微型试样在适用性评估中的使用

介绍

随着设备的老化，以及更积极的服务，进行适合服务(FFS)评估以支持运行/维修/更换决策变得比以往任何时候都更加重要。在服役退化状态下测试材料，可以量化材料状态，并提高对这些部件的FFS评估的准确性。根据服务和材料的不同，工厂工程师感兴趣的特性包括但不限于:(a)拉伸性能;(b)蠕变特性;(c)断裂韧性。此外，通常需要了解服役老化部件的微观结构状况，因为微观结构损伤通常是灾难性失效的前兆。虽然经常使用现场金相复制(FMR)来检查在用部件的表面组织，但该技术缺乏识别早期损伤所需的分辨率，如蠕变和/或高温氢腐蚀(HTHA)造成的孔洞。

小样本测试就是为了解决这个问题，它涉及到去除少量的材料，而不需要对部件进行移除后的修复(或只需要最小的修复)和随后的测试。船和勺取样技术允许从服役部件中最小侵入性地提取材料。如果目的是表征焊件中不同的微观组织区域，如热影响区(HAZ)，小规模测试也可能是有益的。然而，由于可随意使用的材料数量很少，因此需要采用新颖的试件几何形状和测试程序，这在评估FFS研究所需的特定材料参数方面可能比现有的标准方法更有效。本文将介绍一些用于测量短期机械性能、长期蠕变和断裂性能的试样和试验。

勺抽样

勺取样是指从组件中去除透镜形状的样品以进行额外的测试。通常，这涉及炼油和石化行业的压力容器设备。这种取样技术会留下一个相对光滑的表面，只要不违反最小壁厚要求，或者留下的局部薄区域(LTA)被认为适合使用，就可以进行最小或不需要修复。Scoop取样早在20世纪80年代末就出现了，但直到最近几年，随着技术的进步，实用性、便携性和更快的切割速度得到了更广泛的认可。图1显示了一个铲式取样器从压力容器的内径表面移除材料，以及移除的样品，以及移除后的容器壁显示留下的凹陷。凹形区域的光滑轮廓需要最小的抛光，如果有的话，以避免几何应力升高。气动冷却铲刀的切割时间约为20分钟，同时增加了切割刀片的寿命。根据最小管壁要求，样品可提取深度超过1 "，直径超过4 "。