奥氏体不锈钢堆焊层表面缺陷检测—ACFM技术在特种设备行业的应用

一、检验背景：

加氢反应器通常再高温，高压，氢及硫化氢等腐蚀环境下运行。装置停止运行时，由于空气的介入，反应器中还会出现多种酸性腐蚀产物，如连多硫酸等。在这样的环境下，容器材质可能会产生反应器的材质可能会产生氢腐蚀、应力腐蚀和介质腐蚀。奥氏体不锈钢作为一种具备良好塑韧性、耐蚀、无磁性的材料，被广泛应用于能源、航天、化工、生物等领域。加氢反应器通常采用耐热抗氢钢做为反应器壳体的母体材料，在母体材料的内壁堆焊不锈钢，增强其抗腐蚀能力，避免加氢反应器的壳体在运行中产生氢腐蚀、硫化物腐蚀及其它类型介质腐蚀。

但由于恶劣的使用环境，奥氏体不锈钢堆焊层表面裂纹仍然成为加氢反应器检验发现的常见缺陷之一。

二、检验现状：

奥氏体不锈钢不具有导磁性，通常采用渗透技术对其进行表面检测，但渗透检测只能进行开口缺陷进行检测，并无法对缺陷进行准确定性和定量，在检测贯穿性裂纹时，容易产生漏检和误判。此外，也可以利用超声波检测技术进行检测。由于奥氏体不锈钢堆焊层组织多为柱状经理，存在声学上的各向异性，加上与基材材料之间存在的一直界面，超声检测时存在异质界面波和异性组织的晶界反射波，容易与堆焊层的焊接缺陷反射波混淆，给堆焊层焊接质量评价带来困难。

三、检验方法：

交流电磁场检测（简称ACFM）技术是基于电磁感应原理的结构表面或近表面缺陷非接触无损检测方法。利用交流电磁场检测技术，可以对不锈钢堆焊层开口及埋深缺陷进行检测并进行一定程度的定量。

四、实验过程：

制备了奥氏体不锈钢堆焊层试块，以刻槽模拟裂纹缺陷，试块自覆层侧开槽，缺陷试块见右图。

使用济宁鲁科检测器材有限公司生产的LKACFM-X1交流电磁场检测仪进行检测，检测频率为1kHz及5kHz，检测结果表明，在5kHz频率下，最小能发现3*0.5mm表面缺陷；在5mm提离高度下，最小能够发现6*2mm表面缺陷，证明ACFM技术能够对奥氏体不锈钢堆焊层表面缺陷进行一定程度的发现。

五、技术优势：

1、无需进行繁杂的表面处理，对容器及人体无污染；

2、检测速度快，即时输出结果，提高了检验效率；

3、根据检测对象定制探头，配置灵活，减少检测盲区。