為了考核每臺容器、鍋爐或不銹鋼焊管焊縫的化學(xué)成分、金相組織、力學(xué)性能及耐晶間腐蝕性能,不可能直接在不銹鋼焊管產(chǎn)品上截取焊接接頭試件進行試驗。通常在容器、鍋爐或管路施焊過程中帶焊接試板,試板的牌號、爐批號、厚度應(yīng)當(dāng)與產(chǎn)品鋼材完全相同,焊接材料也應(yīng)與產(chǎn)品焊接中焊接材料同規(guī)格、同爐批號。試板的焊接工藝與焊接成品時相同,焊接試件可以在焊接產(chǎn)品之初施焊,也可以在焊接不銹鋼管產(chǎn)品結(jié)束后施焊,焊工和焊接設(shè)備仍與焊接產(chǎn)品時一樣。這樣做的目的是使它所處環(huán)境與正式產(chǎn)品一樣,成為焊接產(chǎn)品的一個組成部分,完全可以用它來代表產(chǎn)品焊接接頭的質(zhì)量,焊接試件所取得的各項數(shù)據(jù)亦可代表該產(chǎn)品焊接接頭的真實情況。
一、破壞性檢驗包括下列內(nèi)容:
1. 焊接接頭性能檢驗
焊接接頭力學(xué)性能試驗按《焊接接頭機械性能試驗取樣方法》(GB/T 2649-1989)進行。焊接接頭力學(xué)試驗按《焊接接頭拉伸試驗方法》(GB/T 2651-2008)、《焊接接頭彎曲試驗方法》(GB/T 2653-2008)、《焊接接頭硬度試驗方法》(GB/T 2654-2008)和《焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法》(GB/T 2652-2008)等標準進行檢驗,必要時還需焊接接頭的沖擊試驗,按《焊接接頭沖擊試驗方法》(GB/T 2650-2008)標準進行。
2. 焊縫金屬的化學(xué)成分分析
從焊縫金屬中鉆取試樣進行化學(xué)分析,測定各元素含量。
3. 焊接接頭金相組織檢查
從焊接試件中截取焊縫及熱影響區(qū)試樣,借助于放大鏡或顯微鏡檢查該區(qū)域由于焊接過程熱循環(huán)的影響而產(chǎn)生的金相組織變化。
4. 鐵素體含量的測定
如前所述,在奧氏體型不銹鋼焊縫中含有一定數(shù)量的鐵素體組織,能提高焊縫金屬的抗裂性能和耐晶間腐蝕能力。但鐵素體含量過多,也是有害的。控制鐵素體在焊縫金屬中含量,可以避免焊縫金屬在溫度較高的工作條件下形成σ相組織,也可防止在非氧化性介質(zhì)中化學(xué)耐腐蝕性能的降低。測定焊縫金屬中鐵素體含量,根據(jù)《鉻鎳奧氏體不銹鋼焊縫鐵素體含量測量方法》(GB/T 1954-2008)進行。
5. 耐蝕性檢查
為了確保奧氏體不銹鋼焊管焊接接頭具有良好的耐蝕性,應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖樣要求按照不同的耐腐蝕方法進行不同的檢測,試驗合格后,將其結(jié)果填寫在產(chǎn)品制造工序卡中流轉(zhuǎn),最后存檔。
二、破壞性試驗方法在檢驗焊縫中強導(dǎo)體含量主要有金相法和磁性法。
1. 金相法
是一種破壞性試驗方法。通常在產(chǎn)品上帶有檢驗用的焊接試樣,或者在厚為12~16mm鋼板上堆焊大于5層的焊縫。從焊縫金屬或堆焊金屬長度方向中段切取金相試樣10~12mm,垂直于焊接方向的橫斷面金相觀測面的金相試樣,不應(yīng)在起弧和滅弧處取樣。共取不少于6個金相試樣,將其進行研磨、拋光、浸蝕,以試樣能完整、真實、清晰地顯示出鐵素體的輪廓為準。
金相法鐵素體的測量規(guī)定用金相割線法作為統(tǒng)一的測量方法,求鐵素體的平均含量。金相割線法是定量金相方法之一,是將試樣放在放大倍數(shù)不小于500倍的顯微鏡下,用帶有100個刻度(格)的測微目鏡或有100分度的目鏡片測量分度直尺(線)切割到的相對量(占100個格中的多少格),所得數(shù)值作為該視場內(nèi)鐵素體的相對量。移動載物臺,更動視場位置,可以選測任意的視場數(shù)目,一般只需選擇不小于10個有代表性視場,取其平均值作為該試樣中鐵素體的平均含量。
單面焊縫,一般以其正面最外層焊道中部橫斷面作為測量部位;雙面焊縫則以兩個正面最外層焊道中部橫斷面作為測量部位,如圖7-1所示。堆焊金屬應(yīng)以最外層中部斷面作為測量部位,如圖7-2所示。對于大面積堆焊有過渡層時,根據(jù)技術(shù)條件測量過渡層的鐵素體含量,則以其最外層兩道搭接處作為測量部位。
一般情況下,取3個金相試樣。每個試樣都測10以上有代表性視場,取平均值作為該試樣測量結(jié)果,再以3個試樣測量結(jié)果的平均值作為最后結(jié)果。
另外,金相標樣圖譜法屬于近似或半定量的金相法,用它測量只能給出鐵素體含量的大致數(shù)值范圍,可在比較篩選試驗、中間近似測量及其他半定量試驗時使用。
近年來,國內(nèi)外發(fā)展使用了“掃描電鏡和微機處理的聯(lián)合測定法”。先切取金相試片后,通過掃描電鏡進行攝像,然后經(jīng)過微機進行著色處理,并精確地計算出不同的含量;也可以通過掃描電鏡目測相的分布狀態(tài),這是目前測量鐵素體含量最先進的方法,已得到廣泛采用。
2. 磁性法
根據(jù)磁導(dǎo)率變化來測定鐵素體的含量。磁性法分破壞性測量和非破壞性測量兩種。破壞性測量試樣的取樣,基本上與金相法標準中關(guān)于測量部位的有關(guān)規(guī)定相同。非破壞性測量用探頭式儀器進行,根據(jù)技術(shù)條件和實際情況,適當(dāng)選擇合理部位。在選定的測量部位取10個均勻分布的測量值的平均值,作為測量結(jié)果。測量不銹鋼復(fù)合板及堆焊層的鐵素體的探頭儀應(yīng)備有專用探頭,磁場滲透深度≤2mm,以保證鐵磁基材對測量結(jié)果不產(chǎn)生明顯影響。探頭式儀器使用過程中,探頭的觸頭與被測面之間應(yīng)保持點接觸。該檢查方法不適于純奧氏體不銹鋼焊管的焊縫。