一起超級(jí)奧氏體不銹鋼管道未熔合案例分析及缺陷處理

林冠堂 孔令昌

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院 珠海 519002 ）

一起超級(jí)奧氏體不銹鋼管道未熔合案例分析及缺陷處理

林冠堂 孔令昌

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院珠海檢測(cè)院 珠海 519002 ）

超級(jí)奧氏體不銹鋼壓力管道經(jīng)射線檢測(cè)發(fā)現(xiàn)未熔合缺陷，由于缺陷自身高度難以定量，檢驗(yàn)人員應(yīng)用TOFD檢測(cè)對(duì)未熔合缺陷自身高度進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)壓力管道安全等級(jí)進(jìn)行評(píng)定并提出相應(yīng)處理措施，管道缺陷部位解剖后證實(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

超級(jí)奧氏體不銹鋼 未熔合 自身高度 TOFD檢測(cè)

受某化工企業(yè)委托，對(duì)PTA裝置的工藝介質(zhì)管道進(jìn)行全面檢驗(yàn)，經(jīng)射線檢測(cè)在一壁厚為21mm的超級(jí)奧氏體不銹鋼管道焊縫中發(fā)現(xiàn)坡口未熔合缺陷，經(jīng)TOFD檢測(cè)量出缺陷自身高度，管道安全等級(jí)評(píng)定為4級(jí)。企業(yè)對(duì)管道實(shí)施解剖后，證實(shí)缺陷數(shù)據(jù)與檢測(cè)結(jié)果高度吻合。本文通過闡述缺陷檢出過程，分析缺陷產(chǎn)生的原因，提出處理措施。

1 基本情況

管線投用4年，輸送介質(zhì)為PTA物料（使用單位介質(zhì)代號(hào)PS），管道材質(zhì)6%Mo超級(jí)奧氏體不銹鋼，管線規(guī)格φ273mm×21mm，設(shè)計(jì)壓力12.7MPa，使用壓力10.25 MPa，設(shè)計(jì)溫度305℃，管道級(jí)別GC1。管道有安裝竣工驗(yàn)收資料、安裝監(jiān)督檢驗(yàn)報(bào)告，運(yùn)行期間沒有進(jìn)行過維修、改造，這次是管道投用后的首次全面檢驗(yàn)。

2 檢驗(yàn)情況

根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》對(duì)GC1管道全面檢驗(yàn)要求，編制檢驗(yàn)方案明確檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：宏觀檢查、硬度測(cè)定、滲透檢測(cè)、壁厚測(cè)定、射線檢測(cè)、安全附件檢查、泄漏性試驗(yàn)。

管線焊縫數(shù)量為11個(gè)，經(jīng)資料審查，管道安裝時(shí)已按照規(guī)范要求對(duì)6個(gè)焊接接頭進(jìn)行射線探傷，沒有發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。因此，這次檢驗(yàn)人員制定檢驗(yàn)方案時(shí)，確定射線檢測(cè)抽查的重點(diǎn)是安裝時(shí)沒有檢測(cè)到的另外5個(gè)焊接接頭。

經(jīng)射線檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)焊接接頭存在嚴(yán)重未熔合缺陷，另外4個(gè)焊接接頭未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。

為了準(zhǔn)確對(duì)壓力管道安全等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，需要進(jìn)一步檢測(cè)缺陷的深度和缺陷自身高度?？紤]到射線檢測(cè)難以準(zhǔn)確判斷缺陷的自身高度，檢驗(yàn)人員采用TOFD檢測(cè)對(duì)缺陷深度進(jìn)行測(cè)定。。

TOFD檢測(cè)結(jié)果測(cè)定缺陷自身高度為5.1mm，根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》第四十九條“各級(jí)管道所允許的單個(gè)焊接接頭中未熔合自身高度的最大值”要求，該管道安全等級(jí)判定為4級(jí)，若繼續(xù)使用需要進(jìn)行維修處理。

3 綜合分析

管道材質(zhì)6%Mo屬超級(jí)奧氏體不銹鋼，為分析缺陷是否由于材料問題導(dǎo)致，檢驗(yàn)人員用手持式合金分析儀對(duì)管道化學(xué)成分進(jìn)行分析，檢測(cè)結(jié)果顯示材料的主要合金元素含量符合美國(guó)ASTM B675-2002(2007)標(biāo)準(zhǔn)要求，見表1。

表1 化學(xué)成分分析結(jié)果

從無損檢測(cè)結(jié)果可知，缺陷位于坡口位置，屬于坡口未熔合，且缺陷主要位于下坡口面。分析認(rèn)為，6%Mo超級(jí)奧氏體不銹鋼的焊接性與標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼相同，由于不銹鋼相對(duì)于碳鋼熔化后黏度大，流動(dòng)性差。缺陷產(chǎn)生原因應(yīng)該是焊接時(shí)操作不當(dāng)，導(dǎo)致鐵水沿母材的下坡口面向外流，并且母材未熔化時(shí)已被鐵水覆蓋，造成坡口未熔合缺陷產(chǎn)生。

4 處理措施

由于受檢壓力管道長(zhǎng)期在高溫高壓下運(yùn)行，缺陷檢出后使用單位高度重視，經(jīng)與檢驗(yàn)人員商討，對(duì)管線剩余的6個(gè)焊接接頭再次進(jìn)行射線探傷，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。由于存在缺陷的管道判定為4級(jí)，需要進(jìn)行維修處理。使用單位現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道實(shí)施解剖，經(jīng)測(cè)量缺陷實(shí)際數(shù)據(jù)與檢驗(yàn)結(jié)果高度吻合。

針對(duì)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重安全隱患，檢驗(yàn)人員發(fā)出特種設(shè)備意見通知書，并上報(bào)當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備監(jiān)察部門。由于使用單位要對(duì)管道進(jìn)行維修，檢驗(yàn)人員提醒使用單位該管道維修由具備GC1管道安裝資格的單位進(jìn)行，安裝單位施工前應(yīng)制定重大維修方案，并向管道使用登記機(jī)關(guān)辦理告知，向監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)監(jiān)督檢驗(yàn)。管道維修后，經(jīng)監(jiān)檢合格，確認(rèn)管道安全性能滿足安全使用要求，企業(yè)辦理相關(guān)手續(xù)后管道順利投入運(yùn)行。

5 總結(jié)

在這次工業(yè)管道全面檢驗(yàn)中，檢驗(yàn)人員通過射線檢測(cè)發(fā)現(xiàn)管道存在未熔合缺陷后，應(yīng)用TOFD檢測(cè)技術(shù)對(duì)缺陷自身高度進(jìn)行測(cè)量，最終對(duì)管道安全狀況等級(jí)進(jìn)行判定?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道實(shí)施解剖后，證實(shí)與檢測(cè)數(shù)據(jù)高度吻合。檢驗(yàn)人員通過工業(yè)管道全面檢驗(yàn)幫助企業(yè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除一處重大安全隱患，贏得了企業(yè)的肯定。

壓力管道一般運(yùn)輸高溫高壓、易燃易爆介質(zhì)，具有一定的危險(xiǎn)性，其質(zhì)量安全直接影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)。但由于歷史原因，在相當(dāng)多的領(lǐng)域都無法正常開展工業(yè)管道的定期檢驗(yàn)工作，造成管道“帶病”作業(yè)的狀況。因此，檢驗(yàn)人員在開展管道全面檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)針對(duì)管道使用情況編制科學(xué)的檢驗(yàn)方案，綜合運(yùn)用多種檢測(cè)方法，保障工業(yè)管道安全運(yùn)行。

1 TSG D0001-2009，壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道[S].

2 在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程[S].

3 JB/T 4730.承壓設(shè)備無損檢測(cè)[S].

4 姜萬祥.奧氏體—鐵素體雙相不銹鋼的焊接[J].中國(guó)特種設(shè)備安全,2008,24(6): 50～51.

5 蔡昊,等.奧氏體不銹鋼需做晶間腐蝕試驗(yàn)的實(shí)例[J].中國(guó)特種設(shè)備安全,2009,25(1): 31～33.

6 奧氏體不銹鋼應(yīng)變強(qiáng)化原理的應(yīng)用[J].中國(guó)特種設(shè)備安全,2009,25(10): 34～35.

Super Austenitic Stainless Steel Pipe with No Fusion Case Analysis and Treatment of Defects

Lin Guantang Kong Lingchang

Super austenitic stainless steel pressure pipe by ray testing found that lack of fusion defects, defects due to its highly diffcult to quantify, detected by TOFD inspection personnel to lack of fusion defects of its height were determined, according to the detection results of safety grade of pressure pipeline assessment and puts forward the corresponding treatment measures, the pipeline defects anatomic confrmed the accuracy of detecting data.

Super austenitic stainless steel Lack of fusion Height TOFD detection

X933.4

B

1673－257X(2014)11－49－02

10.3969/j.issn.1673-257X.2014.11.014

林冠堂（1982～）,男，本科，工程師，主任，從事承壓類特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理工作.

2014-04-02）