Радиографический контроль сварных швов из нержавеющей стали: сравнение критериев приемлемости при комнатной температуре и при UT

Jul 15, 2026

Оставить сообщение

Введение

 

Нержавеющая стальКачество сварки напрямую определяет, выдержит ли труба, резервуар или сосуд под давлением условия эксплуатации. Радиографический контроль (RT) и ультразвуковой контроль (UT) являются двумя наиболее широко используемыми методами объемного контроля сварных швов в нормах ASME и ISO. В этом руководстве сравниваются их критерии приемки, возможности и ограничения -, чтобы инженеры и покупатели могли с уверенностью выбрать правильный тест для своего проекта.

 

Radiographic Testing of Stainless Steel Welds

 

Когда вы заказываете фитинги, фланцы или готовые сосуды из нержавеющей стали у такого поставщика, как JN Alloy, качество сварных швов, соединяющих эти компоненты, часто является наиболее важным параметром во всей сборке. Сварной шов, который выглядит идеально на поверхности, может содержать внутренние дефекты - пористость, непровар или трещины -, которые могут привести к катастрофическому разрушению под давлением, температурой или агрессивными условиями эксплуатации.

 

В этой статье даны ответы на шесть вопросов, которые чаще всего задают инженеры по сварке и специалисты по снабжению о RT и UT:

 

  • Как каждый метод обнаруживает дефекты сварного шва?
  • Какие критерии приемки применяются к сварным швам из нержавеющей стали согласно стандарту ASME B31.3 или разделу VIII ASME?
  • Какой метод более чувствителен к наиболее опасным типам дефектов при работе с нержавеющей сталью?
  • Как RT и UT сравниваются по стоимости, скорости и возможности отчетности?
  • Когда код требует использования одного метода вместо другого - или обоих?
  • Что вы должны потребовать от своего поставщика в отношении документации по контролю сварных швов?

 

Почему важны испытания сварных швов из нержавеющей стали

 

Сварные швы из нержавеющей стали не только механически слабее основного металла -, но и являются наиболее распространенной точкой возникновения коррозионного растрескивания при эксплуатации. Зона -термического воздействия (ЗТВ), прилегающая к сварному шву, подвергается термическому циклу, который может уменьшить осаждение карбида хрома, снизить эффективное содержание хрома на границах зерен и создать остаточные растягивающие напряжения. Любой дефект в сварном шве или рядом с ним - трещина, непровар или значительная пористость - концентрирует напряжение и становится источником коррозионного растрескивания под напряжением (SCC) или роста усталостных трещин.

 

В отличие от углеродистой стали, аустенитные нержавеющие стали (304L, 316L, 321, 347) имеют микроструктуру (аустенит, гранецентрированную кубическую), которая не переходит в более твердую фазу при охлаждении. Это означает, что ЗТВ сохраняет относительно высокую пластичность, но подвержена:

 

  • Сенсибилизация: при температуре 450–850 градусов карбиды хрома (Cr₂₃C₆) выпадают в осадок на границах зерен, обедняя содержание хрома на границе до уровня ниже порога 10,5 %, необходимого для пассивности -, что приводит к межкристаллитной коррозии.
  • Охрупчивание сигма-фазы: в дуплексных и супердуплексных марках чрезмерное тепловложение может привести к превращению ферритной фазы в хрупкую сигма-фазу, что значительно снижает ударную вязкость.
  • Рост зерен: крупные столбчатые зерна в металле сварного шва снижают ударную вязкость и могут выступать в качестве мест зарождения трещин.
  • Дельта-ферритное разделение. Устойчивость литья к горячему растрескиванию связана с балансом феррита-аустенита -, неправильный химический состав присадочной проволоки усиливает этот риск.

 

Why Weld Testing Matters for Stainless Steel

 

Какие типы сварочных дефектов обнаруживает каждый метод?

 

RT (радиографический контроль) превосходно подходит для обнаружения объемных дефектов - газовых пор, шлаковых включений и червоточин -, поскольку создает фотографическое изображение всего объема сварного шва. UT (ультразвуковой контроль) лучше подходит для обнаружения плоских дефектов -, трещин, непроваров и пластинчатых разрывов -, поскольку он измеряет изменение акустического импеданса на границах дефекта, а не усредняет его по проецируемой площади.

 

Эти два метода действительно дополняют друг друга. Наиболее опасные дефекты в эксплуатации нержавеющей стали - коррозионные трещины под напряжением и дефекты-отсутствия-проваров - носят планарный характер. Вот почему многие критически важные-технические условия обслуживания (ASME B31.3, API 650, ISO 15156) требуют как RT, так и UT для разных частей одной и той же системы сварки.

 

Тип дефекта

Описание

Чувствительность RT

Чувствительность UT

Актуальность кода

Газовая пористость

Сферические газовые карманы, захваченные во время затвердевания

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

⭐⭐ Ограниченный (мелкие поры)

Обычно используется в сварных швах нержавеющей стали GTAW/SMAW.

Шлаковые включения

Не-твердый материал, застрявший в металле сварного шва

⭐⭐⭐⭐ Очень хорошо

⭐⭐⭐ Хорошо (шлаки крупнее)

Наиболее распространенный дефект сварного шва нержавеющих труб.

Отсутствие слияния (LOF)

Неполное соединение между сварным валиком и основой/предварительным проходом

⭐⭐ Умеренный (зависит от ракурса)

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

Самый опасный дефект для инициирования SCC

Трещины (продольные/поперечные)

Хрупкие или пластичные поверхности излома

⭐⭐ Умеренная (мелкие трещины трудно увидеть)

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

Критично при циклическом/усталостном обслуживании.

Подрез

Канавка, вплавленная в основной металл на стыке сварного шва

⭐⭐ Ограниченная версия (2D-проекция)

⭐⭐⭐ Хорошо (измерение глубины)

Поверхность-подключена; Риск возникновения SCC

Неполное проникновение (IPP)

Корень не полностью сросся

⭐⭐⭐ Хорошо (если позволяет геометрия)

⭐⭐⭐⭐ Отлично (поперечная волна)

Критично для корневых проходов труб.

Вольфрамовые включения (сварные швы TIG)

Частицы вольфрама, внедренные в сварной шов

⭐⭐⭐⭐ Очень хорошо

⭐⭐⭐ Хорошо

Обычное явление в аустенитной нержавеющей стали GTAW

Кратерные трещины

Звездообразные-трещины на конце сварного шва

⭐⭐⭐ Хорошо

⭐⭐⭐⭐ Отлично (угловой луч)

Признак чрезмерного тока или загрязнения

[Источник] ASME Раздел V, Статья 2 (RT) и Статья 5 (UT); АРМ Д1.6/Д1.6М-2023.

 

Как работает радиографическое тестирование (RT)

 

Радиографические испытания используют рентгеновские-лучи (10–500 кВ) или гамма-лучи (иридий-192, кобальт-60) для проникновения в сварной шов. Различные материалы и плотности ослабляют излучение с разной скоростью. Пленочный или цифровой детектор на дальней стороне фиксирует картину пропускания: пустоты, плотные включения и трещины выглядят как более светлые или темные изображения на фоне окружающего металла сварного шва. Полученная рентгенограмма представляет собой 2D-проекцию 3D-объема, что означает, что дефекты, перекрывающиеся в направлении луча, накладываются друг на друга и не могут быть решены индивидуально.

 

How Radiographic Testing RT Works

 

При термической сварке нержавеющей стали процедура соответствует разделу V ASME, статье 2 (серия T-2) и интерпретируется в соответствии с эталонными рентгенограммами AWS B1.11 или ASTM E94.

 

Выбор источника RT для сварных швов из нержавеющей стали

 

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 мм), но дает менее контрастные изображения из-за более высокой энергии.

 

Источник радиации

Энергетический диапазон

Типичное использование (толщина стенки)

Контраст

Безопасность

Размер источника

Рентгеновский-луч (150 кВ)

150 кВ

3–25 мм

Высокий

Умеренный (электрическое отключение)

Точечный источник (~1 мм)

Рентгеновский-луч (220 кВ)

220 кВ

20–50 мм

Высокий-Средний

Умеренный

Точечный источник (~1 мм)

Рентген-лучевой (250 кВ)

250 кВ

40–80 мм

Середина

Выше (более продолжительное воздействие)

Точечный источник (~1 мм)

Иридий-192 (Ир-192)

Гамма 312–470 кэВ

25–100 мм

Средний-Низкий

Требует экранирования; без отключения

4–8 мм (больше, чем рентгеновский- луч)

Кобальт-60 (Co-60)

1.17+1.33 МэВ гамма

50–200 мм+

Низкий

Высокая активность; удаленное управление

Более крупный источник

Больший размер источника гамма-лучей является существенным ограничением: Ir-192 и Co-60 создают геометрическую нерезкость, которая снижает эффективную чувствительность к небольшим дефектам. Для тонкостенных труб из нержавеющей стали (SCH 10S–SCH 40S) всегда предпочтителен рентген.

 

Критерии приемки RT согласно ASME B31.3

 

ASME B31.3 Технологические трубопроводы, параграф 341.4, определяет критерии приемлемости для RT сварных швов. Для категории D (умеренное давление/температура) и эксплуатации с нормальной жидкостью: критерии приемки не обязательны -, инженер может указать B31.3 или принять согласно AWS D1.1/D1.6. Для категории M (токсичные, летальные) и трубопроводов высокого-давления: RT является обязательным согласно 341.4.1, а неприемлемые показания должны оцениваться в соответствии со статьей 2 раздела V ASME. В стандарте также указано, что любой сварной шов, принятый RT, не должен иметь никаких указаний, размеры которых превышают пределы применимого стандарта, на который ссылаются.

 

Таблица 341.4.2 в B31.3 непосредственно не предписывает конкретные размеры, подлежащие отклонению -, вместо этого она ссылается на критерии приемки процедуры письменного экзамена изготовителя, которые должны быть одобрены инженером. На практике большинство проектов технологических трубопроводов из нержавеющей стали в химической, фармацевтической и пищевой промышленности ссылаются на ASTM E390 (эталонные рентгенограммы сварных швов стали плавлением) для определения уровней приемки.

 

Специальные критерии приемки RT для сварных швов из нержавеющей стали (AWS D1.6)

 

AWS D1.6/D1.6M-2023 (Правила по сварке конструкций — нержавеющая сталь) — это наиболее часто упоминаемый стандарт критериев приемки сварных швов нержавеющей стали при комнатной температуре. В таблице 6.11 D1.6 указаны максимально допустимые размеры дефектов в зависимости от категории сварного шва (категория F для угловых швов, категория P для пробочных/пазовых швов). Для стыковых сварных швов, оцененных RT, критерии браковки определяются техническими условиями инженера, обычно ссылаясь на эталонные рентгенограммы ASTM E390 с уровнями приемки от R-1 до R-3.

 

Уровень приемлемости AWS D1.6/ASTM E390

Максимальный размер индикации

Расстояние между показаниями

Типичное применение

R-1 (самый строгий)

Пористость: Меньше или равна 1,6 мм в диаметре. Макс; макс. 3 на диаметр 25 мм. круг; LOF: ничего не разрешено

Больше или равно 3 × максимальному диаметру индикатора

Самолеты/аэрокосмическая промышленность; криогенная служба

Р-2 (Стандартный)

Пористость: Меньше или равна 3,2 мм в диаметре; максимальная плотность 6 на круг диаметром 25 мм; LOF: должен быть дискретным

Больше или равно 2 × максимальному диаметру индикатора

Напорный трубопровод; химический завод; общепромышленный

R-3 (умеренный)

Пористость: Меньше или равна 4,8 мм в диаметре; максимальная плотность 10 на круг диаметром 25 мм; LOF: должен быть дискретным

Больше или равно 1,5× максимального диаметра индикатора

Не-критическая конструкция; дренаж; низкое-давление

R-4 (наименее строгий)

Пористость: Меньше или равна 6,4 мм в диаметре. или согласно утверждению инженера

Не указан

Приложения с низкими-последствиями

[Источник] AWS D1.6/D1.6M-2023, таблица 6.11 и приложение А; ASTM E390-21, «Стандартные эталонные рентгенограммы сварных швов стали плавлением».

 

Требования IQI (индикатор качества изображения)

 

В соответствии со статьей 2 раздела V ASME и AWS D1.6, RT стыковых сварных швов из нержавеющей стали должен включать IQI (также называемый пенетраметром), расположенный на стороне источника сварного шва. IQI должен иметь диаметр проволоки или отверстия, соответствующий 2-2–2% толщины сварного шва для IQI с отверстиями или эквивалентную чувствительность IQI проволоки. IQI должен быть виден на рентгенограмме, чтобы подтвердить, что система RT достигла необходимой контрастности и чувствительности.

 

Для сварного шва из нержавеющей стали толщиной 12 мм: для 2-2T IQI требуется, чтобы проволока диаметром 0,25 мм была видна. Для сварного шва диаметром 25 мм: для 2-2T IQI требуется проволока диаметром 0,50 мм. Если IQI не виден, рентгенограмма отклоняется независимо от того, что на ней изображено.

 

Тип отверстия-IQI: диаметр отверстия 1T, 2T, 4T (где T=номинальная толщина сварного шва)

 

Тип провода-IQI: комплект проводов ASTM E747; обозначения диаметра проволоки от 6 до 1 (6=самая тонкая, 1=самая грубая)

 

Требуемая чувствительность: минимум 2–2T для большинства трубопроводов/емкостей; 1-1T для критически важных ядерных услуг

 

Как работает ультразвуковой контроль (УЗК)

 

Ультразвуковой контроль использует высокочастотные-звуковые волны (1–10 МГц для контроля сварных швов), вводимые в сварной шов с помощью пьезоэлектрического зонда. Звук проходит через материал, пока не достигнет границы -: дальней поверхности, дефекта или геометрической особенности. Время-пролета-и амплитуда отраженного сигнала (сканирование А-) ​​сообщают технику о глубине, размере и характере отражателя. Это делает УЗ уникальной способностью обнаруживать плоские дефекты (трещины, непровары), которые почти невидимы на рентгенограммах -, поэтому УЗ является обязательным при корневом проходе большинства систем трубопроводов ASME B31.3 и B31.1.

 

How Ultrasonic Testing UT Works

 

Наиболее важным методом УЗК для контроля сварных швов является исследование поперечной волной (45–70 градусов) с использованием угловых-лучевых датчиков в соответствии с ASME Раздел V, Статья 5 (серия T-5). Сдвиговая волна распространяется со скоростью поперечной волны в материале (приблизительно 3120 м/с для аустенитной нержавеющей стали), отражаясь от внутренних дефектов на границе раздела луч-дефект.

 

Критерии приемки UT согласно ASME B31.3

 

ASME B31.3, параграф 345.7.3, определяет, что для проверки UT (или ET, MT, PT) должны быть проверены все отражатели, которые дают отклик, превышающий 20% от первичного эталона (кривая DAC / эталонный уровень). Классификация показаний приведена в Таблице 345.7.3: линейные показания, длина которых превышает или равна 1,5 мм (1/16 дюйма), а также округлые показания, диаметр которых превышает или равен 5 мм (3/16 дюйма) при указанном уровне брака, требуют оценки инженером.

 

В таблице критериев приемлемости B31.3 UT показания классифицируются по:

 

Тип индикации

Длина/Размер

Требование к пространству

B31.3 Действие

Линейная (трещина, LOF, шлак)

Больше или равно 1,5 мм (1/16 дюйма)

Расстояние, превышающее или равное 3× длине между соседними

Расследовать; может быть отклонено инженером

Закругленные (пористость, вольфрам)

Диаметр больше или равен 5 мм (3/16 дюйма)

Расстояние больше или равно 1× диаметра между соседними

Расследовать; применяются ограничения по плотности

Линейная индикация < 1,5 мм

Ниже порога

N/A

Принято - никаких дальнейших действий

Закругленная индикация < 5 мм

Ниже порога

N/A

Принято - никаких дальнейших действий

Кластер закругленных показаний

Множественные Площадь меньше или равна 5 мм

Разделение <диаметр

Считать единичным показанием, превышающим или равным 5 мм.

Рассеянная пористость на UT

Индивидуальный<5 mm

Широко расставленные

Приемлемый; RT может потребоваться для подтверждения

 

[Источник] ASME B31.3-2022, таблица 345.7.3 и параграф 345.7.3. Критерии приемки УЗ сварных швов технологических трубопроводов.

 

Критерии приемки UT согласно разделу VIII ASME (сосуды под давлением)

 

Раздел 1 ASME VIII, раздел 1, UW-51 требует объемного контроля стыковых сварных швов, которые подвергаются полной рентгенографии (соединения категории A) или выборочному исследованию (соединения категории B). Для проверки стыковых сварных швов УЗК вместо КТ согласно UW-51(a)(3): все соответствующие показания должны быть охарактеризованы и оценены. Критерии приемки ссылаются на статью 5 раздела V ASME, T-572.1.1, в которой указано, что любое показание с откликом, превышающим 100% от контрольного уровня, является неприемлемым. Ответ 50–100% требует характеристики и инженерной оценки.

 

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 мм), где геометрическая нерезкость RT снижает эффективность.

 

Система ЦАП / эталонного уровня в UT

 

Приемлемость UT основана на кривой коррекции амплитуды расстояния-(DAC), которая представляет собой график зависимости размера отражателя от расстояния в материале. Кривая DAC создается с использованием насечек, боковых-отверстий или отверстий с плоским-дном (FBH) в эталонном образце из того же материала и толщины, что и исследуемый компонент. Показания, которые дают сигналы выше кривой DAC (или выше 20% уровня DAC для исследования), помечаются для оценки. Это делает UT калиброванным количественным методом -, а не просто наблюдением за пройденным/неудовлетворительным испытанием -, и является основой его высокой чувствительности к планарным дефектам.

 

Контрольный уровень для сварных швов из нержавеющей стали обычно устанавливается с помощью:

 

  • ASME Раздел V Статья 5 Рис. T-574.2.1-1 Эталонные образцы (варианты толщины 2T, 4T)
  • Боковые-отверстия: диаметром 1,5 мм, 3,0 мм, 4,5 мм на указанных расстояниях.
  • Амплитуды SDH представлены на графике в зависимости от расстояния; результирующая кривая становится 100% эталонным уровнем.
  • Уровень расследования 20 % и уровень отклонения 100 % получены на основе этой кривой.

 

RT против UT: измерение-по-сравнению измерений

 

УЗТ выявляет плоские дефекты (трещины, непровары) со значительно большей достоверностью, чем РТ. RT лучше подходит для объемных дефектов (пористость, шлаковые включения), поскольку дает прямое изображение. Для сварных швов из нержавеющей стали, используемых в критически важных сферах (нефтегазовая, химическая, фармацевтическая промышленность), это означает, что UT является более важным испытанием-безопасности для выявления дефектов, которые с наибольшей вероятностью могут привести к отказу.

 

Категория дефекта

Пример дефекта

Надежность обнаружения RT

Надежность UT-обнаружения

Планарный - самый опасный

Продольная трещина, LOF

⭐⭐ Умеренный

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

Планарный

Поперечная трещина, трещина ЗТВ

⭐⭐ Умеренный

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

Планарный

Пластинчатый разрыв (на всю-толщину)

⭐⭐⭐ Хорошо (если ориентироваться)

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

Объемный

Кластер пористости

⭐⭐⭐⭐⭐ Отлично

⭐⭐ Ограниченный (маленький)

Объемный

Шлаковые включения

⭐⭐⭐⭐ Очень хорошо

⭐⭐⭐ Хорошо (больше)

Объемный

Вольфрамовые включения

⭐⭐⭐⭐ Очень хорошо

⭐⭐⭐ Хорошо

Геометрический

Вогнутость корня (всасывание-внутрь)

⭐⭐ Ограничено

⭐⭐⭐⭐ Очень хорошо (рост)

Геометрический

Глубина подрезки

⭐⭐ Ограничено

⭐⭐⭐⭐ Очень хорошо (глубина)

 

Диапазон толщины стенок и покрытие

 

RT ограничено геометрической нерезкостью на очень тонких и очень толстых участках. UT ограничен расходимостью луча и затуханием в очень толстых секциях, но современный UT с фазированной решеткой (PAUT) расширяет эффективное покрытие до 200 мм+ с полным кодированием. Для труб из нержавеющей стали с толщиной стенок 3–100 мм (большинство коммерческих применений) применимы оба метода -, но RT обеспечивает постоянное, проверяемое изображение, тогда как UT предоставляет информацию о глубине, которую RT не может предоставить.

 

Параметр

РТ (Рентген/ИК-192)

UT (обычный / PAUT)

Минимальная толщина стенки

3 мм (рентгеновский снимок); 25 мм (Ир-192)

2 мм (высокая частота); практический минимум ~3 мм

Максимальная толщина стенки

80 мм (рентгеновское излучение 250кВ); 200 мм (Ко-60)

200+ мм (ПАУТ); обычный ~100 мм

Покрытие за выстрел/ход

Ширина пленки=внутренний диаметр сварного шва + внешний диаметр покрытия

Угол луча × 2=ширина зоны покрытия; требует сканирования

Требуется внутренний доступ

Да - источник с одной стороны, детектор с другой

Нет - одностороннего-достаточного доступа

Скорость (полевые условия)

Медленная - обработка пленки 30–60 мин; цифровой быстрее

Быстрое - сканирование-А-в реальном времени; кодированное сканирование=1–2× время RT

Постоянная запись

Да, - рентгенограмма, пленка/цифровое изображение является рекордом

А-сканирование сигналов + отчет УЗД; PAUT C-сканирование может быть записано

 

Требования кода: когда каждый метод является обязательным

 

И ASME B31.3, и раздел VIII ASME определяют RT в качестве основного обязательного объемного контроля стыковых сварных швов в соединениях категории A для большинства трубопроводов и сосудов под давлением. UT является приемлемой альтернативой в трех случаях: (1) когда геометрия сварного шва препятствует адекватному RT (сварные швы в патрубках, сварные швы в сосудах); (2) когда толщина стенки превышает практический диапазон RT; (3) если это указано инженером в качестве дополнительной проверки для обеспечения дополнительного запаса прочности. Для трубопроводных систем с высоким риском SCC или термоциклирования многим инженерам требуется UT в дополнение к RT, особенно из-за его превосходной чувствительности к плоским дефектам.

 

Приложение/Код

Объемное исследование по умолчанию

УТ разрешено?

РТ обязателен?

Примечания

ASME B31.3 Категория D (нормальная)

RT или UT согласно спецификации инженера

Да - в качестве альтернативы

Только если указано

Большинство трубопроводов химических заводов

ASME B31.3 Категория M (токсичность)

Требуется RT согласно 341.4.1

Альтернатива разрешена

Да (по умолчанию)

Служба смертельной жидкости

ASME B31.3 Высокое-давление

Требуется RT

Альтернатива разрешена

Да (по умолчанию)

HP выше порога B31.6

ASME VIII, раздел 1, UW-51, категория A

RT (полный) или UT (альтернативный)

Да ( UW-51(а)(3) )

По умолчанию для категории A

Сосуды и сварные швы корпусов

ASME VIII, раздел 2

RT (полный) или RT+UT

Да, с одобрения инженера

Обычно требуется

Более высокий расчетный коэффициент, раздел 2

API 650 Сварные швы резервуаров

RT (полный) или спотовый RT

Пятно UT разрешено согласно 7.4

По умолчанию для кольцевых пластин

Резервуары для хранения

ISO 15156 (NACE) Служба H₂S

RT + UT рекомендуется

Оба предпочтительны для HAZ

Первичный экзамен

SCC-критичен; нет LOF приемлемого

ASTM A262, практика E (ASTM)

Н/Д - испытание материала, а не проверка сварных швов

N/A

N/A

Проверяет сенсибилизацию; не заменяет RT/UT

Ядерная промышленность (ASME NQA-1)

РТ первичный; требуется 100%

Приемлемо согласно N-QA-1

Обязательно для сварных швов класса 1.

Самое строгое требование

[Источник] ASME B31.3-2022; ASME Раздел VIII Раздел 1 UW-51; API 650 2020; ИСО 15156-2015.

 

Сравнение стоимости и оборота

 

RT обычно на 20–40% дороже на сварное соединение, чем обычное UT для той же длины сварного шва при изготовлении труб из нержавеющей стали, в первую очередь из-за стоимости пленочного/цифрового детектора, требований радиационной безопасности и более низкой производительности. UT с фазированной решеткой (PAUT) сопоставим с RT по -суставной стоимости полного обследования, но создает воспроизводимый файл данных, хранящийся в цифровом виде -, что делает его все более предпочтительным для-производителей, заботящихся о качестве, и их клиентов.

 

Фактор стоимости

RT (Обычный фильм)

РТ (Цифровой DR)

UT (обычный)

УТ (ПАУТ)

Стоимость оборудования

Умеренная (рентгеновская трубка + пленка)

Высокий (цифровая детекторная панель)

Умеренный (прибор UT)

Высокий (фазированная решетка + энкодер)

Стоимость-обследования суставов (труба DN100)

25–45 долларов за косяк

18–30 долларов за косяк

15–25 долларов за косяк

20–35 долларов за косяк

Затраты на безопасность

Высокий (настройка зоны излучения)

Высокий (тот же)

Минимальный

Минимальный

Скорость (DN100, одностенный)

10–20 мин на экспозицию

3–5 минут на экспозицию

5–10 мин на сустав

8–15 мин на сустав

Подготовка отчета

Умеренная (маркировка пленкой, обработка)

Быстро (цифровая маркировка)

Умеренный (захват формы сигнала)

Умеренный–медленный (обзор данных)

Постоянное качество записи

Отлично (фильм)

Отлично (формат DICONDE)

Хорошо (захват сигнала)

Отлично (C-скан изображения +录像)

Прослеживаемость для MTR

Фильм заархивирован вместе с записями о работе

Цифровой файл в архиве

Отчет UT + осциллограммы

Закодированный файл сканирования заархивирован

[Источник] JN Записи по контролю качества изготовления сплавов; сопоставимые рыночные данные европейских и китайских производственных предприятий, 2023–2025 гг.

 

Марка нержавеющей стали-Особенности

 

Сварные швы аустенитной нержавеющей стали представляют собой уникальные проблемы как для RT, так и для UT, которые не влияют на углеродистую сталь: столбчатая структура зерен аустенитного металла сварного шва может рассеивать рентгеновские-лучи и ультразвуковые лучи, снижая эффективную чувствительность. Дуплексные и супердуплексные сварные швы имеют более мелкую зернистость и лучшие акустические свойства для UT. По этой причине RT сварных швов из аустенитной нержавеющей стали требует немного большего времени выдержки, чем из углеродистой стали той же толщины, и контактную жидкость UT (обычно гель на основе гликоля) необходимо осторожно наносить, чтобы избежать хлоридной коррозии под напряжением на испытуемой поверхности.

 

Нержавеющая сталь

РТ Челлендж

ЮТ ​​вызов

Рекомендуемый метод

304L / 316L Аустенитный

Более крупные столбчатые зерна → небольшой разброс

Зерновой шум (структурный BACK-SCATTER)

РТ первичный; UT для root/LOF

321/347 (стабилизированный)

То же, что 304L/316L

Тот же шум зерна

РТ первичный; УТ как дополнение

Дуплекс 2205 (S32205)

Минимальный дополнительный вызов против CS

Более низкое затухание; хороший сигнал UT

УТ отлично; РТ тоже очень хорошо

Супер Дуплекс 2507 (S32750)

Минимальный дополнительный вызов против CS

Хороший ответ UT; мелкое зерно

Предпочтительно UT (чувствительность к LOF)

904Л/254СМО Супераустенитный

Более высокое содержание сплава → более высокое затухание

Повышенное рассогласование акустического импеданса

Предпочтителен RT; UT приемлемо

317L/316L НМ (атомная энергия)

Более строгие стандарты RT (NQA-1)

Более низкие пороги принятия

Оба необходимы в соответствии с NQA-1.

 

UT с фазированной решеткой (PAUT): современный стандарт для критических сварных швов

 
Ультразвуковой контроль с фазированной решеткой (PAUT) использует массив из нескольких пьезоэлектрических элементов, которые могут управляться и фокусироваться с помощью электроники, создавая в реальном времени-закодированное изображение поперечного-поперечного сечения (C-сканирование) внутренней части сварного шва. PAUT обнаруживает те же типы дефектов, что и обычный UT, но с значительно улучшенной вероятностью обнаружения (PoD) -, особенно для наклонных трещин и отсутствия--дефектов плавления при сложной геометрии сварных швов. При производстве труб из нержавеющей стали в нефтегазовой, химической и атомной промышленности PAUT быстро становится предпочтительной альтернативой RT, где было получено соответствие нормам.
 
Phased Array UT The Modern Standard for Critical Welds
 

Ключевым преимуществом PAUT по сравнению с обычным UT является управление лучом: один и тот же датчик может создавать лучи поперечной волны под углом 45, 60 и 70 градусов, регулируя последовательность (закон) возбуждения элементов массива. Это означает, что один датчик может исследовать сварной шов под разными углами, не перемещая датчик -, что значительно улучшает PoD для дефектов, которые ориентированы перпендикулярно только одному углу луча.

 

PAUT против RT: когда выбирать PAUT

 

PAUT следует указывать вместо обычного RT для сварных швов из нержавеющей стали, когда: (1) ориентация дефекта неизвестна или предполагается, что она разнонаправленная-; (2) сварной шов имеет сложную геометрию (пересечения ТКИ, провары патрубков); (3) для файла проекта требуется постоянная,-хранящаяся в цифровом виде, воспроизводимая запись данных; (4) толщина сварного шва превышает 50 мм, при этом геометрическая нерезкость RT ухудшает чувствительность. PAUT НЕ следует указывать вместо RT, если применимые нормы прямо требуют радиографического контроля (например, некоторые сварные швы класса 1 по ядерному кодексу), если только нормы явно не допускают PAUT в качестве альтернативы.

 

Критерий

Обычный РТ

PAUT (Фазированная решетка UT)

Победитель

Обнаружение трещин/LOF (наклонено)

Умеренный

Отлично (управление лучом)

ПАУТ

Обнаружение пористости/шлака

Отличный

Хорошо (но менее интуитивно понятно)

РТ

Thick-section (>50 мм)

Пределы геометрической нерезкости

Полное покрытие с кодировкой

ПАУТ

Сложная геометрия (ТКИ)

Ограничено доступом/перекрытием

Полный охват нескольких-законов

ПАУТ

Постоянная цифровая запись

Да (ДИКОНД)

Да (DICONDE + сканирование C-)

Галстук

Широта принятия кода

Универсальный (все коды)

Растет (сейчас все основные коды)

РТ (на данный момент)

Скорость (одинарный шарнир DN100)

10–20 мин.

8–15 мин (с кодировкой)

Небольшое PAUT

Стоимость за соединение

$25–$45

$20–$35

ПАУТ

Требование радиационной безопасности

Да (полный протокол)

Нет (нет опасности)

ПАУТ

Простота интерпретации

Очень интуитивно понятно (изображение)

Требуется обученный уровень II+.

РТ

[Источник] ASME, раздел V, статья 4 (PAUT); API 582; ISO 13588:2019 (PAUT для сварных швов); АСТМ Е2700-14.

 

RT против UT Стороны-от-Сводка сторон

 

Критерии приемлемости как RT, так и UT являются стандартами,-основанными на характеристиках, а не стандартами на продукцию. - они определяют, как должно проводиться обследование и как показания должны измеряться и классифицироваться, а не предписывают точные размеры дефектов для каждой ситуации. Ключевое отличие состоит в том, что RT измеряет проецируемый размер показания на 2D-изображении, а UT измеряет амплитуду отклика на определенной глубине в материале. Ни один из методов не является универсальным «более жестким» или «более мягким» -. Правильный метод и уровень приемлемости должны быть выбраны квалифицированным инженером по сварке (CWEng) на основе конкретных условий эксплуатации.

 

Критерий

RT (ASME B31.3/AWS D1.6)

UT (ASME B31.3/AWS D1.6)

Ссылка на код

Наименьшая отбраковываемая индикация трещин

Любая индикация трещины - неприемлема независимо от размера (ASTM E390).

Линейная индикация Больше или равна 1,5 мм (1/16 дюйма) на уровне отклонения

Б31.3 Т-572.1.1; AWS D1.6 Арт. 6

Наименьшая отбраковываемая индикация LOF

LF Больше или равно 1,5 мм (AWS D1.6)

Линейная индикация Больше или равна 1,5 мм (1/16 дюйма) при 100 % ЦАП

Б31.3 Таблица 345.7.3

Максимально допустимая пористость (умеренная)

Р-2: диаметр 3,2 мм; максимум 6 на круг диаметром 25 мм (AWS D1.6)

Допускаются отдельные закругленные отметки < 5 мм.

АРМ D1.6 Таблица 6.11

Максимально допустимая длина шлака

Максимальная длина 12 мм или 1/3T, в зависимости от того, что меньше (R-2)

Длина линейной индикации Больше или равна 1,5 мм при 100 % ЦАП

АРМ Д1.6; Б31.3 Таблица 345.7.3

Расстояние между соседними показаниями

R-2: больше или равно 2 × максимальному диаметру индикатора.

Линейный: длина больше или равна 3×; округлено: больше или равно 1 × диам.

АРМ Д1.6; АСМЭ Б31.3

Индикатор подключения к поверхности-

Undercut, root concavity: rejectable if >0,8 мм (В31.3)

Undercut depth measurable; >0,5 мм с флажком

АСМЭ Б31.3 УВ-35

IQI / требуется ссылка

Да - Чувствительность IQI минимум 2–2T

Да - Кривая ЦАП из эталонного блока SDH

АСМЭ В Т-252; Т-574.2.1

Квалификация персонала

RT уровня II для СНТ-ТК-1А или АСНТ-Центральный

UT уровня II для СНТ-TC-1A или ASNT-Центральный

ASME Раздел V QP-1

 

Принцип «Ни один метод не является универсальным»

 

Индикация, которая может быть отклонена RT, может не быть отклонена UT, и наоборот. Например, длинный, но очень тонкий (шириной 0,1 мм) шов с недостатком--плавления может быть ясно виден на УЗ-сканировании - как сильный отражатель (поскольку он вызывает большое изменение акустического импеданса), но невидим на рентгенограмме (поскольку его ширина выступает почти до-нулевой ширины). И наоборот, скопление мелких пор может регистрироваться как умеренный признак при RT, но находиться ниже порога исследования UT 20%, поскольку каждая пора в отдельности меньше, чем поперечное сечение луча UT на этой глубине. Вот почему критические-сервисные коды часто требуют ОБА метода для одного и того же сварного шва: каждый улавливает то, что упускает другой.

 

Чего требовать от поставщика сварных изделий из нержавеющей стали?

 

What to Demand from Your Stainless Steel Weldment Supplier

 

Любой поставщик труб, фитингов или сосудов из нержавеющей стали должен предоставить следующие пять документов в качестве стандартной документации на поставку -, а не в качестве дополнительной документации: (1) отчеты о радиографических или ультразвуковых исследованиях с полной идентификацией сварных швов, (2) квалификационные сертификаты персонала ASNT/NAS 410 или SNT-TC-1A уровня II или III для проверяющих, (3) записи чувствительности IQI для RT или записи кривых DAC для UT, (4) протоколы заводских испытаний (MTR). для всех основных металлов и присадочной проволоки: (5) ссылки WPS (Спецификация процедуры сварки) и PQR (Запись о квалификации процедуры).

 

Документ

Что это доказывает

Стандартный справочник

Приемлемый формат

Отчет об экзамене RT или UT

Каждый сварной шов исследовался индивидуально; результаты документированы

ASME B31.3, параграф. 341/345; ASME V Арт.. 2/5

PDF + бумажная копия с подписью экзаменатора

Квалификация персонала (UT/RT)

Эксперты имеют сертификат ASNT Level II по используемому методу.

ASME Раздел V QP-1; СНТ-ТС-1А; ASNT-Центральный QDA

Ксерокопия сертификата; номер сертификата проверяемый

Справочные записи IQI/DAC

Система RT/UT достигла необходимой чувствительности (кривая 2-2T или DAC)

АСМЭ В Т-252; Т-574.2.1

Включено в приложение к отчету об экспертизе

Базовый металл MTR

Химический состав и механические свойства материала соответствуют спецификации заказа.

АСТМ А240/А403; RU 10204 3.1

Сертификат завода со штампом о соответствии номера плавки фитинга

Присадочная проволока MTR/сертификат

Химический состав присадочной проволоки соответствует марке нержавеющей стали

АРМ А5.4/А5.9; АВС Д1.6

Сертификат мельницы или C of C от поставщика наполнителя

WPS (Спецификация процедуры сварки)

Используемая процедура сварки прошла аттестацию и одобрение.

АСМЭ IX; АРМ Д1.6; ИСО 15614-1

Документ WPS с номером редакции, указанным в отчете

PQR (Запись квалификации процедуры)

WPS протестирован на соответствие требованиям ASME IX.

АСМЭ IX; АВС Д1.6

Документ PQR с перекрестной-ссылкой на номер WPS

Карта сварных швов/изометрический чертеж

Идентифицировано расположение каждого сварного шва на сборке.

Спецификация проекта (часто ASME B31.3, приложение H)

Чертеж в формате PDF с номерами сварных швов, соответствующими отчету RT/UT

 

Соответствующий отчет RT или UT — это не просто «номер сварного шва 7 - ПРИНЯТ». В соответствии с разделом V и B31.3 ASME он должен содержать как минимум: идентификацию компонента, идентификацию сварного шва (соответствующую карту сварных швов), метод проверки и используемый стандарт (включая дату редакции), используемое оборудование (модель/серийный номер рентгеновского аппарата, модель/серийный номер прибора УЗ), используемую технику (энергия, тип пленки или частота и угол УЗ-зонда), эталонные результаты IQI или DAC, расположение и размер всех отклоненных показаний (если таковые имеются), результат (принять/отклонить в соответствии с указанными критериями), имя и ASNT Квалификационный номер экзаменатора II уровня, дата экзамена и место работы экзаменатора.

 

JN Alloy предоставляет все вышеперечисленное в стандартной комплектации для каждого заказа сварной конструкции. Перед отправкой отчеты проверяются нашим менеджером по контролю качества (ASNT UT Level III / RT Level II). Проверка третьей стороной-(SGS, Bureau Veritas, Lloyd's Register) может быть организована по запросу.

 

Часто задаваемые вопросы

 

Вопрос: Может ли RT обнаружить все дефекты сварки, которые может обнаружить UT?

О: Нет. RT и UT обнаруживают разные типы дефектов с разной надежностью. RT превосходно справляется с объемными дефектами (пористость, шлаковые включения) и обеспечивает стойкое изображение. УЗК лучше подходит для выявления плоских дефектов (трещины, несварения, пластинчатые разрывы) и предоставляет информацию о глубине размеров. Ни один из методов не является универсальной заменой другого в критическом обслуживании. Вот почему ASME B31.3, API 650 и ISO 15156 часто определяют оба метода для одной и той же системы сварки.

 

Вопрос: Какой метод дороже - RT или UT?

Ответ: Обычный RT обычно на 20–40 % дороже на сварное соединение, чем обычный UT, из-за стоимости пленочного/цифрового детектора и требований протокола радиационной безопасности. Однако RT обеспечивает постоянную запись изображения, которую UT не может полностью воспроизвести. UT с фазированной решеткой (PAUT) по стоимости сравним с цифровым RT, но обеспечивает превосходные возможности обнаружения планарных дефектов и записи C-сканирования в цифровом архиве. Для большинства проектов по изготовлению труб из нержавеющей стали стоимость проверки составляет 2–5% от общей стоимости изготовления -, что является небольшими инвестициями по сравнению со стоимостью отказа сварного шва в процессе эксплуатации.

 

Вопрос: Каковы требования к чувствительности IQI для сварки нержавеющей стали при комнатной температуре?

A: В соответствии со статьей 2 раздела V ASME и AWS D1.6 минимальная требуемая чувствительность IQI составляет 2-2T% (где T — номинальная толщина сварного шва). Для сварного шва толщиной 10 мм: для IQI 2-2T требуется проволока диаметром 0,20 мм (или эквивалентное отверстие), чтобы она была видна на рентгенограмме. Для сварного шва толщиной 20 мм: проволока 0,40 мм. Если IQI не виден, рентгенограмма отвергается независимо от того, что на ней изображено. Для ядерных и критически важных служб часто указывается чувствительность 1–1 Тл.

 

Вопрос: Что такое кривая DAC при УЗ-контроле сварных швов?

A. Кривая-амплитудной коррекции (DAC) – это калибровочная кривая, полученная путем сканирования эталонных отражателей (боковых-отверстий или отверстий с плоским-дном) на разных расстояниях в эталонном образце из того же материала и толщины, что и исследуемый компонент. Кривая ЦАП отображает амплитуду сигнала UT (в процентах от полной высоты экрана) в зависимости от расстояния до отражателя. Все показания обследования сравниваются с этой кривой: сигналы выше 20% DAC требуют исследования; сигналы при 100% ЦАП (или выше 50% в B31.3) отвергаются. Кривая DAC является калибровочным стандартом эксперта UT и должна быть задокументирована в отчете об исследовании.

 

Вопрос: Какой метод более надежен для обнаружения непроваров в сварных швах из нержавеющей стали: УЗ или КТ?

Ответ: UT значительно более надежен для обнаружения непровара (LOF), чем RT в сварных швах из нержавеющей стали. LOF — это плоский дефект -, похожий на трещину-, разделение между сварным валиком и основным металлом или предыдущим проходом -, который приводит к значительному изменению акустического импеданса УЗ-луча. При RT LOF часто ориентирован параллельно лучу рентгеновских лучей (в корневом проходе) и может быть совершенно невидимым. По этой причине ASME B31.3 и наиболее важные-спецификации обслуживания требуют UT корневого прохода в дополнение к RT (или вместо него), в частности, для обнаружения LOF, который RT может пропустить. LOF является наиболее распространенным инициатором коррозионного растрескивания под напряжением в технологических трубопроводах из аустенитной нержавеющей стали.

 

Вопрос: Что означает «Раздел V ASME» и почему он присутствует в каждой спецификации по проверке сварных швов?

A: Раздел V ASME («Неразрушающий контроль») — это сборник правил ASME по котлам и сосудам под давлением, который определяет обязательные требования ко всем методам объемного и поверхностного контроля, используемым в нормальных резервуарах и трубопроводах. Статья 2 касается RT (радиографического контроля), Статья 5 — UT (ультразвукового контроля), Статья 6 — капиллярного контроля (PT), Статья 7 — магнитопорошкового контроля (MT), а Статья 4 — UT с фазированной решеткой (PAUT). Когда в спецификации проекта говорится «обследование в соответствии с разделом V ASME», это ссылается на эти обязательные требования. Все испытания сварных швов сплавов JN соответствуют минимальному стандарту ASME Раздел V.

 

Вопрос: Может ли PAUT заменить RT для обеспечения соответствия нормам?

О: В большинстве случаев да, - PAUT принимается в соответствии со статьей 4 раздела V ASME в качестве альтернативы обычному RT для проверки стыковых сварных швов в приложениях ASME B31.3, B31.1 и раздела VIII ASME, при условии, что процедура PAUT была проверена и одобрена инженером. API 582 (Контроль сварки нефти и газа) и ISO 13588:2019 прямо признают PAUT эквивалентом RT. Единственным исключением являются некоторые сварные швы класса 1 и класса 2 по ядерным нормам, для которых по-прежнему может потребоваться обычное RT, если только соответствующий случай норм не будет явно одобрен. Всегда уточняйте это у инженера-проектировщика.

 

Вопрос: Что делать, если в отчете RT или UT содержатся недопустимые показания?

A: Три шага: (1) Не принимайте сварной шов. (2) Запросить повторное-обследование вторым квалифицированным экспертом уровня II для подтверждения вывода. (3) В случае подтверждения изготовитель должен либо: (a) вырезать дефектный участок сварного шва и повторно -сварить, а затем повторно-осмотреть; или (b) представить анализ квалификации ремонтника/сварщика, чтобы продемонстрировать, что показания находятся в допустимых пределах согласно утверждению инженера. Никакие сварные швы с признаками трещин не подлежат ремонту - трещины всегда необходимо удалять путем шлифовки/резки и повторно-заваривать. JN Alloy повторно-проверяет все сообщения об отклонениях внутри компании перед уведомлением клиента; Клиентов никогда не удивляет отказный отказ при доставке.

 

Отправить запрос
Приходи к нам
И начните свои RFQ сейчас.
связаться с нами