Μέτρηση Κλάσματος Όγκου Φερρίτη σε Συγκολλήσεις Εξαρτημάτων Ντουπλεξ

Γιατί έχει σημασία η ισορροπία φερρίτη στα εξαρτήματα ντουπλεξ

Οι διπλοί ωστενιτικοί/φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες επιλέγονται για τον συνδυασμό αντοχής και αντοχής στη διάβρωση. Σε προϊόντα έλασης και συγκολλήσεις, η ισορροπία ωστενίτη-φερρίτη είναι βασικός δείκτης του αν το υλικό έχει υποστεί σωστή επεξεργασία και συγκόλληση. Για τους αγοραστές EPC που προμηθεύονται εξαρτήματα σωληνώσεων ντουπλεξ, το ερώτημα συχνά διατυπώνεται ως "ποιο είναι το κλάσμα φερρίτη;" Αλλά το πώς μετράται αυτό το κλάσμα και τι αποδεικνύει πραγματικά το αποτέλεσμα εξαρτάται από τη μέθοδο δοκιμής και την προδιαγραφή που το διέπει.

Δύο πρότυπα ASTM αναφέρονται συχνά: το ASTM E562 και το ASTM A923. Μερικές φορές συγχέονται επειδή και τα δύο σχετίζονται με τη μικροδομή του ανοξείδωτου χάλυβα ντουπλεξ. Ωστόσο, απαντούν σε διαφορετικά μεταλλουργικά ερωτήματα και δεν είναι εναλλάξιμα.

ASTM E562: Συστηματική χειροκίνητη μέτρηση σημείων

Το ASTM E562 είναι μια τυπική μέθοδος δοκιμής για τον προσδιορισμό του κλάσματος όγκου με συστηματική χειροκίνητη μέτρηση σημείων. Βασίζεται στη στερεολογική αρχή ότι ένα τακτικά διατεταγμένο πλέγμα σημείων, όταν τοποθετείται συστηματικά πάνω σε μια εικόνα μιας δισδιάστατης τομής μέσω της μικροδομής, μπορεί να παρέχει μια αμερόληπτη στατιστική εκτίμηση του κλάσματος όγκου ενός αναγνωρίσιμου συστατικού ή φάσης. Το πρότυπο απαιτεί έναν αντιπροσωπευτικό αριθμό τοποθετήσεων σε διαφορετικά πεδία.

Στις συγκολλήσεις εξαρτημάτων ντουπλεξ, το E562 χρησιμοποιείται για την εκτίμηση του κλάσματος όγκου φερρίτη στη μικροδομή. Ο μεταλλογράφος προετοιμάζει μια επίπεδη, γυαλισμένη και χαραγμένη τομή, τοποθετεί ένα πλέγμα και μετρά τα σημεία που πέφτουν στον φερρίτη. Το αποτέλεσμα είναι ένα κλάσμα όγκου, που συνήθως εκφράζεται ως ποσοστό.

Βασικά σημεία για τους αγοραστές:

• Το E562 είναι μια χειροκίνητη διαδικασία μέτρησης σημείων. Η αυτοματοποιημένη ανάλυση εικόνας περιγράφεται ξεχωριστά στο ASTM E1245.
• Η μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε φάση είναι σαφώς διακριτή σε μια δισδιάστατη τομή.
• Το ίδιο το πρότυπο δεν ορίζει ένα αποδεκτό εύρος φερρίτη. Αυτό το εύρος προέρχεται από την προδιαγραφή υλικού, την προδιαγραφή διαδικασίας συγκόλλησης (WPS) ή την προδιαγραφή έργου.

ASTM A923: Ανίχνευση επιβλαβών διαμεταλλικών φάσεων

Το ASTM A923 δεν είναι μέθοδος μέτρησης φερρίτη. Είναι ένα σύνολο μεθόδων δοκιμής για την ανίχνευση επιβλαβούς διαμεταλλικής φάσης σε διπλούς ωστενιτικούς/φερριτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, στο βαθμό που επηρεάζονται σημαντικά η σκληρότητα και η αντοχή στη διάβρωση.

Το πρότυπο περιλαμβάνει τρεις μεθόδους δοκιμής:

• Μέθοδος δοκιμής Α: Δοκιμή χάραξης με υδροξείδιο του νατρίου για ταξινόμηση δομών χάραξης.
• Μέθοδος δοκιμής Β: Δοκιμή κρούσης Charpy για ταξινόμηση δομών.
• Μέθοδος δοκιμής C: Δοκιμή διάβρωσης με χλωριούχο σίδηρο για ταξινόμηση δομών.

Η παρουσία διαμεταλλικών φάσεων μπορεί να συμβεί όταν οι ανοξείδωτοι χάλυβες ντουπλεξ εκτίθενται σε θερμοκρασίες από περίπου 600 °F έως 1750 °F (320 °C έως 955 °C). Η ταχύτητα καθίζησης εξαρτάται από τη σύνθεση και το θερμικό ή θερμομηχανικό ιστορικό. Η σωστή θερμική επεξεργασία μπορεί να εξαλείψει αυτές τις φάσεις. Η ταχεία ψύξη από την ανόπτηση διαλύματος παρέχει μέγιστη αντίσταση σε μεταγενέστερες θερμικές εκθέσεις.

Είναι σημαντικό ότι η συμμόρφωση με τις χημικές και μηχανικές απαιτήσεις της ισχύουσας προδιαγραφής προϊόντος δεν υποδηλώνει απαραίτητα την απουσία επιβλαβών φάσεων. Αυτό σημαίνει ότι ένα PQR ή MTR μπορεί να δείχνει αποδεκτές τιμές εφελκυσμού ενώ εξακολουθούν να υπάρχουν διαμεταλλικές φάσεις.

Διαφορετικά ερωτήματα, διαφορετικές μέθοδοι δοκιμής

Η επαληθευμένη διάκριση δεν μπορεί να τονιστεί αρκετά: η μέτρηση του κλάσματος φερρίτη και η ανίχνευση επιβλαβών διαμεταλλικών φάσεων απαντούν σε διαφορετικά μεταλλουργικά ερωτήματα.

Το κλάσμα όγκου φερρίτη είναι ένας δείκτης μικροδομικής ισορροπίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χαρακτηρίσει μια διαδικασία συγκόλλησης ή να επαληθεύσει την κατάσταση του βασικού υλικού, αλλά δεν σας λέει άμεσα αν έχουν σχηματιστεί φάση σίγμα, φάση χι ή άλλες διαμεταλλικές φάσεις.

Οι δοκιμές ASTM A923 έχουν σχεδιαστεί για να ανιχνεύουν την παρουσία διαμεταλλικών φάσεων που έχουν ήδη υποβαθμίσει τη σκληρότητα ή την αντοχή στη διάβρωση. Το A923 δεν μετρά το κλάσμα φερρίτη.

Οι αγοραστές δεν πρέπει ποτέ να χρησιμοποιούν ένα αποτέλεσμα A923 ως τιμή κλάσματος φερρίτη, ούτε να χρησιμοποιούν μια μέτρηση σημείων E562 ως απόδειξη ότι οι διαμεταλλικές φάσεις απουσιάζουν.

Τι πρέπει να επαληθεύουν οι αγοραστές στις προδιαγραφές

Τα αποδεκτά εύρη για το κλάσμα φερρίτη πρέπει να προέρχονται από την ισχύουσα προδιαγραφή. Αυτό θα μπορούσε να είναι:

• Το πρότυπο προϊόντος ASTM για το υλικό εξαρτήματος (για παράδειγμα, το A790/A790M καλύπτει σωλήνες χωρίς ραφή και συγκολλημένους φερριτικούς/ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, ενώ το A928/A928M καλύπτει σωλήνες ηλεκτρικής συγκόλλησης τήξης· τα εξαρτήματα μπορεί να αναφέρονται σε αντίστοιχο πρότυπο).
• Η προδιαγραφή διαδικασίας συγκόλλησης ή το αρχείο πιστοποίησης διαδικασίας.
• Η προδιαγραφή έργου ή οι τεχνικές απαιτήσεις του πελάτη.

Μην υποθέτετε ότι ένας γενικός "αριθμός φερρίτη" από ένα μαγνητικό όργανο είναι ισοδύναμος με ένα μεταλλογραφικό κλάσμα όγκου. Η σχέση μεταξύ αριθμού φερρίτη, περιεκτικότητας σε φερρίτη που μετράται με μαγνητικές μεθόδους και κλάσματος όγκου που προσδιορίζεται με μέτρηση σημείων δεν είναι άμεση. Πρέπει να χαρακτηρίζεται για κάθε υλικό και διαδικασία.

Έλεγχοι προμηθειών για παραγγελίες εξαρτημάτων ντουπλεξ

Όταν ζητάτε προσφορές για εξαρτήματα ντουπλεξ, προσθέστε αυτές τις ερωτήσεις στο RFQ σας:

1. Ποιο κριτήριο αποδοχής φερρίτη ισχύει; Ζητήστε από τον κατασκευαστή να αναφέρει το απαιτούμενο κλάσμα όγκου φερρίτη ή αριθμό φερρίτη και το ισχύον πρότυπο.
2. Ποια μέθοδος δοκιμής θα χρησιμοποιηθεί; Εάν η απαίτηση είναι μεταλλογραφικό κλάσμα όγκου, επιβεβαιώστε ότι γίνεται αναφορά στο ASTM E562 και ότι το εργαστήριο έχει εμπειρία με ανοξείδωτο χάλυβα ντουπλεξ.
3. Πώς θα αποκλειστούν οι επιβλαβείς διαμεταλλικές φάσεις; Ρωτήστε εάν το ASTM A923 θα εκτελεστεί σε αντιπροσωπευτικά δείγματα και ποια μέθοδος δοκιμής (Α, Β ή C) προσδιορίζεται.
4. Ποια είναι η θέση δειγματοληψίας; Οι διαμεταλλικές φάσεις μπορεί να υπάρχουν σε παχιά τμήματα ή σε θιγόμενες από τη θερμότητα ζώνες συγκόλλησης. Η δειγματοληψία πρέπει να είναι αντιπροσωπευτική των κρίσιμων θέσεων.
5. Υποστηρίζονται τα αποτελέσματα των δοκιμών από πλήρες πακέτο τεκμηρίωσης; Ζητήστε την έκθεση δοκιμής, την αναφορά μεθόδου και τον αριθμό των πεδίων που μετρήθηκαν ή των δειγμάτων που δοκιμάστηκαν.

Σημεία επιθεώρησης και τεκμηρίωσης

• Επιβεβαιώστε ότι το σχέδιο ποιότητας του κατασκευαστή περιλαμβάνει τόσο χημικές όσο και μηχανικές δοκιμές και ότι το A923 αναφέρεται όταν απαιτείται από την προδιαγραφή του έργου.
• Εξετάστε την έκθεση δοκιμής για τον προσδιορισμό και την έκδοση του προτύπου. Μια αναφορά που λέει "δοκιμή φερρίτη σύμφωνα με το ASTM E562" θα πρέπει να δείχνει το μέγεθος πλέγματος, τον αριθμό των πεδίων και το υπολογισμένο κλάσμα όγκου με στατιστική αβεβαιότητα.
• Ζητήστε αντίγραφο της πιστοποίησης διαδικασίας συγκόλλησης εάν τα εξαρτήματα είναι συγκολλημένα.
• Εάν εμπλέκεται επιθεώρηση τρίτου μέρους, προσδιορίστε ότι ο επιθεωρητής επαληθεύει τη μέθοδο δοκιμής και τα κριτήρια αποδοχής πριν από την απελευθέρωση.
• Μην αποδέχεστε έναν αριθμό φερρίτη από μαγνητικό όργανο ως υποκατάστατο του ASTM E562, εκτός εάν η προδιαγραφή του έργου επιτρέπει ρητά αυτή τη συσχέτιση.

Κοινοί κίνδυνοι στη δοκιμή φερρίτη και διαμεταλλικών φάσεων

• Προσδιορισμός λάθος δοκιμής: Η απαίτηση A923 όταν η πραγματική ανάγκη είναι η επαλήθευση του κλάσματος φερρίτη μπορεί να καθυστερήσει την παραγωγή και να προσθέσει κόστος.
• Εξίσωση μαγνητικών μετρήσεων με κλάσμα όγκου: Ο μαγνητικός αριθμός φερρίτη επηρεάζεται από το μέγεθος κόκκου ωστενίτη, τον προσανατολισμό και άλλους παράγοντες· δεν είναι άμεσο υποκατάστατο της μέτρησης σημείων.
• Αγνόηση της επίδρασης της συγκόλλησης: Η ακατάλληλη εισροή θερμότητας ή η θερμοκρασία μεταξύ των περασμάτων μπορεί να μεταβάλει την ισορροπία φερρίτη ή να προάγει την καθίζηση διαμεταλλικών φάσεων. Επαληθεύστε το WPS για εξαρτήματα ντουπλεξ.
• Βασιζόμενοι μόνο στο πιστοποιητικό υλικού: Όπως αναφέρει το A923, η συμμόρφωση με τις χημικές και μηχανικές απαιτήσεις δεν υποδηλώνει απαραίτητα την απουσία επιβλαβών φάσεων.
• Ασαφή κριτήρια αποδοχής: Εάν ο αγοραστής δεν προσδιορίσει ένα εύρος, ο κατασκευαστής μπορεί να χρησιμοποιήσει τα δικά του εσωτερικά κριτήρια, τα οποία μπορεί να μην ταιριάζουν με την απαίτηση του έργου σας.

Πώς να προχωρήσετε

Η προμήθεια εξαρτημάτων ντουπλεξ θα πρέπει να ξεκινά με μια σαφή γραπτή προδιαγραφή. Καθορίστε την απαίτηση φερρίτη, τη μέθοδο δοκιμής και τη μέθοδο ανίχνευσης διαμεταλλικών φάσεων πριν ζητήσετε προσφορές. Εάν η προδιαγραφή του έργου σας λέει "περιεκτικότητα σε φερρίτη σύμφωνα με το ASTM E562" ή "διαμεταλλικές φάσεις σύμφωνα με το ASTM A923", βεβαιωθείτε ότι ο κατασκευαστής κατανοεί ποιο πρότυπο ισχύει και ποια όρια αποδοχής ισχύουν.

Για μια πλήρη γκάμα εξαρτημάτων ντουπλεξ και άλλων ανοξείδωτων χάλυβων, δείτε τη γραμμή /en/products. Όταν είστε έτοιμοι να στείλετε ένα RFQ, συμπεριλάβετε τις ακριβείς ρήτρες δοκιμής και τα κριτήρια αποδοχής από την προδιαγραφή του έργου σας· η σελίδα /en/inquiry σάς επιτρέπει να επισυνάψετε αυτά τα έγγραφα απευθείας.

Πηγές

• https://store.astm.org/e0562-19e01.html
• https://store.astm.org/a0923-25.html