173672. lajstromszámú szabadalom • Eljárás austenites reaktorcsövek elhasználódási fokának meghatározására
3 4 z>. resieitdiffúziós vizsgálat Csak a csövek külső felületére kiért repedések felismerését teszi lehetővé, tehát előrejelzésre alkalmatlan. További hátránya, hogy az öntött kivitelű és 800°C-nál nagyobb hőmérsékletnek kitett külső felszín előkészítése (csövenként kb. 1—2 m2) a vizsgálathoz gyakorlatilag lehetetlen, ezért csak a hegesztési varratok környezetét 'vizsgálják, ahol egy 20 cm-es szakaszon a külső felület esztergált. A vizsgálat munkaigényes, 100 cső hegesztési varratainak vizsgálatát 8 tagú brigád 1 műszak alatt tudja elvégezni. A veszélyeztetett csőszakasznak a varratok környéke csak kb. 20%-át teszi ki. Az alkalmazott festékek az egészségre ártalmasak, ezért a vizsgálatnál különleges óvórendszabályokat kell betartani. 3. Mágneses vizsgálat Az eddig alkalmazott mágneses vizsgálatok Müller, K.: Die Aufkohlung bei Crackrohren für die Athylenherstellung, Nickel-Berichte 26 (1968) Nr. 6, p. 121-128 és Gackenbach, R.E., Shay, J.F.: A study of Localized Massive Scaling on Interiors of Reformer Tubing, Materials Protection and Performance, June, 1971. p. 19—24 szerint csak a belső felületen képződött mágneses réteg kimutatására szorítkozhat, azonban az üzemelési tapasztalatok szerint a mágneses réteg puszta jelenléte és a cső állapota között nem találtak egyértelmű kapcsolatot. Az újonnan kidolgozott eljárás alapja a következő: üzemelés hatására a csövek belső felületén keletkezett oxidok M203 esM304 összegképietekkel jellemezhető típusúak, ahol M a szerkezeti anyag fémalkotóit, döntően vasat és krómot jelent. Az oxidrétegben kétféle változás játszódik le az idő és a hőmérséklet függvényében: a) az oxidréteg vastagodik, és b) fémes alkotóinak aránya változik. A kezdetben főleg Fe203 és Fe304 oxidban, melyek közül a Fe304 ferromágneses, a vas helyét fokozatosan a króm veszi át. Ennek egyik következménye az, hogy az M203 képle tű oxidok részaránya megnő, ezek az oxidok gyengén ferromágnesesek, tehát az effektiv perrneabilitás mérése során elhanyagolható jelet adnak a ferromágneses M304 oxidokhoz képest. A krómban való dúsulás másik hatása abban jelentkezik, hogy az M304 ferromágneses anyag Curie pontja csökken, és kb. 3/2 vas/króm aránynál szobahőmérséklet alá esik, tehát szintén nem ad jelet. Az oxidrétegben üzemelés során végbemenő mennyiségi és minőségi változások a cső üzemi hőfokának függvényei, mégpedig nagyobb hőfokon gyorsabban játszódnak le. A csövek fő igénybevétele a kúszás, mely szintén gyorsabban vezet tönkremenetelhez nagyobb hőfokon. A cső külső felületén mért effektiv permeabilitást a következő tényezők befolyásolják: 1. a belső mágneses réteg vastagodása növeli 2. a rétegben végbemenő összetételi változások csökkentik. 3. a külső felülethez közeledő repedés lokálisan növeli, mert a terjedő repedés felületén frissen keletkezett oxidok erősen mágnesesek és közelebb vannak a szondához. Ahoi nincs repedés, 1. és 2. ellentétes hatásának eredményeképpen a cső egy adott helyén a hőfoktól függően különböző sebességgel nő a mérhető jel, majd egy maximális érték elérése után csökken. A jel változása korrelációban van a cső elhasználódásával, mert mindkettő az üzemi hőmérséklet függvénye egy adott helyen. A korrelációs kapcsolat szerint egy adott helyen a jel csökkenése a cső kritikus állapotba kerülését jelenti, azaz ott a repedések megjelenése várható a következő kb. I éves üzemelési periódus alatt. Vizsgálataink szerint a csövek rendszeres leállásonként méréséit elegendő egy alkotó mentén 1 méterenként elvégezni, kritikus állapotba kerüléskor viszont az egész csövet 0,5 méterenként egy-egy kerület mentén 10 pontban kell vizsgálni. Közel egyenletesen eloszló kisebb repedések jelenlétére a következő jelenségek utalnak:- egy kerület mentén mért értékek áuaga legalább kétszerese valamelyik szomszédos kerület átlagának, — egy kerület mentén mért értékek empirikus szórása >25%. A felszínt megközelítő vagy elérő repedésre ut3l, ha egy keiület mentén mérve a legnagyobb érték nagyobb a legkisebb kétszeresénél. Ha kritikus állapotú csövön repedésre utaló jel nincs, akkor a csövet a továbbiakban fokozottan keli figyelni. A kiértékelés pontosságának növelése érdekében célszerű az új csöveken is méréseket végezni és a kapott értékeket a később mértekből levonni, mert így kiküszöbölhető 3 csőanyag mágneses járuléka, ami a belső réteg járulékának kb. 20%-a. A mérési eredmények önkényes egységekben is leolvashatók, célszerűen skálarészben. A leírt mérési eljárás alkalmazását az alábbi példán mutatjuk be: ICI rendszerű ammóniaüzemi primer bontókemencék csöveit vizsgáltuk. A csövek anyaga az ilyen célra leggyakrabban alkalmazott 25% króm, 20% nikkel, 0,4% karbon jellemző összetételű pörgetett öntésű hőálló acél volt. A vizsgálatokhoz célszerűen módosított mágneses permeabilitásra érzékeny műszert használtunk, a szonda átmérője 4 cm volt. A beépítésre kerülő új csöveken a mért alapértékek 5—15 skálarész között változik, azonban az egybe öntött darabokon belül a szórás ± 1 skálarésznél nem volt nagyobb. Az 1 éves és a 2 éves üzemidő után kapott eredményekből levontuk az alapértékeket. Az így nyert értékeket egy később meghibásodott csőre az 1. ábra mutatja. Az ábra abszcisszáján a cső hossza a kemence aljától m-ben mérve, ordinátáján az effektiv perrneabilitás szerepel. Az 1 jelű görbe az 1 év üzemidő után, a 2 jelű görbe a 2 év üzemidő után meghatározott értékekre vonatkozik, a méréseket egy alkotó mentén végeztük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
