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304不銹鋼管是否固溶處理的快速驗證方法

文章作者:小編 人氣: 發表時間:2019-10-23 18:19:15

304不銹鋼管出廠前未進行或未嚴格按固熔工藝進行固熔熱處理,現場驗收時從外觀上無法進行檢驗。文章簡要介紹了固熔原理,闡述了現場采用里氏硬度儀對奧氏體不誘鋼管件進行快速硬度檢測的方法,給出了判斷304不銹鋼管是否進行了合格固熔熱處理的判據。該方法的工程應用表明,效果良好。


    根據國家有關標淮規范,304不銹鋼管出廠前必須進行固熔熱處理,以細化晶粒組織,增加管件的耐腐蝕和耐低溫能力,但是部分生產廠家為追求利潤,降低成本,在304不銹鋼管出廠前未進行固熔或未嚴格按工藝要求進行固熔處理就直接出廠。不合格的304不銹鋼管在石油化工項目中應用后,通常會在低溫狀態下開裂,發生漏油、跑油等惡性生產事故,導致油氣加工裝置、處理廠或集輸站停產維修,造成嚴重的安全隱患和巨大的經濟損失。


    由于正常生產的管件,在固溶處理后還需要進行酸洗鈍化,因此進行了固熔處理和未固熔處理的304不銹鋼管在外觀上是基本一致的。傳統的304不銹鋼管檢驗方式為金相檢驗,但是在施工現場,金相檢驗的成本高、時間長,不利于在現場全面實行,筆者對304不銹鋼管的金相組織、制造過程進行了研究,最終選擇了采用硬度檢測的方式進行辨識,既保證了質量,又有效地降低了檢測成本。


1、參數確定


    根據SH/T 3408-2012和GB/T 12459-2005的規定,奧氏體不誘鋼管件出廠檢驗的硬度要求為:布氏硬度HB≤190為合格,但是由于布氏硬度儀體積較大,操作復雜,現場應用困難,一般情況下,現場硬度檢測采用里氏硬度儀(對應的是里氏硬度HL)。我們在現場應用的是HLN-200型里氏硬度儀。查閱GB/T17394-1998中的附錄B,布氏硬度190相當于采用C型沖擊時的里氏硬度H LC523,當采用垂直向下檢驗時,HL=HLC,因此檢驗硬度值HL≤523為合格。


1.1材料檢驗


    在實際應用過程中,由于奧氏體不銹鋼的種類較多,硬度值各有不同,304不銹鋼管實際檢測值很容易滿足要求。


    如果根據標準要求的硬度檢測值驗收,上述304不銹鋼管的硬度是合格的,而實際上在現場應用過程中,這批304不銹鋼管在低溫狀態下普遍開裂,而經化學成分分析,其化學成分合格。因此僅僅按標準要求的硬度進行檢驗,驗收不能完全滿足使用要求。隨后又選擇了一批合格的304不銹鋼管進行了硬度檢測,結果見表2,


    將表2與表1進行對比可以看出,合格管件的測量離散性遠遠小于不合格管件,說明其均勻性要更好。同時為了更好地進行比對,我們對經使用合格的、不同廠家的部分不銹鋼管材進行了抽查測量,具體值見表3。


    從表3中可以看出,個別數據的離散性偏大。分析原因,因為管道的長度較大,每根管道在抽查時按組織和合金元素均勻分布考慮,因此個別數據離散性偏大,但其硬度值還是與固熔處理的管件比較接近,遠遠小于未固熔的管件。


1.2檢驗數據建模


    材料檢驗完畢,整理統計數據,判斷數據分布的集中或離散狀況,按正態分布進行建模。


1.2.1不合格管件數據分析


    (1)經計算,里氏硬度檢測平均值為411.9。


    (2)經計算,不合格管件檢測數據方差為18.65。


1.2.2合格管件數據分析


    (1)經計算,里氏硬度檢測平均值為359.9。


    (2)經計算,合格管件險測數據方差為6.57。


1.3檢驗分析與結論


    根據正態分布的原理,在樣本容量相同的情況下,方差越大,說明數據的波動越大,越不穩定。通過以上計算并結合繪圖分析,得出合格管件的數據方差小,而不合格管件的情況與之相反。


    在95%置信度的情況下,不合格管件的里氏硬度范圍為370-450,合格管件的里氏硬度范圍為340-380。雙方略有重疊,但考慮到實際上正態分布曲線只能近似模擬現場實際情況,極端情況不會發生,同時考慮到要確保質量,故最終確定了合格與不合格的里氏硬度臨界值為370,即里氏硬度平均值超過370的為不合格管件,如有異議可進行進一步的檢測。


2、應用效果


   確定里氏硬度合格范圍后,對工程所用的304不銹鋼管按里氏硬度進行驗收,采用里氏硬度檢測方法進行固熔驗證。工程項目在投產使用后,沒有再發生因304不銹鋼管低溫狀態下開裂而導致停產維修的惡性事故。


3、結語


    隨著市場經濟的發展,假冒偽劣產品也逐步增多,材料檢測檢驗手段必須與時俱進,在生產實踐中不斷摸索創新、推陳出新。一方面加強檢查驗收環節,全力杜絕不合格材料流入施工現場;另一方面建立自我約束機制,建立不合格材料生產廠家黑名單,嚴禁其再次供料,使不合格材料沒有銷售市場,從根本上保證工程質量



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