RT أو UT مؤشرات مرفوضة؟

ج: ثلاث خطوات: (1) لا تقبل اللحام. (2) اطلب إعادة-الفحص بواسطة فاحص ثانٍ مؤهل من المستوى الثاني لتأكيد النتيجة. (3) إذا تم التأكيد، يجب على المُصنع إما: (أ) قطع قسم اللحام المعيب وإعادة - اللحام، ثم إعادة -الفحص؛ أو (ب) تقديم تحليل مؤهلات أداء الإصلاح/اللحام لإثبات أن المؤشر ضمن الحدود المقبولة وفقًا لموافقة المهندس. لا ينبغي إصلاح أي لحام يحتوي على مؤشرات تشقق - يجب دائمًا إزالة الشقوق عن طريق الطحن/القطع وإعادة-لحامها. تقوم شركة JN Alloy بإعادة-فحص جميع المؤشرات المرفوضة المبلغ عنها داخليًا قبل إشعار العميل؛ لا يتفاجأ العملاء أبدًا بإشارة مرفوضة عند التسليم.