2022年5月16日俄罗斯动力诊断公司（EnergodiagnostikaCo.Ltd）研究人员合作在《WeldingintheWorld》上发表《Diagnosticsofpowerboilersuperheatertubesmadeofausteniticsteelusingthemetalmagneticmemorytechnique》一文。

文章摘要：非磁性奥氏体钢制过热器管在现代动力锅炉中得到了广泛应用。

在锅炉运行过程中，受到工作负荷的作用，在冶金原始缺陷和局部应力集中处形成了磁相（α-相），这在一定程度上表明了金属损伤发展情况。

为了在早期阶段检测损伤发展情况，并确定具有代表性的采样点来研究金属结构状态，本文采用基于自身磁性杂散场测量的金属磁记忆（MMM）技术来实现这一目的。

本文还讨论了基于MMM技术的早期诊断发展中的奥氏体管损伤实例。

研究现状：奥氏体钢等级过热器管在火力发电厂的现代动力锅炉中得到了广泛应用。

在过热器管的诊断中，目前采用的是壁厚超声波检测（UT）和管道切割段的金相研究。

一般情况下，壁厚测量和样品切割位置是基于等效（最高）温度分布的计算数据、热不均匀性评价和锅炉停机时的目测结果来确定的。

在评估热不均匀性时，不考虑热应力和附加单元节点处的局部补偿应变。

在操作条件下，由于设置了附加载荷，在单个管段上出现了局部应力集中区（SCZs），并形成磁相，这表明金属损伤的发展。

另外，在冶金原始缺陷处也存在这种现象。

为了实现SCZs（损伤发展的源头）的早期检测，建议使用MMM技术、特殊的磁力测量仪器和扫描设备。

根据ISO24497-1:2020(E)，MMM技术是一种基于自身磁性杂散场（SMSFs）分布的无损检测技术，它通常用于产生SCZs的产品和设备上。

SMSFs反映了产品在制造过程中和服役过程中自然形成的剩余磁化，这与产品的人工磁化（如磁粉检测）时金属缺陷和裂纹产生的漏磁（MFL）不同。

利用MMM技术进行检测时不需要打磨金属或人工磁化。

它利用产品制造过程中和产品运行过程中自然形成的剩余磁化。

下面讨论了在过热管上采用MMM技术检测早期SCZs和出现金属损伤的案例。

试验方法和结果：图1（a）EP-620-140-565BT锅炉一级面板过热器截面外观；（b）6型扫描装置检测实物图；其中，1为扫描装置传感器图2新的Φ36mm×5mmDI-59钢制管截面检查结果，根据检查数据从锅炉过热器上切下一段：（a）检测到SCZs的管截面磁图；（b）SCZs管截面磁图的局部放大图；（c）检测管道表面的SCZs布置；其中，1为SMSFs法向分量Hy；2为SMSFs切向分量Hx；A为应力集中区的显微组织研究位置；B为位于SCZs外的显微组织研究位置图3SCZs的显微组织（×100）：（a）冶金缺陷带；（b）完好组织图4显微硬度（HV0.05）测量：（a）测量点1、2、3、4、5（×100）；（b）测量点1（×500）；（c）测量点2（×1000）表1显微硬度测试结果表2机械性能检测结果图5Φ42mm×7mmDI-59钢制管截面检测结果：（a）自身磁场H及其梯度dH/dx分布磁图；（b）在管件内表面检测到的微观裂纹；其中，1为磁场的法向分量；2为磁场的切向分量；3为磁场法向分量的梯度模量；4为磁场切向分量的梯度模量图6（a）BKZ-320GM锅炉过热器排气盘管的检测；（b）3型M-4W扫描装置的实物图图7BKZ-320GM锅炉末级过热器2号奥氏体线圈检测结果：（a）两个测量通道H场分量的正态分布磁图（蓝、粉图）;（b）SCZs微观组织；其中，1为弯曲；2为附着点；3为晶间腐蚀后沿晶界析出的碳化物；CJ为接触接头；SC为应力集中研究结论：（1）采用MMM技术对管进行检测时，表明磁相是由内部和外部垢引起的。

局部SCZs中形成的特殊相成分作为磁信息（存储器），MMM技术在检测过程中记录了这些磁信息。

（2）该奥氏体钢DI-59（10Cr13Mn12NbSi2Ni2Cu2，AISI201）制管过程中，在工艺因素（循环变形、加热和冷却等）的影响下，在局部SCZs发生了γ→α马氏体相变。

（3）当存在冶金缺陷时，在金属内部形成磁性信息，并以SMSFs的形式显示在管表面。

（4）在由奥氏体钢08Cr18Ni12Ti（GOST9940-81，ASTM316钢）制成的过热管的SCZs中发现了沿晶界的碳化物（晶间腐蚀）。

（5）本文提出的基于MMM的检测技术，能有效用于奥氏体钢管损伤的早期诊断和确定具有代表性的金属样品的位置，以评估新管和服役过程中管的结构状态。

论文链接：https://doi.org/10.1007/s40194-022-01316-2