ارزیابی غیرمخرب لوله‌های ریفرمر در واحد احیا مستقیم آهن به روش آزمون جریان گردابی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بابل- خیابان شریعتی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل دانشکده مهندسی مواد و صنایع

2 دانشیار گروه مهندسی مواد دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

10.30494/jndt.2021.277416.1065

چکیده

ارزیابی غیرمخرب به روش بازرسی جریان گردابی برای برآورد عمر کارکردی لوله‌های فولاد زنگ‌نزن آستنیتی ریختگی ‏مربوط به واحد ریفورمر احیا مستقیم سنگ آهن بررسی شد. این ارزیابی تحت فرکانس ‏kHz‏ 60 و بر اساس نقشه امپدانسی و ‏به‌صورت بازرسی نقطه‌ای انجام شد. از لوله‌های مرجع با ریزساختار و عمر کارکرد مشخص برای کالیبراسیون استفاده شد. از ‏میکروسکپ‌های نوری و الکترونی روبشی برای بررسی‌های ریزساختاری استفاده شد. بررسی‌های میکروسکپی نشان داد که ‏ریزساختار ریختگی این فولاد شامل زمینه آستنیت به همراه سل‌های یوتکتیک حاوی کاربیدهای غنی از کروم و نیوبیم است. ‏همچنین مشاهده شد که با افزایش زمان کارکرد و افزایش شدت پیری، تغییرات ریزساختاری با شدت بیشتری رخ ‌می‌دهد. این ‏تغییرات شامل اکسید ‌شدن و کربوراسیون سطحی، ایجاد رسوبات مخرب، کم شدن مقدار کروم محلول در زمینه آستنیت، تغییر ‏مورفولوژی سل‌های یوتکتیک و ایجاد میکروترک‌های خزشی است. نتایج ارزیابی جریان گردابی نشان داد که تغییرات ریزساختاری ‏ناشی از افزایش عمر کارکردی بر پاسخ الکترومغناطیسی لوله تأثیر معنی‌داری دارد. با افزایش عمر لوله‌ها، شاخص مقاومت خودالقایی ‏با افزایش شدید و شاخص مقاومت اهمی با کاهش همراه است. در نقشه امپدانسی دستگاه جریان گردابی، نمایش برهمکنش این دو ‏شاخص برای هر لوله به صورت نقطه مشخص شده است. مقایسه موقعیت این نقاط در نقشه امپدانسی نشان‌دهنده وجود تغییرات ‏خطی بین رفتارهای الکترومغناطیسی و پیری است. بنابراین می‌توان از روی پاسخ‌های الکترومغناطیسی در روش جریان گردابی، عمر ‏کارکردی لوله‌های ریفورمر را برآورد کرد.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Nondestructive Evaluation of Reformer Tubes in Direct Reduction of Iron Unit by Eddy Current Test Method

نویسندگان [English]

  • Karim Yosefpour Shirsavar 1
  • Majid Abbasi 2
  • Seyed Jamal Hosseinipour 1
1 MSC Student, Faculty of Materials Engineering, Babol Noshirvani ‎University of Technology, Mazandaran, Iran.‎
2 Associate Professor, Materials Engineering Department, Babol Noshirvani University of Technology
چکیده [English]

The eddy current nondestructive evaluation was investigated to ‎estimate the service life of cast ‎austenitic stainless steel tubes in the reformer unit of the direct ‎reduction iron ore plan. This ‎evaluation was performed at 60 kHz based on the ‎impedance plane and as a point inspection ‎method. Reference tubes with specified microstructure ‎and service life were used for ‎calibration. The optical and SEM microscopes were used‎‏ ‏‎for ‎microstructural studies. The ‎microscopic examination showed that the as-cast microstructure has ‎austenitic matrix with ‎eutectic cells ‎containing chromium and ‎niobium carbides. It was also ‎observed that with ‎increasing operating time and increasing the intensity of aging, the ‎microstructural changes occur ‎more severely. These changes include oxidation and carburization of ‎surface, creating of ‎destructive phases, and depletion of chromium ‎in the austenite matrix, variation ‎of eutectic cells ‎morphology and formation of the creep microcracks. The results of eddy current ‎evaluation ‎showed that microstructural changes due to increasing the service life have a significant ‎effect ‎on the electromagnetic response of the tube. As the life of the tubes increases, the self-‎‎inductance resistance index increases sharply and the resistivity index decreases. The interaction ‎of these two index is ‎indicated as a point on the ‎impedance plane of for each tube. Comparison ‎of the position of these points in the impedance plane indicates the ‎existence of linear changes ‎between electromagnetic and aging behaviors. Therefore, the service ‎life of the reformer tubes ‎can be estimated from the electromagnetic responses in the eddy current ‎method.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reformer
  • Direct Reduction of Iron
  • Life Assessment
  • Cast Stainless Steel
  • Eddy Current Testing
  • Impedance &lrm
  • plane