奧氏體不銹鋼管件固熔快速驗(yàn)證

李寧鴿

中石化中原油建工程有限公司，河南濮陽(yáng) 457001

0 引言

根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不銹鋼管件出廠前必須進(jìn)行固熔熱處理，以細(xì)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(chǎn)廠家為追求利潤(rùn)，降低成本，在不銹鋼管件出廠前未進(jìn)行固熔或未嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行固熔處理就直接出廠。不合格的不銹鋼管件在石油化工項(xiàng)目中應(yīng)用后，通常會(huì)在低溫狀態(tài)下開(kāi)裂，發(fā)生漏油、跑油等惡性生產(chǎn)事故，導(dǎo)致油氣加工裝置、處理廠或集輸站停產(chǎn)維修，造成嚴(yán)重的安全隱患和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

由于正常生產(chǎn)的管件，在固熔處理后還需要進(jìn)行酸洗鈍化，因此進(jìn)行了固熔處理和未固熔處理的管件在外觀上是基本一致的。傳統(tǒng)的不銹鋼管件檢驗(yàn)方式為金相檢驗(yàn)，但是在施工現(xiàn)場(chǎng)，金相檢驗(yàn)的成本高、時(shí)間長(zhǎng)，不利于在現(xiàn)場(chǎng)全面實(shí)行。為此，筆者對(duì)不銹鋼管件的金相組織、制造過(guò)程進(jìn)行了研究，最終選擇了采用硬度檢測(cè)的方式進(jìn)行辨識(shí)，既保證了質(zhì)量，又有效地降低了檢測(cè)成本。

1 參數(shù)確定

根據(jù)SH/T 3408-2012和GB/T 12459-2005的規(guī)定，奧氏體不銹鋼出廠檢驗(yàn)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(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用困難，一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)硬度檢測(cè)采用里氏硬度儀（對(duì)應(yīng)的是里氏硬度HL）。我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的是HLN-200型里氏硬度儀。查閱GB/T 17394-1998中的附錄B，布氏硬度190相當(dāng)于采用C型沖擊時(shí)的里氏硬度HLC523，當(dāng)采用垂直向下檢驗(yàn)時(shí)，HL=HLC，因此檢驗(yàn)硬度值HL≤523為合格。

1.1 材料檢驗(yàn)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于奧氏體不銹鋼的種類(lèi)較多，硬度值各有不同，管件實(shí)際檢測(cè)值很容易滿(mǎn)足要求。以0Cr18Ni9為例，對(duì)固熔熱處理不合格的管件進(jìn)行了抽查，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不合格管件里氏硬度檢測(cè)

如果根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求的硬度檢測(cè)值驗(yàn)收，上述管件的硬度是合格的，而實(shí)際上在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中，這批管件在低溫狀態(tài)下普遍開(kāi)裂，而經(jīng)化學(xué)成分分析，其化學(xué)成分合格。因此僅僅按標(biāo)準(zhǔn)要求的硬度進(jìn)行檢驗(yàn)、驗(yàn)收不能完全滿(mǎn)足使用要求。隨后又選擇了一批合格的管件進(jìn)行了硬度檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 合格管件里氏硬度檢測(cè)

將表2與表1進(jìn)行對(duì)比可以看出，合格管件的測(cè)量離散性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于不合格管件，說(shuō)明其均勻性要更好。同時(shí)為了更好地進(jìn)行比對(duì)，我們對(duì)經(jīng)使用合格的、不同廠家的部分不銹鋼管材進(jìn)行了抽查測(cè)量，具體值見(jiàn)表3。

表3 不銹鋼管材里氏硬度檢測(cè)

從表3中可以看出，個(gè)別數(shù)據(jù)的離散性偏大。分析原因，因?yàn)楣艿赖拈L(zhǎng)度較大，每根管道在抽查時(shí)按組織和合金元素均勻分布考慮，因此個(gè)別數(shù)據(jù)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于未固熔的管件。

1.2 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)建模

材料檢驗(yàn)完畢，整理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，判斷數(shù)據(jù)分布的集中或離散狀況，按正態(tài)分布進(jìn)行建模。

1.2.1 不合格管件數(shù)據(jù)分析

（1）經(jīng)計(jì)算，里氏硬度檢測(cè)平均值為411.9。

（2）經(jīng)計(jì)算，不合格管件檢測(cè)數(shù)據(jù)方差為18.65。

1.2.2 合格管件數(shù)據(jù)分析

（1）經(jīng)計(jì)算，里氏硬度檢測(cè)平均值為359.9。

（2）經(jīng)計(jì)算，合格管件檢測(cè)數(shù)據(jù)方差為6.57。

1.3 檢驗(yàn)分析與結(jié)論

根據(jù)正態(tài)分布的原理，在樣本容量相同的情況下，方差越大，說(shuō)明數(shù)據(jù)的波動(dòng)越大，越不穩(wěn)定。通過(guò)以上計(jì)算并結(jié)合繪圖分析，得出合格管件的數(shù)據(jù)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(shí)際上正態(tài)分布曲線只能近似模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，極端情況不會(huì)發(fā)生，同時(shí)考慮到要確保質(zhì)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(guò)370的為不合格管件，如有異議可進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)。

2 應(yīng)用效果

確定里氏硬度合格范圍后，對(duì)工程所用的不銹鋼管件按里氏硬度進(jìn)行驗(yàn)收，采用里氏硬度檢測(cè)方法進(jìn)行固熔驗(yàn)證。工程項(xiàng)目在投產(chǎn)使用后，沒(méi)有再發(fā)生因不銹鋼管件低溫狀態(tài)下開(kāi)裂而導(dǎo)致停產(chǎn)維修的惡性事故。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，假冒偽劣產(chǎn)品也逐步增多，材料檢測(cè)檢驗(yàn)手段必須與時(shí)俱進(jìn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷摸索創(chuàng)新、推陳出新。一方面加強(qiáng)檢查驗(yàn)收環(huán)節(jié)，全力杜絕不合格材料流入施工現(xiàn)場(chǎng)；另一方面建立自我約束機(jī)制，建立不合格材料生產(chǎn)廠家黑名單，嚴(yán)禁其再次供料，使不合格材料沒(méi)有銷(xiāo)售市場(chǎng)，從根本上保證工程質(zhì)量。