ارزيابي غيرمخرب لوله‌هاي ريفرمر در واحد احيا مستقيم آهن به روش آزمون جريان گردابي

Non-destructive evaluation of reformer pipes in direct iron reduction unit by eddy current test method

نتايج ارزيابي غيرمخرب لوله‌هاي ريفرمر واحد احيا مستقيم شركت فولاد بردسير كرمان ارائه شده است. اين ارزيابي به‌صورت ميداني براي تخمين عمر عملكردي لوله‌ها به روش جريان گردابي با يك پراب عمودي مخصوص با هسته فريتي تحت فركانس kHz 60 انجام شد. لوله‌هاي ريفورمر از جنس فولاد نسوز ريختگي گريد HP به روش ريخته‌گري گريز از مركز توليد شدند. از نمونه‌هاي شاهد با ريزساختار و عمر كاركرد مشخص براي تنظيم و كاليبراسيون استفاده شد. براي بررسي‌هاي ريزساختاري نمونه‌هاي شاهد از ميكروسكپ نوري مجهز به نرم‌افزار آناليز تصوير، ميكروسكپ الكتروني روبشي استفاده شد. بازرسي بر روي لوله‌ها به‌صورت نقطه‌اي انجام شد و داده‌هاي جريان گردابي به‌صورت نقشه امپدانسي ارائه شد. بررسي‌هاي ميكروسكپي نشان داد كه ريزساختار ريختگي اين فولاد شامل زمينه آستنيتي به همراه سل‌هاي يوتكتيك حاوي كاربيدهاي غني از كروم و نيوبيم است. همچنين مشاهده شد كه با افزايش زمان كاركرد لوله‌ها و افزايش شرايط پيري لوله‌هاي ريفورمر در محيط اكسيدان و دماي بالاي، تغييرات ريزساختاري شامل اكسيد ‌شدن و كربوراسيون سطحي، تشكيل رسوبات مخرب و خالي شدن كروم در زمينه آستنيت، تغيير مورفولوژي سل‌هاي يوتكتيك، ايجاد ميكروترك‌هاي خزشي، مي‌تواند تشديد ‌شود. نتايج ارزيابي جريان گردابي لوله‌ها نشان داده است كه تغييرات ريزساختاري ناشي از كاركرد لوله‌ها بر پاسخ الكترومغناطيسي لوله تأثير دارد. اين تأثير با افزايش شاخص مقاومت خودالقايي و كاهش شاخص مقاومت اهمي پراب همراه است كه در صفحه امپدانسي دستگاه بازرسي به شكل خطي مشاهده شده است. بنابراين مي‌توان از روي پاسخ‌هاي الكترومغناطيسي لوله‌هاي ريفرمر و نمونه‌هاي شاهد (با مشاهده صفحه امپدانسي) به‌طور مقايسه‌اي عمر عملكردي لوله‌هاي ريفورمر را برآورد كرد.

In this paper, the nondestructive evaluation of reformer tubes of the direct reduction unit of Bardsir Steel Company of Kerman ‎was studied. This evaluation was performed in the field to estimate the service life of the tubes by eddy current method with a 60 kHz‎ absolute probe have a ferrite core. HP grade reformer tubes were ‎produced by centrifugal casting method. The control samples were used for adjustment ‎and calibration. Optical microscope and SEM were used for ‎microstructural studies. The tubes were inspected on a point basis and the eddy current data were presented ‎as an impedance plan. Microscopic examination showed that the as cast microstructure has austenitic matrix ‎with eutectic cells containing carbides rich in chromium and niobium. It was also observed that with increasing aging intensity of reformer tubes, microstructural changes including ‎oxidation and surface carburization, formation of destructive phases and chromium depletion in austenite, morphology of ‎eutectic cells, creep micro cracks can be intensified. The results of the eddy current tests have shown that the ‎microstructural changes caused by the operation affect the electromagnetic response of the tubes. This effect is ‎associated with an increase in the self-inductance resistance index and a decrease in the resistance index of the probe, which is ‎linearly observed on the impedance plane. Therefore, the operating life of the reformer tubes can be ‎estimated comparatively from the electromagnetic responses of the reformer tubes and control samples (by observing the ‎impedance plane).‎