Радіографічне випробування зварних швів з нержавіючої сталі: порівняння критеріїв приймання RT і UT

Jul 15, 2026

Залишити повідомлення

вступ

 

Нержавіюча стальЯкість зварного шва безпосередньо визначає, чи виживе труба, резервуар або резервуар під тиском у робочому середовищі. Радіографічне випробування (RT) і ультразвукове випробування (UT) є двома найпоширенішими методами об’ємного контролю зварних швів у кодах ASME та ISO. У цьому посібнику порівнюються їхні критерії прийнятності, можливості та обмеження -, щоб інженери та покупці могли з упевненістю визначити правильний тест для свого проекту.

 

Radiographic Testing of Stainless Steel Welds

 

Коли ви замовляєте трубні фітинги, фланці або готові резервуари з нержавіючої сталі у такого постачальника, як JN Alloy, якість зварних швів, що з’єднують ці компоненти, часто є найважливішою змінною у всій збірці. Зварний шов, який виглядає ідеально на поверхні, може містити внутрішні дефекти - пористість, відсутність плавлення або тріщини -, які призведуть до катастрофічної поломки під тиском, температурою або корозійними умовами експлуатації.

 

Ця стаття відповідає на шість запитань, які інженери зі зварювання та спеціалісти із закупівель найчастіше задають про RT та UT:

 

  • Як кожен метод виявляє дефекти зварювання?
  • Які критерії прийнятності ASME B31.3 або ASME Розділ VIII застосовуються до зварних швів з нержавіючої сталі?
  • Який метод більш чутливий до найнебезпечніших типів дефектів у роботі з нержавіючої сталі?
  • Як RT і UT порівнюють вартість, швидкість і звітність?
  • Коли код вимагає один метод замість іншого - чи обидва?
  • Що ви повинні вимагати від свого постачальника щодо документації перевірки зварювання?

 

Чому перевірка зварних швів має значення для нержавіючої сталі

 

Зварні шви з нержавіючої сталі не тільки механічно слабші за основний метал -, вони також є найпоширенішою точкою ініціації корозійного розтріскування під час експлуатації. Зона-термічного впливу (ЗТВ), що прилягає до зварного шва, проходить термічний цикл, який може зменшити виділення карбіду хрому, знизити ефективний вміст хрому на межах зерен і створити залишкові напруги розтягування. Будь-який дефект у зварному з’єднанні або поблизу нього - тріщина, відсутність плавлення або значна пористість - концентрує напругу та стає джерелом корозійного розтріскування під напругою (SCC) або зростання втомної тріщини.

 

На відміну від вуглецевої сталі, аустенітні нержавіючі сталі (304L, 316L, 321, 347) мають мікроструктуру (аустеніт, гране{4}}кубічна), яка не перетворюється на більш тверду фазу під час охолодження. Це означає, що HAZ зберігає відносно високу пластичність, але чутливий до:

 

  • Сенсибілізація: при температурах від 450 до 850 градусів карбіди хрому (Cr₂₃C₆) випадають на межі зерен, виснажуючи хром на межі нижче 10,5% порогу, необхідного для пасивності -, що призводить до міжкристалітної корозії.
  • Крихкість сигма-фази: у дуплексних і супердуплексних типах надмірне надходження тепла може спричинити перетворення феритової фази на крихку сигма-фазу, що значно знижує ударну в’язкість.
  • Зростання зерен: Великі стовпчасті зерна в металі зварного шва зменшують ударну в'язкість і можуть діяти як місця виникнення тріщин
  • Розподіл дельта-фериту: стійкість до гарячого розтріскування литого лиття пов’язана з балансом фериту-аустеніту - неправильний хімічний склад дроту з наповнювачем посилює цей ризик

 

Why Weld Testing Matters for Stainless Steel

 

Які типи дефектів зварювання виявляє кожен метод?

 

RT (радіографічне тестування) є кращим для виявлення об’ємних дефектів - газових пор, шлакових включень і червоточин -, оскільки створює фотографічне зображення всього об’єму зварного шва. UT (ультразвуковий контроль) краще підходить для виявлення плоских дефектів - тріщин, несплавлення та розриву пластин -, оскільки він вимірює зміну акустичного опору на границях дефекту, а не усереднює по проектованій площі.

 

Ці два методи справді доповнюють один одного. Найнебезпечніші дефекти в роботі з нержавіючої сталі - корозійні тріщини під напругою та-відсутність-дефекти плавлення - є плоскими за своєю природою. Ось чому багато критичних-специфікацій обслуговування (ASME B31.3, API 650, ISO 15156) вимагають як RT, так і UT для різних частин однієї зварювальної системи.

 

Тип дефекту

опис

RT Чутливість

УЗ чутливість

Релевантність коду

Газова пористість

Сферичні газові кишені, захоплені під час затвердіння

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

⭐⭐ Обмежений (дрібні пори)

Поширений у нержавіючих зварних швах GTAW/SMAW

Шлакові включення

Не-металічний твердий матеріал, захоплений металом зварного шва

⭐⭐⭐⭐ Дуже добре

⭐⭐⭐ Добре (більші шлаки)

Найпоширеніший дефект зварювання нержавіючих труб

Відсутність злиття (LOF)

Неповне з’єднання між швом і основою/попереднім проходом

⭐⭐ Помірний (залежить від кута)

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

Найбільш небезпечний дефект для ініціації SCC

Тріщини (поздовжні/поперечні)

Крихкі або пластичні поверхні руйнування

⭐⭐ Помірний (дрібні тріщини важко побачити)

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

Критичний у циклічному/втомному обслуговуванні

Підріз

Канавка, вплавлена ​​в основний метал у носка зварного шва

⭐⭐ Обмежено (2D-проекція)

⭐⭐⭐ Добре (вимірювання глибини)

Поверхня-підключена; Ризик ініціації SCC

Неповне проникнення (IPP)

Корінь не повністю зрощений

⭐⭐⭐ Добре (якщо дозволяє геометрія)

⭐⭐⭐⭐ Відмінно (зсув хвилі)

Критично в кореневих проходах труб

Включення вольфраму (зварювання TIG)

Частинки вольфраму, вбудовані в зварний шов

⭐⭐⭐⭐ Дуже добре

⭐⭐⭐ Добре

Поширений в аустенітній нержавіючій корінці GTAW

Кратерні тріщини

Зіркоподібні-тріщини в кінці зварювання

⭐⭐⭐ Добре

⭐⭐⭐⭐ Відмінно (кутовий промінь)

Ознака надмірної сили струму або забруднення

[Джерело] ASME, розділ V, стаття 2 (RT) і стаття 5 (UT); AWS D1.6/D1.6M-2023.

 

Як працює радіографічне тестування (RT).

 

Радіографічне випробування використовує рентгенівські (10–500 кВ) або гамма-промені (іридій-192, кобальт-60), щоб проникнути в зварний шов. Різні матеріали та щільність послаблюють випромінювання з різною швидкістю. Плівка або цифровий детектор на дальній стороні фіксує картину пропускання - пустоти, щільні включення та тріщини виглядають як світліші або темніші зображення на фоні навколишнього металу зварного шва. Отримана рентгенограма є 2D-проекцією 3D-об’єму, що означає, що дефекти, що перекриваються в напрямку променя, накладаються та не можуть бути вирішені окремо.

 

How Radiographic Testing RT Works

 

У RT зварного шва нержавіючої сталі процедура відповідає розділу V ASME, стаття 2 (серія T-2) і інтерпретується відповідно до еталонних рентгенограм AWS B1.11 або ASTM E94.

 

Вибір джерела RT для зварювання нержавіючої сталі

 

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), але створює зображення з нижчою контрастністю через вищу енергію.

 

Джерело випромінювання

Енергетичний діапазон

Типове використання (товщина стінки)

Контраст

Безпека

Розмір джерела

рентген (150 кВ)

150 кВ

3–25 мм

Високий

Помірний (вимкнення електрики)

Точкове джерело (~1 мм)

рентген (220 кВ)

220 кВ

20–50 мм

Високий-Середній

Помірний

Точкове джерело (~1 мм)

рентген (250 кВ)

250 кВ

40–80 мм

Середній

Вища (довша експозиція)

Точкове джерело (~1 мм)

Іридій-192 (Ir-192)

Гамма 312–470 кеВ

25–100 мм

Середній-Низький

Вимагає екранування; немає відключення

4–8 мм (більше, ніж рентген)

Кобальт-60 (Co-60)

1.17+1.33 МеВ гамма

50–200 мм+

Низький

висока активність; дистанційне обслуговування

Більше джерело

Більший розмір джерела гамма-променів є суттєвим обмеженням: Ir-192 і Co-60 створюють геометричну нерізкість, що зменшує ефективну чутливість до дрібних дефектів. Для тонкостінної труби з нержавіючої сталі (SCH 10S–SCH 40S) завжди краще рентгенівське випромінювання.

 

Критерії прийнятності RT відповідно до ASME B31.3

 

ASME B31.3 Технологічні трубопроводи, Параграф 341.4, визначає критерії прийнятності для RT зварних швів. Для категорії D (помірний тиск/температура) і нормального використання рідини: критерії прийнятності не обов’язкові - інженер може вказати B31.3 або прийняти відповідно до AWS D1.1/D1.6. Для Категорії M (токсичний, смертельний) і високо{7}}напірних трубопроводів: RT є обов’язковим згідно з 341.4.1, а відхилені показники повинні бути оцінені відповідно до статті 2 розділу V ASME. Стандарт також визначає, що будь-який зварний шов, прийнятий RT, не повинен мати жодних ознак із розмірами, що перевищують межі відповідного стандарту.

 

Таблиця 341.4.2 у B31.3 не визначає конкретні відхилені розміри індикації безпосередньо -, натомість вона посилається на критерії прийнятності процедури письмової експертизи конструктора, яка має бути затверджена інженером. На практиці більшість проектів технологічних трубопроводів з нержавіючої сталі в хімічній, фармацевтичній та харчовій промисловості посилаються на ASTM E390 (референтні радіографії для зварних швів оплавленням сталі) щодо рівнів прийнятності.

 

Конкретні критерії приймання RT для зварних швів з нержавіючої сталі (AWS D1.6)

 

AWS D1.6/D1.6M-2023 (Кодекс зварювання конструкцій – нержавіюча сталь) є стандартом, на який найчастіше посилаються, для критеріїв прийнятності для RT зварного шва нержавіючої сталі. Таблиця 6.11 D1.6 визначає максимально допустимий розмір дефектів за категоріями зварних швів (категорія F для кутових зварних швів, категорія P для зварних швів із заглушкою/шліцом). Для стикових зварних швів, оцінених RT, критерії браку визначаються специфікаціями інженера, як правило, з посиланням на контрольні рентгенограми ASTM E390 з рівнями прийнятності від R-1 до R-3.

 

Рівень прийнятності AWS D1.6 / ASTM E390

Максимальний розмір індикації

Інтервал між індикаціями

Типове застосування

R-1 (Найсуворіший)

Пористість: менше або дорівнює 1,6 мм в діаметрі. макс; макс. 3 на діаметр 25 мм. коло; LOF: не дозволено

Більше або дорівнює 3 × максимальному діаметру індикації

Літак/аерокосмічний; кріогенний сервіс

R-2 (Стандарт)

Пористість: менше або дорівнює 3,2 мм в діаметрі; максимальна щільність 6 на коло 25 мм; LOF: має бути дискретним

Більше або дорівнює 2 × максимальному діаметру індикації

Напірні трубопроводи; хімічний завод; загальнопромисловий

R-3 (помірний)

Пористість: менше або дорівнює 4,8 мм в діаметрі; максимальна щільність 10 на коло 25 мм; LOF: має бути дискретним

Більше або дорівнює 1,5 × максимальному діаметру індикації

Не-критичні структурні; водовідведення; низький-тиск

R-4 (найменш суворий)

Пористість: менше або дорівнює 6,4 мм в діаметрі. або як схвалено інженером

Не вказано

Мало{0}}застосування

[Джерело] AWS D1.6/D1.6M-2023, таблиця 6.11 і додаток A; ASTM E390-21, «Стандартні еталонні рентгенограми для зварних швів оплавленням сталі».

 

Вимоги IQI (Image Quality Indicator).

 

Згідно зі статтею 2 розділу V ASME та AWS D1.6, RT стикових зварних швів з нержавіючої сталі повинен включати IQI (також званий пенетраметром), розміщений на стороні джерела зварного шва. IQI повинен мати діаметр дроту або отвору, який відповідає 2-2-2% товщини зварного шва для IQI з отворами або еквівалентну чутливість IQI дроту. IQI має бути видно на рентгенограмі, щоб підтвердити, що система RT досягла необхідного контрасту та чутливості.

 

Для зварного шва з нержавіючої сталі товщиною 12 мм: 2-2T IQI вимагає, щоб дріт діаметром 0,25 мм був видимим. Для зварного шва 25 мм: 2-2T IQI вимагає дроту діаметром 0,50 мм. Якщо IQI не видно, рентгенограма відхиляється незалежно від того, що вона показує.

 

Тип отвору-IQI: діаметр отвору 1T, 2T, 4T (де T=номінальна товщина зварного шва)

 

Дріт-типу IQI: комплект проводів ASTM E747; позначення діаметра дроту від 6 до 1 (6=найтонший, 1=найгрубіший)

 

Необхідна чутливість: мінімум 2-2 Т для більшості застосувань трубопроводів/посудин; 1-1T для критичної ядерної служби

 

Як працює ультразвукове дослідження (УЗ).

 

Ультразвукове тестування використовує-звукові хвилі високої частоти (1–10 МГц для перевірки зварного шва), які вводяться в зварний шов за допомогою п’єзоелектричного зонда. Звук поширюється крізь матеріал, поки не досягне межі - або дальньої поверхні, дефекту або геометричної особливості. Час--прольоту й амплітуда відбитого сигналу (A-сканування) повідомляють техніку про глибину, розмір і природу відбивача. Це робить УЗ унікальною здатністю виявляти площинні дефекти (тріщини, відсутність зварювання), які майже непомітні на рентгенограмах -, тому УЗ є обов’язковим у кореневому проході більшості систем трубопроводів ASME B31.3 і B31.1.

 

How Ultrasonic Testing UT Works

 

Найважливішою технікою УЗ для перевірки зварних швів є дослідження зсувної хвилі (45 градусів –70 градусів) з використанням зондів із кутовим-променем відповідно до ASME, розділ V, стаття 5 (серія T-5). Зсувна хвиля поширюється зі швидкістю зсувної хвилі в матеріалі (приблизно 3120 м/с для аустенітної нержавіючої сталі), відбиваючись від внутрішніх дефектів на межі промінь-дефект.

 

Критерії прийнятності UT відповідно до ASME B31.3

 

ASME B31.3, Параграф 345.7.3, визначає, що для перевірки за допомогою UT (або ET, MT, PT) повинні бути досліджені всі відбивачі, які дають відгук більше ніж 20% від основного еталонного (крива DAC / еталонний рівень). Категоризація індикацій наведена в таблиці 345.7.3: лінійні індикації, довжина яких перевищує або дорівнює 1,5 мм (1/16 дюйма), і заокруглені індикації, діаметр яких більше або дорівнює 5 мм (3/16 дюйма) на зазначеному рівні браку, вимагають оцінки інженера.

 

Таблиця критеріїв приймання B31.3 UT класифікує показання за:

 

Тип індикації

Довжина/розмір

Вимоги до інтервалу

B31.3 Дія

Лінійні (тріщина, LOF, шлак)

Більше або дорівнює 1,5 мм (1/16 дюйма)

Відстань Більше або дорівнює 3× довжині між сусідніми

Дослідити; можуть бути відхилені інженером

Округлі (пористість, вольфрам)

Діаметр більше або дорівнює 5 мм (3/16 дюйма).

Відстань Більше або дорівнює 1 × діаметру між сусідніми

Дослідити; застосовуються обмеження щодо щільності

Лінійна індикація < 1,5 мм

Нижче порога

N/A

Прийнято - без подальших дій

Заокруглена індикація < 5 мм

Нижче порога

N/A

Прийнято - без подальших дій

Кластер округлих ознак

Множинний Площа менше або дорівнює 5 мм

Відрив < діаметр

Вважати одиничним показником «Більше або дорівнює 5 мм».

Розсіяна пористість на UT

Індивідуальний<5 mm

Широко розставлені

Прийнятно; Для підтвердження може знадобитися RT

 

[Джерело] ASME B31.3-2022, таблиця 345.7.3 і параграф 345.7.3. Критерії прийнятності UT для зварювання технологічних трубопроводів.

 

Критерії прийнятності UT відповідно до розділу VIII ASME (посудини під тиском)

 

ASME, розділ VIII, розділ 1, UW-51, вимагає об’ємного дослідження стикових зварних швів, які пройшли повну радіографію (з’єднання категорії A) або вибірково перевірені (з’єднання категорії B). Для UT перевірки стикових зварних швів замість RT відповідно до UW-51(a)(3): усі відповідні показники повинні бути охарактеризовані та оцінені. Критерії прийнятності посилаються на статтю 5 розділу V ASME, T-572.1.1, яка визначає, що будь-яка індикація з відгуком, що перевищує 100% контрольного рівня, відхиляється. Відповідь 50–100% потребує характеристики та інженерної оцінки.

 

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), де геометрична нерізкість RT знижує ефективність.

 

DAC / система еталонного рівня в UT

 

Прийняття UT базується на кривій -корекції амплітуди (DAC), яка є графіком залежності розміру відбивача від відстані в матеріалі. Крива DAC генерується за допомогою виїмок, бокових-свердлених отворів або плоских-отворів (FBH) у еталонному блоці з того самого матеріалу та товщини, що й досліджуваний компонент. Показання, які створюють сигнали вище кривої DAC (або вище 20% рівня DAC для дослідження), позначаються для оцінки. Це робить УЗ каліброваним кількісним методом - не просто спостереженням «пройшов/не пройшов» - і є основою його високої чутливості до плоских дефектів.

 

Еталонний рівень для зварювання нержавіючої сталі зазвичай встановлюється за допомогою:

 

  • ASME, розділ V, стаття 5, рис. T-574.2.1-1 контрольні блоки (варіанти товщини 2T, 4T)
  • Бічні-свердлені отвори: 1,5 мм, 3,0 мм, 4,5 мм діаметром на вказаних відстанях
  • Амплітуди SDH нанесено на графік залежно від відстані; отримана крива стає 100% контрольним рівнем
  • З цієї кривої виведено 20% рівень дослідження та 100% рівень відхилення

 

RT проти UT: порівняння-за-вимірами

 

UT виявляє площинні дефекти (тріщини, несплавлення) зі значно вищою надійністю, ніж RT. RT кращий для об’ємних дефектів (пористість, шлакові включення), оскільки створює пряме зображення. Для зварювання нержавіючої сталі в критичних умовах (нафтова та газова промисловість, хімічна, фармацевтична промисловість) це означає, що UT є більш{2}}релевантним тестом безпеки для виявлення дефектів, які, швидше за все, спричинять поломку.

 

Категорія дефекту

Приклад дефекту

Надійність виявлення RT

Надійність виявлення UT

Планар - найнебезпечніший

Поздовжня тріщина, LOF

⭐⭐ Помірний

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

Площинний

Поперечна тріщина, тріщина ЗТВ

⭐⭐ Помірний

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

Площинний

Пластинчастий розрив (через-товщину)

⭐⭐⭐ Добре (якщо орієнтовано)

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

Об'ємний

Кластер пористості

⭐⭐⭐⭐⭐ Відмінно

⭐⭐ Обмежений (маленький)

Об'ємний

Включення шлаків

⭐⭐⭐⭐ Дуже добре

⭐⭐⭐ Добре (більше)

Об'ємний

Вольфрамові включення

⭐⭐⭐⭐ Дуже добре

⭐⭐⭐ Добре

Геометричний

Увігнутість кореня (всмоктування-)

⭐⭐ Обмежено

⭐⭐⭐⭐ Дуже добре (зріст)

Геометричний

Глибина підрізу

⭐⭐ Обмежено

⭐⭐⭐⭐ Дуже добре (глибина)

 

Діапазон товщини стін і покриття

 

RT обмежена геометричною нерізкістю на дуже тонких і дуже товстих ділянках. UT обмежується розбіжністю променя та ослабленням у дуже товстих ділянках, але сучасна фазована решітка UT (PAUT) розширює ефективне покриття до 200 мм+ із повним кодуванням. Для труб з нержавіючої сталі з товщиною стінки 3–100 мм (більшість комерційних застосувань) застосовуються обидва методи -, але RT забезпечує постійне зображення, яке можна перевірити, тоді як UT надає інформацію про розмірну глибину RT не може.

 

Параметр

RT (рентгенівське проміння / Ir-192)

UT (Звичайний / PAUT)

Мінімальна товщина стінки

3 мм (рентгенівський промінь); 25 мм (Ір-192)

2 мм (висока частота); практична мін ~3 мм

Максимальна товщина стінки

80 мм (рентген 250 кВ); 200 мм (Co-60)

200+ мм (PAUT); умовні ~100 мм

Покриття за один удар/хід

Ширина плівки=ідентифікатор зварювального шва + зовнішній вигляд покриття

Кут променя × 2=ширина покриття; вимагає сканування

Потрібен внутрішній доступ

Так - джерело з одного боку, детектор з іншого

Немає достатнього - одностороннього-доступу

Швидкість (польові умови)

Повільна - обробка фільму 30–60 хв; цифровий швидше

Швидке - сканування-в-часі; кодоване сканування=1–2× RT час

Постійний запис

Так - рентгенівська плівка/цифрове зображення є записом

-сканування сигналів + звіт UT; PAUT C-сканування можна записати

 

Вимоги до коду: коли кожен метод є обов’язковим

 

І ASME B31.3, і ASME Розділ VIII визначають RT як основний обов’язковий об’ємний контроль для стикових зварних швів у з’єднаннях категорії А для більшості застосувань у трубопроводах під тиском і резервуарах під тиском. UT є прийнятною альтернативою в трьох випадках: (1) коли геометрія зварного шва перешкоджає належному RT (зварні шви сопел, зварні шви кріплення в посудинах); (2) коли товщина стінки перевищує практичний діапазон RT; (3) якщо це визначено інженером як додаткове обстеження для додаткового запасу міцності. Для систем трубопроводів з високим ризиком SCC або термічних циклів багато інженерів потребують UT на додаток до RT саме через його високу чутливість до плоских дефектів.

 

Заява / Код

Волюметричне дослідження за замовчуванням

UT дозволено?

RT обов'язковий?

Примітки

ASME B31.3 Категорія D (нормальний)

RT або UT за специфікацією інженера

Так - як альтернатива

Тільки якщо вказано

Трубопроводи більшості хімічних заводів

ASME B31.3 Категорія M (токсичний)

RT вимагається згідно з 341.4.1

Альтернатива дозволена

Так (за замовчуванням)

Обслуговування летальної рідини

ASME B31.3 Високий-тиск

RT необхідна

Альтернатива дозволена

Так (за замовчуванням)

HP вище порогових значень B31.6

ASME VIII Розділ 1, UW-51 Cat A

RT (повний) або UT (альтернативний)

Так ( UW-51(a)(3) )

За замовчуванням для Cat A

Зварні шви посудин і оболонок

ASME VIII розділ 2

RT (повний) або RT + UT

Так, з дозволу інженера

Зазвичай потрібно

Вищий коефіцієнт проектування Div 2

API 650 зварювання резервуарів

RT (повний) або RT spot

UT спот дозволений відповідно до 7.4

За замовчуванням для кільцевих пластин

Резервуари для зберігання

ISO 15156 (NACE) Служба H₂S

RT + UT рекомендується

Обидва кращі для HAZ

Первинний іспит

SCC-критично; LOF не прийнятний

ASTM A262 Практика E (ASTM)

Н/Д - перевірка матеріалу, а не зварювання

N/A

N/A

Перевіряє сенсибілізацію; не замінює RT/UT

Ядерний (ASME NQA-1)

RT первинний; 100% потрібно

Прийнятно згідно з N-QA-1

Обов’язковий для зварних швів 1 класу

Найсуворіша вимога

[Джерело] ASME B31.3-2022; ASME Розділ VIII Розділ 1 UW-51; API 650 2020; ISO 15156-2015.

 

Порівняння вартості та виконання

 

RT зазвичай на 20–40% дорожчий за зварне з’єднання, ніж звичайний UT для тієї самої довжини зварного шва у виготовленні труб з нержавіючої сталі, головним чином через вартість плівкового/цифрового детектора, вимог до радіаційної безпеки та меншої пропускної здатності. Phased Array UT (PAUT) можна порівняти з RT за-спільною вартістю для повного обстеження, але створює цифровий файл із відтворюваними даними, - що робить його все більш привабливим для-виробників, які піклуються про якість, та їхніх клієнтів.

 

Фактор витрат

RT (звичайна плівка)

RT (цифровий DR)

UT (традиційний)

UT (PAUT)

Вартість обладнання

Середній (рентгенівська трубка + плівка)

Високий (цифрова панель детектора)

Помірний (інструмент UT)

Високий (фазова решітка + кодер)

Вартість-об’єднаного обстеження (труба DN100)

$25–$45 за суглоб

$18–$30 за суглоб

$15–$25 за суглоб

$20–$35 за суглоб

Витрати на безпеку

Високий (налаштування зони випромінювання)

Високий (однаковий)

Мінімальний

Мінімальний

Швидкість (DN100, одна стінка)

10–20 хв на експозицію

3–5 хв на експозицію

5–10 хв на суглоб

8–15 хв на суглоб

Підготовка звіту

Помірний (маркування плівки, обробка)

Швидко (цифрове маркування)

Помірний (захоплення сигналу)

Помірно–повільно (перегляд даних)

Постійна якість запису

Відмінно (фільм)

Відмінно (формат DICONDE)

Добре (захоплення сигналу)

Відмінно (C-скановане зображення +录像)

Простежуваність для MTR

Фільм в архіві з трудовими книжками

Цифровий файл заархівовано

УЗ звіт + сигнали

Файл закодованого сканування заархівовано

[Джерело] Записи про забезпечення якості виробництва JN Alloy; порівняльні ринкові дані з європейських і китайських заводів, 2023–2025 рр.

 

Окремі міркування щодо-марки нержавіючої сталі

 

Зварні шви аустенітної нержавіючої сталі створюють унікальні проблеми для RT та UT, які не впливають на вуглецеву сталь: стовпчаста зерниста структура аустенітного металу зварного шва може розсіювати рентгенівські та ультразвукові промені, знижуючи ефективну чутливість. Дуплексні та супердуплексні шви мають більш дрібну зернистість і кращі акустичні властивості для UT. З цієї причини RT зварних швів з аустенітної нержавіючої сталі потребує трохи довшого часу витримки, ніж вуглецева сталь такої ж товщини, і UT сполучну речовину (зазвичай гель на основі гліколю) слід наносити обережно, щоб уникнути хлоридної корозії під напругою на досліджуваній поверхні.

 

Клас нержавіючої сталі

RT Challenge

UT Challenge

Рекомендований метод

304L / 316L Аустеніт

Більш грубі стовпчасті зерна → невеликий розкид

Зернистий шум (структурний НАЗАД-РОЗСІЙ)

RT первинний; UT для root/LOF

321 / 347 (стабілізований)

Те саме, що 304L/316L

Той самий шум зерна

RT первинний; UT як додаток

Дуплекс 2205 (S32205)

Мінімальний додатковий виклик проти CS

Нижнє затухання; хороший сигнал UT

UT відмінно; RT також дуже добре

Super Duplex 2507 (S32750)

Мінімальний додатковий виклик проти CS

Хороша відповідь УЗ; дрібне зерно

Бажано UT (чутливість до LOF)

904L / 254SMO Супераустеніт

Вищий вміст сплаву → більше загасання

Вища невідповідність акустичного опору

RT бажано; UT прийнятно

317L / 316L NM (ядерний)

Більш жорсткі стандарти RT (NQA-1)

Нижні пороги прийняття

Обидва необхідні згідно з NQA-1

 

Фазова решітка UT (PAUT): сучасний стандарт критичних зварних швів

 
Ультразвукове випробування з фазованою решіткою (PAUT) використовує масив із кількох п’єзоелектричних елементів, які можна електронно керувати та фокусувати, створюючи в-часі закодоване-зображення перерізу (C-сканування) внутрішньої частини зварного шва. PAUT виявляє ті самі типи дефектів, що й звичайний UT, але зі значно покращеною ймовірністю виявлення (PoD) -, особливо для похилих тріщин і відсутності--дефектів зварювання зі складною геометрією зварного шва. Для виробництва труб з нержавіючої сталі в нафтогазовій, хімічній та ядерній промисловості PAUT швидко стає кращою альтернативою RT, де було прийнято код.
 
Phased Array UT The Modern Standard for Critical Welds
 

Ключовою перевагою PAUT перед звичайним UT є керування променем: той самий зонд може виробляти промені зсувної хвилі 45 градусів, 60 градусів та 70 градусів, регулюючи послідовність (закон) запалювання елементів масиву. Це означає, що один зонд може досліджувати зварний шов під різними кутами без переміщення зонда -, що значно покращує PoD для дефектів, які орієнтовані перпендикулярно лише одному куту променя.

 

PAUT проти RT: Коли вибрати PAUT

 

Для зварних швів з нержавіючої сталі слід вказувати PAUT замість звичайної RT, якщо: (1) орієнтація дефекту невідома або підозрюється, що вона багато-спрямована; (2) зварний шов має складну геометрію (перетини TKY, проходки сопел); (3) для файлу проекту потрібен постійний, -збережений у цифровому вигляді відтворюваний запис даних; (4) товщина зварного шва перевищує 50 мм, де геометрична нерізкість RT погіршує чутливість. PAUT НЕ слід вказувати замість RT, якщо відповідний код явно вимагає радіографічного дослідження (наприклад, певні зварні шви класу 1 ядерного коду), якщо тільки код явно не приймає PAUT як альтернативу.

 

Критерій

Звичайний RT

PAUT (Фазована решітка UT)

Переможець

Виявлення тріщин / LOF (під нахилом)

Помірний

Відмінно (кермування променя)

ПАУТ

Виявлення пористості / шлаку

Чудово

Хороший (але менш інтуїтивно зрозумілий)

RT

Thick-section (>50 мм)

Межі геометричної нерізкості

Повне покриття з кодуванням

ПАУТ

Комплексна геометрія (TKY)

Обмежено доступом/перекриттям

Повне охоплення мульти{0}}правом

ПАУТ

Постійний цифровий запис

Так (DICONDE)

Так (DICONDE + C-сканування)

Краватка

Широта прийняття коду

Універсальний (всі коди)

Зростає (зараз усі основні коди)

RT (поки що)

Швидкість (один шарнір DN100)

10–20 хв

8–15 хв (з кодуванням)

Легкий ПАУТ

Вартість за стик

$25–$45

$20–$35

ПАУТ

Вимога радіаційної безпеки

Так (повний протокол)

Ні (немає небезпеки)

ПАУТ

Легкість тлумачення

Дуже інтуїтивно зрозумілий (зображення)

Потрібен рівень підготовки II+

RT

[Джерело] ASME, розділ V, стаття 4 (PAUT); API 582; ISO 13588:2019 (PAUT для зварних швів); ASTM E2700-14.

 

RT проти UT Side-by-Side Summary

 

І RT, і UT критерії прийнятності є стандартами-на основі продуктивності, а не стандартами продукту - вони визначають, як потрібно проводити обстеження та як слід вимірювати та класифікувати показники, а не призначати точні розміри дефектів для кожної ситуації. Ключова відмінність полягає в тому, що RT вимірює прогнозований розмір індикації на 2D-зображенні, тоді як UT вимірює амплітуду відгуку на певній глибині матеріалу. Жоден із методів не є універсально «щільнішим» або «слабшим» - правильний метод і рівень прийнятності повинен вибрати кваліфікований інженер зі зварювання (CWEng) на основі конкретних умов експлуатації.

 

Критерій

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

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

Посилання на код

Найменша індикація тріщини, яку можна відхилити

Будь-яка ознака тріщини - відхиляється незалежно від розміру (ASTM E390)

Лінійна індикація Більше або дорівнює 1,5 мм (1/16 дюйма) на рівні браку

B31.3 T-572.1.1; AWS D1.6 Art. 6

Найменший відхилений показник LOF

LF Більше або дорівнює 1,5 мм (AWS D1.6)

Лінійна індикація Більше або дорівнює 1,5 мм (1/16") при 100% DAC

Б31.3 Таблиця 345.7.3

Максимально допустима пористість (помірна)

R-2: діаметр 3,2 мм; макс. 6 на коло 25 мм (AWS D1.6)

Окремі заокруглені позначки < 5 мм прийнятні

AWS D1.6 Таблиця 6.11

Максимально допустима довжина шлаку

Максимальна довжина 12 мм або 1/3T залежно від того, що менше (R-2)

Довжина лінійної індикації Більше або дорівнює 1,5 мм при 100% DAC

AWS D1.6; Б31.3 Таблиця 345.7.3

Відстань між сусідніми показаннями

R-2: більше або дорівнює 2 × максимальному діаметру індикації

Лінійний: більше або дорівнює 3× довжини; округлений: більше або дорівнює 1 × діам.

AWS D1.6; ASME B31.3

Індикація-підключення до поверхні

Undercut, root concavity: rejectable if >0,8 мм (B31.3)

Undercut depth measurable; >0,5 мм з прапорцем

ASME B31.3 UW-35

IQI / потрібна довідка

Так - Чутливість IQI 2-2T мінімум

Так - Крива ЦАП із опорного блоку SDH

ASME V T-252; Т-574.2.1

Кваліфікація персоналу

Рівень II RT для SNT-TC-1A або ASNT-Central

Рівень II UT за SNT-TC-1A або ASNT-Central

ASME Розділ V QP-1

 

Принцип «Жоден із методів не є універсальнішим».

 

Індикація, яка відхиляється RT, може не бути відхиленою UT, і навпаки. Наприклад, довгий, але дуже тонкий (0,1 мм завширшки) відсутність--зрощеного шва може бути чітко помітним на УЗ-скануванні як сильний відбивач (оскільки він представляє значну зміну акустичного опору), але невидимим на рентгенограмі (оскільки він виступає майже до-нульової ширини). І навпаки, скупчення тонких пір може реєструватися як помірний показник на RT, але опускатися нижче порога дослідження UT 20%, оскільки кожна пора окремо менша за поперечний переріз-променю UT на цій глибині. Ось чому критичні{10}}коди обслуговування часто вимагають ОБИДВА методів для одного зварювання: кожен вловлює те, що пропускає інший.

 

Чого вимагати від постачальника зварних виробів із нержавіючої сталі

 

What to Demand from Your Stainless Steel Weldment Supplier

 

Будь-який постачальник виготовлених з нержавіючої сталі труб, фітингів або резервуарів повинен надати наступні п’ять документів як стандартну документацію на постачання -, а не як додаткову пропозицію: (1) Звіти про радіографічні або УЗ перевірки з повною ідентифікацією зварних швів, (2) ASNT/NAS 410 або SNT-TC-1A кваліфікаційні сертифікати персоналу рівня II або III для перевіряючих, (3) записи про чутливість IQI для RT або DAC записи кривих для UT, (4) звіти про випробування стану (MTR) для всіх неблагородних металів і присадочного дроту, (5) WPS (специфікація процедури зварювання) і PQR (запис кваліфікації процедури).

 

документ

Що це доводить

Стандартна довідка

Прийнятний формат

Звіт про обстеження RT або UT

Кожен зварний шов перевірявся окремо; результати задокументовані

ASME B31.3 Para. 341/345; ASME V ст.. 2/5

PDF + друкована копія з підписом екзаменатора

Кваліфікація персоналу (UT/RT)

Екзаменатори мають сертифікат ASNT рівня II для використовуваного методу

ASME Розділ V QP-1; SNT-TC-1A; ASNT-Центральний QDA

Ксерокопія сертифіката; номер сертифіката можна перевірити

Довідкові записи IQI / DAC

Система RT/UT досягла необхідної чутливості (крива 2-2T або DAC)

ASME V T-252; Т-574.2.1

Включено в додаток до звіту про експертизу

Основний метал MTR

Хімічний склад матеріалу та механічні властивості відповідають специфікації замовлення

ASTM A240/A403; EN 10204 3.1

Сертифікат млина зі штампом відповідності номера плавки

Присадковий дріт MTR / Сертифікат

Хімічний склад присадного дроту правильний для нержавіючої сталі

AWS A5.4/A5.9; AWS D1.6

Сертифікат млина або C of C від постачальника наповнювача

WPS (специфікація процедури зварювання)

Процедура зварювання була кваліфікована та схвалена

ASME IX; AWS D1.6; ISO 15614-1

Документ WPS із номером редакції, зазначеним у звіті

PQR (Запис про кваліфікацію процедури)

WPS було перевірено на відповідність вимогам ASME IX

ASME IX; AWS D1.6

Документ PQR із перехресним-посиланням на номер WPS

Карта зварних швів / Ізометричне креслення

Розташування кожного зварного шва на вузлі визначено

Специфікація проекту (часто ASME B31.3 App. H)

PDF-креслення з номерами зварювальних швів, які відповідають звіту RT/UT

 

Сумісний звіт RT або UT — це не просто «номер зварювання 7 - ПРИЙНЯТО». Згідно з розділом V ASME та B31.3, він повинен містити принаймні: ідентифікацію компонента, ідентифікацію зварного шва (відповідна карта зварного шва), використаний метод дослідження та стандарт (включно з датою перегляду), використане обладнання (модель/серійний рентгенівський апарат, модель/серійний номер приладу UT), використану техніку (енергія, тип плівки або частота та кут датчика UT), еталонні результати IQI або DAC, розташування та розмір усіх відхилених індикацій (якщо такі є), результат (прийняти/відхилити за визначеними критеріями), ім’я та номер кваліфікації ASNT рівня II екзаменатора, дата іспиту та роботодавець екзаменатора.

 

JN Alloy забезпечує все вищезазначене в якості стандарту з кожним виготовленим замовленням зварювання. Звіти переглядаються нашим менеджером з контролю якості (ASNT UT, рівень III / RT, рівень II) перед відправкою. За запитом можна організувати-інспекцію третьою стороною (SGS, Bureau Veritas, Lloyd's Register).

 

Часті запитання

 

З: Чи може RT виявити всі дефекти зварювання, які може виявити UT?

A: Ні. RT та UT виявляють різні типи дефектів з різною надійністю. RT краще справляється з об’ємними дефектами (пористість, шлакові включення) і дає постійне зображення. UT кращий для плоских дефектів (тріщини, несплавлення, пластинчасті розриви) і надає інформацію про розмірну глибину. Жоден метод не є універсальною заміною іншого в критично важливому сервісі. Ось чому стандарти ASME B31.3, API 650 та ISO 15156 часто визначають обидва методи для однієї системи зварювання.

 

З: Який метод дорожчий - RT чи UT?

A: Звичайний RT зазвичай на 20–40% дорожчий за зварне з’єднання, ніж звичайний UT, через вартість плівкового/цифрового детектора та вимоги протоколу радіаційної безпеки. Однак RT забезпечує постійний запис зображення, який UT не може повністю відтворити. Phased Array UT (PAUT) порівнянний за ціною з цифровим RT, але забезпечує чудові можливості виявлення плоских дефектів і цифровий архів C-сканованого запису. Для більшості проектів виготовлення труб з нержавіючої сталі вартість перевірки становить 2–5% від загальної вартості виготовлення - невелика інвестиція порівняно з вартістю зварювання під час експлуатації.

 

З: Яка вимога IQI до чутливості для RT зварного шва з нержавіючої сталі?

A: Згідно зі статтею 2 розділу V ASME та AWS D1.6, мінімальна необхідна чутливість IQI становить 2-2T% (де T — номінальна товщина зварного шва). Для зварного шва товщиною 10 мм: для IQI 2-2T потрібен дріт діаметром 0,20 мм (або еквівалентний отвір), щоб було видно на рентгенограмі. Для шва товщиною 20 мм: дріт 0,40 мм. Якщо IQI не видно, рентгенограма відхиляється - незалежно від того, що вона показує. Для ядерної та критичної служби часто вказується чутливість 1-1T.

 

Питання: Що таке крива DAC під час ультразвукового дослідження зварювання?

A: Крива-амплітудної корекції відстані (DAC) — це калібрувальна крива, створена шляхом сканування еталонних відбивачів (бокових-отворів або плоских-дном) на різних відстанях у еталонному блоці з того самого матеріалу та товщини, що й досліджуваний компонент. Крива DAC відображає амплітуду UT-сигналу (у відсотках від повної висоти екрана) від відстані до відбивача. Усі показання обстеження порівнюються з цією кривою: сигнали вище 20% DAC вимагають дослідження; сигнали на 100% DAC (або вище 50% у B31.3) відхиляються. Крива DAC є калібрувальним стандартом для екзаменатора UT і повинна бути задокументована у звіті про експертизу.

 

Запитання: УЗ чи РТ більш надійні для виявлення відсутності проплавлення зварних швів з нержавіючої сталі?

A: UT є значно надійнішим для виявлення непроплавлення (LOF), ніж RT у зварних швах нержавіючої сталі. LOF – це плоский дефект - тріщина-, подібна до розриву між зварювальним швом і основним металом або попереднім проходом -, який представляє значну зміну акустичного опору ультразвукового променя. На RT LOF часто орієнтований паралельно рентгенівському пучку (в кореневому проході) і може бути абсолютно невидимим. З цієї причини ASME B31.3 і більшість критичних-специфікацій послуг вимагають UT кореневого проходу на додаток до (або замість) RT, зокрема для виявлення LOF, який RT може пропустити. LOF є найпоширенішим ініціатором корозійного розтріскування в технологічних трубопроводах з аустенітної нержавіючої сталі.

 

З: Що означає «ASME Розділ V» і чому він з’являється в кожній специфікації перевірки зварювання?

A: Розділ V ASME («Неруйнівний контроль») є томом Кодексу ASME щодо котлів і посудин під тиском, який визначає обов’язкові вимоги до всіх методів об’ємного та поверхневого контролю, що використовуються в посудинах і трубопроводах. Стаття 2 охоплює RT (радіографічне випробування), стаття 5 охоплює UT (ультразвукове випробування), стаття 6 охоплює рідке проникнення (PT), стаття 7 охоплює магнітно-порошкове випробування (MT), а стаття 4 охоплює Phased Array UT (PAUT). Коли в специфікації проекту зазначено «перевірка відповідно до розділу V ASME», це означає виконання цих обов’язкових вимог. Усі перевірки зварювання сплаву JN відповідають мінімальному стандарту ASME, розділ V.

 

Q: Чи може PAUT замінити RT для відповідності коду?

A: У більшості випадків так - PAUT приймається ASME Розділ V Стаття 4 як альтернатива традиційній RT для перевірки стикового зварювання в додатках ASME B31.3, B31.1 і ASME Section VIII, за умови, що процедуру PAUT перевірено та схвалено інженером. API 582 (Інспекція зварювання для нафти та газу) та ISO 13588:2019 чітко визнають PAUT еквівалентом RT. Єдиним винятком є ​​певні зварні шви класу 1 і 2 ядерного коду, які все ще можуть вимагати звичайну RT, якщо відповідний випадок коду не було чітко схвалено. Завжди погоджуйте з інженером проекту.

 

З: Що мені робити, якщо звіт RT або UT показує відхилені показання?

A: Три кроки: (1) Не приймайте зварювання. (2) Вимагайте повторного-обстеження другим кваліфікованим експертом рівня II для підтвердження висновку. (3) У разі підтвердження виробник повинен або: (a) вирізати дефектну ділянку зварного шва та повторно-зварити, а потім повторно-оглянути; або (b) подати аналіз кваліфікації ремонту/зварювальника, щоб продемонструвати, що показання перебувають у прийнятних межах згідно зі схваленням інженера. Не можна ремонтувати зварні шви з ознаками тріщин - тріщини потрібно завжди видаляти шляхом шліфування/різання та -заварювати повторно. JN Alloy повторно -внутрішньо перевіряє всі зареєстровані відхилені ознаки перед сповіщенням клієнта; Клієнти ніколи не здивуються відхиленою вказівкою при доставці.

 

Послати повідомлення
Прийти до нас
І почніть свої RFQ зараз.
Зв’яжіться з нами