Potwierdzenie skuteczności techniki prądów wirowych do oceny stopnia wyczerpania austenitycznej stali 321H

• Autorzy: Augustyniak B. , Chmielewski M. , Dobrzański J.

Warianty tytułu

EN

Proof of eddy current technique efficiency for creep damage stage evaluation of 321H austenitic steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań techniką prądów wirowych właściwości fizycznych szeregu wycinków stali austenitycznej 321H po ich długotrwałej eksploatacji. Wyniki te zosały skonfrontowane z wynikami badań właściwości mechanicznych. Oba badania miały na celu uszeregowanie próbek ze względu na zaawansowanie procesu ich degradacji. Badania przeprowadzono na wycinkach rur przegrzewaczy pary dostarczonych przez Energy Power Research Institute (EPRI) z Charlotte, USA. Zostały one pobrane z różnych segmentów jednego kotła eksploatowanego przez 31 lat o łącznym czasie pracy 207 tys. godzin. W artykule opisano właściwości opracowanej techniki prądów wirowych, wyniki badań wykonanych tą techniką i rezultaty badań właściwości mechanicznych oraz przedstawiono analizę korelacji wskazań obu typów badań. Pomiary techniką prądów wirowych ujawniły zmiany właściwości magnetycznych warstwy wierzchniej eksploatowanych rur. Miarą tych właściwości jest zmiana poziomu sygnału wyjściowego użytego miernika prądów wirowych. Wyniki badania właściwości mechanicznych, a zwłaszcza skrócone próby pełzania wykorzystano do oszacowania stopnia wyczerpania próbek. Uzyskano jednoznacznie monotonicznie wzrastającą zależność różnicy poziomu sygnału prądów wirowych dla próbek eksploatowanych i dla próbki nieeksploatowanej od poziomu stopnia wyczerpania. Po raz pierwszy wykazano skuteczność oryginalnej w dziedzinie badań nieniszczących techniki prądów wirowych do oceny stopnia wyczerpania stali austenitycznej typu 321H eksploatowanej w warunkach pełzania.

EN

The novel eddy current technique (EC) was applied for evaluation of change of physical properties of series of tube samples cut from austenitic steel secondary superheater tubes after long exploitation. Results of EC tests are confronted with the results of mechanical properties tests in order to achieve calibration like function for EC signal versus creep damage stage. Samples of 321H austenitic steel have been delivered by Electric Power Institute (EPRI) from Charlotte, USA. They were cut from tubes working at different places of the boiler exploited over 31 years (about 207,000 hours). Paper describes features of the as elaborated EC technique and shows results of EC and of mechanical properties measurements. There is presented also the quantitative analysis of correlation between the results of both tests. Our novel EC meter is sensitive to very small change of magnetic properties of external surface layer of the exploited sample and thus the output signal of this EC meter is assumed to be an effective estimator of creep damage stage. The mechanical static load test revealed monotonous decrease of mechanical resistance of exploited samples. The stress rupture tests allowed to establish qualitative estimator of creep damage – degree of depletion. The as revealed monotonous increase of EC meter signal versus degree of depletion of 321H steel proofs that the as proposed novel EC techniques can be used for nondestructive and quantitative evaluation of creep damage of austenitic materials exploited in power plants boilers.

Słowa kluczowe

PL

technika prądów wirowych; stal austenityczna typu 321H; cena stopnia wyczerpania stali

EN

eddy current technique; 321H austenitic steel; damage stage evaluation of steel

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 11
• Strony: 721--724
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Augustyniak B.

• NNT Sp. z o.o., Gdańsk

autor

Chmielewski M.

• Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS

autor

Dobrzański J.

• Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice

Bibliografia

• [1] Augustyniak B., Zjawiska magnetosprężyste i ich wykorzystanie w nieniszczących badaniach materiałów, Wyd. Politechnika Gdańska, Gdańsk 2003, Monografia 38, s. 1-192.
• [2] Augustyniak B., Piotrowski L., Chmielewski M., Sablik M. J., Nondestructive characterization of 2Cr-1Mo steel quality using magnetoacoustic emission, "IEEE Trans, on Magn." 2002, 38, no. 5, s. 3207-3209.
• [3] Piotrowski L., Augustyniak B., Chmielewski M., On the possibility of application of the magnetoacoustic emission intensity measurements for the diagnosis of thick-walled objects in the industrial environment, "Meas. Sci. Technol." 2010, vol. 21(3), 035702 (8 pp.).
• [4] Augustyniak B., Chmielewski M., Piotrowski L, Głowacka M., Elektromagnetyczna metoda badania procesu degradacji stali austenitycznych, „Zeszyty Problemowe - Badania nieniszczące" 2005, nr 10, s. 178-185.
• [5] Augustyniak B., Chmielewski M., Sablik M. J., Augustyniak M., Walker S., A new eddy current method for nondestructive testing of creep damage austenitic boiler tubing, "Nondestructive Testing and Evaluation" 2009, 24, Nos. 1-2, p. 212-141.
• [6] Hernas A., Augustyniak B., Moskal G., Chmielewski M., Zmiany w mikrostrukturze stali austenitycznej T321 po długotrwałej eksploatacji, „Energetyka" 2009, s. 65-68.
• [7] Raport EPRI: Remaining Life Assessment of Austenitic Stainless Steel Superheater and Reheater Tubes, EPRI, Palo Alto, CA: 2002. 1004517.
• [8] Dobrzański J., Materiałoznawcza interpretacja trwałości stali dla energetyki, Open Access Library 2011, Vol. 3.
• [9] Dobrzański J., Purzańska H., Degradacja mikrostruktury stali austenitycznych po długotrwałej pracy w warunkach pełzania oraz metodologia oceny ich przydatności do eksploatacji poza obliczeniowym czasem pracy, 6. Konferencja Naukowo-Techniczna „Diagnostyka materiałów i urządzeń technicznych DMiUT 2017", Gdańsk 2017, R4, prezentacja ppt.