डुप्लेक्स स्टील वेल्ड्स का अल्ट्रासोनिक परीक्षण: फेराइट-ऑस्टेनाइट संतुलन और संभावित दोषों की पहचान करना

डुप्लेक्स स्टील वेल्ड्स का अल्ट्रासोनिक परीक्षण: फेराइट-ऑस्टेनाइट संतुलन और संभावित दोषों की पहचान करना

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स आधुनिक उद्योग की नींव हैं, जिन्हें उनकी अद्वितीय शक्ति और संक्षारण प्रतिरोधक क्षमता के लिए सराहा जाता है। हालांकि, उनकी जटिल द्वि-चरण सूक्ष्म संरचना (ऑस्टेनाइट और फेराइट) अविनाशी परीक्षण (NDT) के लिए विशिष्ट चुनौतियां प्रस्तुत करती है। अल्ट्रासोनिक परीक्षण (UT) डुप्लेक्स स्टील वेल्ड्स की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है, लेकिन इसके लिए यह समझना आवश्यक है कि सामग्री के गुण निरीक्षण पर कैसे प्रभाव डालते हैं। यह गाइड डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स में वेल्ड गुणवत्ता और सूक्ष्म संरचना का मूल्यांकन करने के लिए UT का उपयोग करने का एक व्यावहारिक ढांचा प्रदान करती है।

डुप्लेक्स वेल्ड्स के लिए अल्ट्रासोनिक परीक्षण क्यों महत्वपूर्ण है

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील की वेल्डिंग एक सूक्ष्म संतुलन की कला है। इस प्रक्रिया को दो मुख्य उद्देश्यों को प्राप्त करना चाहिए:

1. एक दोष मुक्त वेल्ड: दरारों, फ्यूजन की कमी, छिद्रता और समावेशन से मुक्त।

2. एक संतुलित सूक्ष्म संरचना: यांत्रिक गुणों और संक्षारण प्रतिरोधकता को बनाए रखने के लिए लगभग 50% ऑस्टेनाइट और 50% फेराइट के चरण संतुलन को बनाए रखें।

पहले उद्देश्य की पुष्टि करने के लिए UT मुख्य विधि है। हालांकि, दूसरा उद्देश्य सीधे UT निरीक्षण स्वयं पर प्रभाव डालता है। एक असंतुलित सूक्ष्म संरचना दोषों को छिपा सकती है या गलत संकेत उत्पन्न कर सकती है, जिससे दोनों की गहन समझ आवश्यक हो जाती है।

चुनौती: डुप्लेक्स सूक्ष्म संरचना में ध्वनिक दिशात्मकता

डुप्लेक्स स्टील्स के निरीक्षण में मुख्य चुनौती उनकी ध्वनिक दिशात्मकता है। इसका अर्थ है कि ध्वनि तरंगों का वेग उस दिशा पर निर्भर करता है जिसमें वे सामग्री की क्रिस्टलीय संरचना से होकर यात्रा करती हैं।

• आइसोट्रॉपिक सामग्री में (जैसे मानक ऑस्टेनिटिक या फेरिटिक स्टील्स में), ध्वनि तरंगें सभी दिशाओं में एक समान वेग से यात्रा करती हैं, जिससे व्याख्या सरल हो जाती है।

• एनिसोट्रॉपिक सामग्री में (जैसे डुप्लेक्स स्टील्स और वेल्ड्स में), ध्वनि बीम फैल सकती है, विकृत हो सकती है, और विभाजित हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप होता है:

  • बीम बेंडिंग: ध्वनि बीम सीधी रेखा में यात्रा नहीं कर सकती है, जिससे किसी दोष का सटीक स्थान निर्धारित करना मुश्किल हो जाता है।

  • कमजोरी: सिग्नल शक्ति में कमी, जिससे पैनिट्रेशन कम होता है और छोटे या गहरे दोषों को खोजने की क्षमता घट जाती है।

  • उच्च शोर स्तर: जटिल ग्रेन संरचना पृष्ठभूमि में "घास" या शोर का उच्च स्तर उत्पन्न करती है, जो वास्तविक दोषों को छिपा सकती है।

यह दिशिकता विशेष रूप से वेल्ड धातु में स्पष्ट होती है, जहां दिशात्मक रूप से ठोस संरचना में मोटे दाने होते हैं, और इसकी गंभीरता सीधे फेराइट-ऑस्टेनाइट संतुलन से जुड़ी होती है।

UT प्रक्रिया: डुप्लेक्स स्टील के लिए मुख्य बिंदु

इन चुनौतियों पर काबू पाने के लिए UT प्रक्रिया को बारीकी से डिज़ाइन और पात्रता प्रमाणित किया जाना चाहिए।

1. उपकरण और ट्रांसड्यूसर चयन:

• तकनीक:  टाइम-ऑफ़-फ़्लाइट डिफ़्रैक्शन (TOFD) डुप्लेक्स वेल्ड में यह अत्यंत प्रभावी है क्योंकि यह बीम के विचलन के प्रति कम संवेदनशील है और समतल दोषों के आकार के लिए उत्कृष्ट क्षमता प्रदान करता है। फ़ेज़्ड एरे अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग (PAUT) पारंपरिक UT की तुलना में श्रेष्ठ है क्योंकि यह कई बीम कोणों को उत्पन्न कर सकती है और वेल्ड वॉल्यूम के विस्तृत दृश्य मानचित्र प्रदान कर सकती है।

• कोण: सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात में सुधार के लिए कम अपवर्तित कोणों (उदाहरण के लिए, 45°) का उपयोग करें। मानक 60° या 70° प्रोब में अधिक महत्वपूर्ण बीम विकृति हो सकती है।

• आवृत्ति: कम आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 2 मेगाहर्ट्ज़) बेहतर पैनिट्रेशन प्रदान करती है लेकिन कम स्पष्टता होती है। उच्च आवृत्ति (उदाहरण के लिए, 4-5 मेगाहर्ट्ज़) बेहतर स्पष्टता प्रदान करती है लेकिन उच्च अवशोषण से पीड़ित हो सकती है। सामग्री की मोटाई के आधार पर संतुलन बनाए रखना आवश्यक है।

2. कैलिब्रेशन और संदर्भ ब्लॉक:

• आवश्यक अभ्यास: कैलिब्रेशन को एक संदर्भ ब्लॉक पर किया जाना चाहिए जो एक ही डुप्लेक्स ग्रेड और उत्पाद रूप से बना हो (उदाहरण के लिए, पाइप, प्लेट) जैसे घटक का निरीक्षण किया जा रहा है।

• क्यों महत्वपूर्ण है: कार्बन स्टील संदर्भ ब्लॉक का उपयोग करने से काफी अधिक अशुद्धियां उत्पन्न होंगी क्योंकि ध्वनिक वेग भिन्न होता है। डुप्लेक्स ब्लॉक एनिसोट्रॉपिक सामग्री में वास्तविक ध्वनि वेग और अस्वीकृति की भरपाई करता है।

3. स्कैनिंग और डेटा व्याख्या:

• ऑपरेटरों को निम्न के बीच भेद करने के लिए प्रशिक्षित किया जाना चाहिए:

  • ज्यामितीय संकेत: वेल्ड रूट, कैप, या काउंटरबोर से परावर्तन।

  • सूक्ष्म संरचनात्मक शोर: अनाज संरचना के कारण होने वाला लगातार, धब्बेदार पृष्ठभूमि पैटर्न।

  • वास्तविक दोष: तेज, स्पष्ट संकेत जो शोर तल से स्पष्ट रूप से ऊपर उठते हैं और विभिन्न प्रोब कोणों में पता लगाए जा सकते हैं।

यूटी के माध्यम से सूक्ष्म संरचनात्मक असंतुलन की पहचान करना

जबकि मात्रात्मक चरण संतुलन मापन के लिए धातुकीय प्रयोगशाला तकनीकों (उदाहरण के लिए, बिंदु गणना विश्लेषण) की आवश्यकता होती है, सामग्री में समस्या के संकेतों को स्पष्ट रूप से दर्शाने के लिए UT का उपयोग किया जा सकता है:

महत्वपूर्ण नोट: यदि UT एक सूक्ष्मसंरचना असंगति का सुझाव देता है, तो इसे विनाशकारी परीक्षण (उदाहरण के लिए, धातु विज्ञान विश्लेषण के लिए कपॉन काटना) द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए। UT सूक्ष्मसंरचना के लिए एक स्क्रीनिंग उपकरण है, निश्चित माप नहीं।

सामान्य वेल्ड दोष और उनके UT हस्ताक्षर डुप्लेक्स स्टील में

विश्वसनीय निरीक्षण के लिए सर्वोत्तम प्रथाएं

1. प्रक्रिया योग्यता: एक नकली नमूने पर UT प्रक्रिया की योग्यता प्राप्त करें जिसमें वास्तविक, प्रतिनिधि दोष (उदाहरण के लिए, आरी कट, EDM नॉच) और सूक्ष्म संरचनात्मक असंतुलन के ज्ञात क्षेत्र हों।

2. प्रशिक्षित कर्मचारी: केवल स्तर II और स्तर III UT तकनीशियनों का उपयोग करें जिनके पास डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील और वेल्ड्स जैसी अनियतकारी सामग्री का निरीक्षण करने का विशिष्ट अनुभव हो।

3. डेटा रिकॉर्डिंग: सभी A-स्कैन्स को रिकॉर्ड करें और PAUT/TOFD के लिए पूर्ण क्षेत्र स्कैन्स करें। यह कठिन-व्याख्या योग्य संकेतों पर पुनरावलोकन विश्लेषण और दूसरी राय प्राप्त करने की अनुमति देता है।

4. अन्य गैर-विनाशकारी परीक्षण (NDT) के साथ सहसंबंध: संदेह की स्थिति में, अल्ट्रासोनिक टेस्टिंग (UT) के परिणामों को अन्य विधियों के साथ सहसंबद्ध करें। लिक्विड पेनिट्रेंट टेस्टिंग (PT) सतह-विराम दोषों के लिए उत्कृष्ट है, जबकि रेडियोग्राफिक टेस्टिंग (RT) आयतनिक दोषों पर एक अलग दृष्टिकोण प्रदान कर सकती है।

निष्कर्ष

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील वेल्ड की अल्ट्रासोनिक जांच के लिए मानक प्रथा से एक अलग दृष्टिकोण अपनाना आवश्यक होता है। सफलता इस बात को समझने पर निर्भर करती है कि सामग्री की सूक्ष्म संरचना केवल एक मापनीय गुण नहीं है, बल्कि एक मूलभूत चर है जो जांच प्रक्रिया को स्वयं प्रभावित करता है। पीएयूटी (PAUT) और टीओएफडी (TOFD) जैसी उन्नत तकनीकों का उपयोग करके, प्रतिनिधि संदर्भ ब्लॉकों पर कैलिब्रेशन करके, और दोषों तथा सूक्ष्म संरचनात्मक असामान्यताओं के ध्वनिक हस्ताक्षरों को समझकर निरीक्षक डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील के महत्वपूर्ण घटकों की अखंडता और कार्यक्षमता को विश्वसनीय रूप से सुनिश्चित कर सकते हैं।