Действующий
78. Для проведения анализа оптико-эмиссионным и рентгенофлуоресцентным методами требуется подготовка поверхности контрольной зоны элемента или детали.
Контроль элементного состава металла оптико-эмиссионным методом даёт возможность определения полного набора легирующих элементов в сплаве, включая "следовые" количества примесей.
Определение химического состава элементов из хромистых сталей методом оптико-эмиссионного спектрального анализа следует выполнять в стационарных условиях на вырезанных пробах (в рамках разрушающего контроля).
79. Рентгенофлуоресцентные анализаторы не могут применяться для определения содержания в металле легких элементов, таких как углерод и кремний, а также серы и фосфора. Для анализа химического состава на предмет определения указанных элементов, а также для уточнения их количественного содержания в контрольной детали, следует применять оптико-эмиссионную аппаратуру.
При отборе проб металла из поверхностей нагрева котлов места вырезок должны соответствовать зонам с наибольшей повреждаемостью и с максимальной плотностью теплового потока или (и) температурой пара. Следует при этом учитывать результаты магнитного контроля (МКТН) для сталей перлитного класса и ферритометрии для аустенитных сталей, а также результаты ультразвуковой толщинометрии. Вырезку следует выполнять механическим способом. Допускается осуществлять вырезку огневым способом с последующим механическим удалением слоя металла от кромки реза шириной не менее 20 мм.
81. Вырезку пробы из трубопровода (паропровода) следует выполнять механическим способом. Допускается проводить вырезку огневым способом с применением электродуговой или газовой резки при условии последующего удаления механическим способом слоя металла от кромки реза шириной не менее 30 мм. Следует вырезать участок трубопровода, содержащий фрагменты прямой трубы и гиба, включая их сварное соединение. Вырезаемая проба должна быть предварительно замаркирована таким образом, чтобы при последующей механической обработке (разделке) была возможность идентификации металла прямой трубы и гиба.
82. Вырезку пробы металла (пробки) из барабана следует выполнять механическим способом. Не следует производить вырезку "пробок" диаметром более 100 мм.
Место вырезки пробки обосновывается расчётом на прочность. После вырезки пробы следует указать на чертеже развёртки корпуса барабана (или формуляре) размеры вырезанного отверстия и расстояния от его центра до середины ближайшего сварного шва и центров ближайших трубных отверстий.
83. Вырезаемые из труб поверхностей нагрева котлов пробы (патрубки) должны иметь длину, достаточную для проведения необходимого комплекса исследований:
Образцы для испытаний по определению механических свойств и длительной прочности (жаропрочности) вырезают вдоль оси трубы - сегментные образцы, при этом поверхностные слои металла остаются нетронутыми.
84. Образцы для механических испытаний, изготавливаемые из проб, вырезанных из трубопроводов (пункт 81 ФНП), следует размещать в тангенциальном направлении (по окружности сечения трубы). Образцы для испытаний на длительную прочность (и ползучесть) металла следует размещать в тангенциальном направлении, если это позволяют размеры вырезанной пробы. В противном случае образцы располагают вдоль оси трубы. Образцы для механических испытаний и испытаний на длительную прочность сварных соединений располагают вдоль оси трубы. Следует размещать образцы по возможности ближе к наружной поверхности трубы (если это не противоречит конкретной задаче исследования).
85. Образцы для механических испытаний и испытаний на длительную прочность, вырезаемые из центробежнолитых (далее - ЦБЛ) труб, следует размещать в зонах, максимально приближенных к внутренней поверхности трубы.
86. Для исследования металла гнутого колена проба отбирается (вырезается) из центральной части колена (гиба). В этом случае образцы для исследований как поперечные, так и продольные вырезают из половины пробы, соответствующей наружному обводу гиба, включающей полностью растянутую зону и частично две нейтральные зоны.
Образцы для металлографических исследований металла трубопроводов, включая анализ микроструктуры и микроповреждённости, вырезаются на всю толщину стенки трубы (гиба) (ограничиваются внутренней и наружной поверхностями трубы).
87. Вырезанная из барабана цилиндрическая проба разрезается на несколько слоев (дисков), толщина которых должна обеспечить изготовление стандартных образцов на разрыв и ударный изгиб. Продольные оси образцов располагают параллельно продольной оси барабана.
88. Исследование макроструктуры металла и сварных соединений проводят при небольших увеличениях (не более чем в 30 раз). В зависимости от задачи исследования макроструктурному анализу подвергают поверхности элементов оборудования: макрошлифы, изломы.
89. Поверхности деталей исследуют для выявления металлургических, технологических и эксплуатационных макродефектов после зачистки поверхностей абразивным инструментом.
Макрошлифы, подготовка которых ограничивается стадией тонкого шлифования, анализируют для выявления дефектов макроструктуры типа пустот, раковин, газовых пузырей, трещин. Для анализа макроструктуры металла, обнаружения ликвационных неоднородностей, неявно выраженных трещин, надрывов, несплавлений, расслоений, пористости исследуют макрошлифы, подвергнутые травлению специальными реактивами.
90. Исследования структуры поверхности изломов (фрактографические исследования), образовавшихся при разрушении деталей в процессе эксплуатации или испытываемых образцов, выполняют для установления причин и механизмов разрушения, в том числе оценки качества изготовления элементов.
91. Исследование микроструктуры металла проводится для: выявления неметаллических включений; определения размеров зерна и рекристаллизации; оценки наличия и распределения фаз, их ориентации и изменений в зависимости от технологии изготовления и воздействия условий эксплуатации; изучения формы и природы отдельных кристаллитов; выявления особенностей возникновения и распространения повреждений.
Качественный анализ микроструктуры проводят на шлифах при увеличениях от 100 до 1500 (2000) крат с помощью оптических микроскопов.
92. Для выявления распределения графита в микроструктуре основного металла и зон сварных соединений трубопроводов (и коллекторов), работающих при температуре выше 390°С и изготовленных из углеродистых и молибденовых (15М, 16М) сталей, применяется травление слабым раствором азотной кислоты с добавлением пикриновой кислоты в этиловом спирте, в случае, если необходимый результат не может быть достигнут применением слабого раствора азотной кислоты.
При контроле состояния металла на наличие структурно свободного графита в первую очередь контролируют зону термического влияния (далее - ЗТВ) сварных соединений.
Выделение графита (если оно произошло) обнаруживается также на нетравленых полированных (до зеркального блеска) шлифах при 500-кратных увеличениях в виде отдельных глобулей.
93. Для выявления границ зёрен и составляющих структуры (феррита, перлита, бейнита, мартенсита, аустенита, карбидов, сигма-фазы) проводят травление с применением специальных реактивов.
94. Микроструктурный анализ металла ЦБЛ труб из стали 15X1M1Ф проводится на шлифах поперечного сечения стенок труб как в зонах с нормальным структурным состоянием, так и в ликвационной зоне, примыкающей к внутренней поверхности трубы, для выявления степени развития ликвационной структуры и фиксирования микродефектов технологического происхождения.
95. Оценка результатов исследования микроструктуры проводится по эталонным шкалам национальных стандартов, технических условий на изготовление и шкалам приложений к ФНП.
Стадию процесса графитизации в основном металле и сварных соединениях трубопроводов, работающих при температуре выше 390°С и изготовленных из углеродистых и молибденовых (15М, 16М) сталей, оценивают при 500-кратном увеличении микроскопа, по шкале графитизации (приложение N 1 к ФНП).
Оценку стадии процесса сфероидизации перлита углеродистых и низколегированных сталей, обусловленного эксплуатацией, проводят при 1000-кратном увеличении микроскопа по шкале сфероидизации перлита в углеродистых и низколегированных сталях (приложение N 2 к ФНП).
96. Для выявления микроповреждённости порами ползучести основного металла и зон сварных соединений высокотемпературных элементов оборудования, на вырезанном образце приготавливается шлиф и применяется многократная полировка и травление шлифа образца. На шлифе чередование травления и полирования проводят до состояния выявляемости пор при 500-1000-кратных увеличениях микроскопа. Для получения чистой травленой поверхности предварительную и конечную обработку образца проводят чистым этиловым спиртом.
97. Исследование микроповреждённости металла прямых труб и гибов паропроводов следует выполнять по сечению всей толщины стенки от наружной до внутренней поверхности.
Участком исследования микроповреждённости сварных соединений служит металл шва (далее - МШ), зона термического влияния (далее - ЗТВ) и основной металл. В ЗТВ особое внимание следует уделять исследованию разупрочнённой прослойки металла, расположенной на расстоянии 2-4 мм от линии сплавления. Разупрочнённую прослойку металла ЗТВ следует выявлять предварительно при 100-кратном увеличении, исследование микроповреждённости ЗТВ проводят при увеличениях от 500 до 1000 крат.
Участками исследования микроповреждённости на образцах поперечного сечения стенок ЦБЛ труб из стали 15Х1М1Ф служат как зона металла с основной структурой, так и зона металла с ликвационной структурой, примыкающая к внутренней поверхности трубы.
98. Оценку стадии микроповреждённости металла порами ползучести для сталей перлитного класса проводят:
основного металла труб (гибов) - по шкале микроповреждённости сталей перлитного класса (приложение N 3 к ФНП).
ЗТВ разупрочнённой прослойки сварных соединений - по шкале микроповреждённости металла ЗТВ сварных соединений паропроводов из стали 12Х1МФ (приложение N 5 к ФНП) и по шкале микроповреждённости металла ЗТВ сварных соединений паропроводов из стали 15Х1М1Ф (приложение N 6 к ФНП).
Анализ степени микроповреждённости металла порами ползучести для хромистых сталей мартенситного (феррито-мартенситного) класса выполняют:
основного металла труб (гибов) из стали 10Х9МФБ (ДИ82) и X10CrMoVNb9-1 (Р91 или T91) - по шкале микроповреждённости металла труб из сталей марок Р91 (X10CrMoVNb9-1) и ДИ82 (10Х9МФБ) (приложение N 7 к ФНП);
ЗТВ сварных соединений - по шкале микроповреждённости металла зон сварных соединений из сталей марок Р91 (X10CrMoVNb9-1) и ДИ82 (10Х9МФБ) с использованием хромистых сварочных материалов (СгМо91/10Х9М1Ф) (приложение N 8 к ФНП);