Пет метода за откриване на повърхностни дефекти в квадратни и правоъгълни стоманени тръби

Квадратно кухо сечение (ШС) и правоъгълно кухо сечение (ДЯСНА СТРАНА НА УРАВНЕНИЕТО) преминават през формоване, заваряване и топлинна обработка, преди да достигнат до завършена тръба - и всяка от тези стъпки може да доведе до дефект: навито-в скута, дефект-на заваръчния шев, повърхностна пукнатина от студена работа или подповърхностно включване, пренесено от намотката. Оставени незабелязани, тези дефекти могат да се разпространяват под натоварване, да причинят преждевременна повреда на заварена връзка или да предизвикат отхвърляне по време на структурна проверка дълго след като тръбата е била произведена в завършена конструкция.

Няма един единствен метод за откриване, който да покрива едновременно всеки тип дефект, всяка геометрия на тръбата и всяко изискване за производствена скорост.Изборът на правилния метод - или правилната комбинация от методи - зависи от това къде е вероятно да е дефектът, как е магнетизирана (или не) тръбата, колко бързо трябва да протече проверката и в какво състояние на повърхността е тръбата.Тази статия разглежда петте метода за откриване, които най-често се използват за квадратни и правоъгълни стоманени тръби, какво всъщност измерва всеки от тях и как да решите кой отговаря на вашите изисквания за проверка.

Изпитване на вихрови токове (ECT)работи чрез преминаване на променлив ток през намотка, държана близо до повърхността на тръбата. Тази бобина индуцира циркулиращи "вихрови" токове вътре в метала чрез електромагнитна индукция. Когато индуцираният ток протича през област без-дефекти, той образува предсказуема равномерна верига. Когато се натъкне на повърхностен или близо до -повърхностен дефект - пукнатина, преплитане, изтънена секция на стената - веригата на вихровия ток се изкривява и това изкривяване се проявява като измерима промяна в електрическия сигнал на намотката.

Тестването на вихрови токове не е единична фиксирана техника -, то обхваща няколко типа внедряване, всеки от които е подходящ за различни нужди от проверка:

• Конвенционално (стандартно) изпитване с вихрови токове- базовия метод, използващ една-честотна намотка за общо откриване на повърхностни и близки до-повърхностни дефекти
• Дистанционно полево тестване с вихрови токове (RFEC)- използва намотка на предавател и приемник, разделени по протежение на тръбата, позволявайки откриване както през вътрешната, така и през външната стена с едно преминаване, полезно, когато достъпът е ограничен до едната страна на тръбата
• Много{0}}честотно изпитване с вихрови токове- изпълнява няколко честоти едновременно, позволявайки на инспектора да отделя сигнали от различни дълбочини на дефекти или да потиска смущенията от повърхностните условия
• Изпитване с импулсен вихров ток- използва широколентов импулс, а не непрекъсната вълна, която може да извлече повече информация за дълбочината от едно измерване
• Силните страни на тестването с вихрови токове са това, което го прави често срещан метод на първа{0}}линия на производствените линии:както точността на откриване, така и чувствителността са високи, скоростта на инспекция е достатъчно висока, за да работи-на линия по време на производство на тръби, и може да улавя както повърхностни, така и подповърхностни (близо до-повърхностни) дефекти. Също така понася сравнително добре повърхностно замърсяване -маслен филм или леки повърхностни остатъци върху тръбата обикновено не нарушават сигнала, което има значение в производствения етаж, където тръбите излизат направо от линията за формоване и заваряване.

Компромисът-еспецифичност. Тестването с вихрови токове е чувствително към всяка промяна в електромагнитния отговор на материала, което означава, че може да маркира геометрични характеристики, незначителна грапавост на повърхността или вариация на свойствата на материала, сякаш са дефекти -повишаване на процента на фалшиво откриване-в сравнение с методите, които произвеждат по-директна физическа индикация. Освен това предлагаограничена гъвкавост при регулиране на разделителната способност на откриване, така че настройката за вихрови токове, настроена за един размер на дефекта и диапазон на дълбочина, може да не е оптималната настройка за различен профил на дефект без преконфигуриране на сондата или честотата.

Ултразвуково изследване (UT)използва начина, по който звуковите вълни преминават през твърд метал. Преобразувател изпраща високо{1}}честотен ултразвуков импулс в стената на тръбата. Докато материалът е непрекъснат, вълната преминава предсказуемо; когато достигне до вътрешен дефект - празнина, включване, липса-на-сливане в заваръчния шев - част от тази енергия се отразява обратно към преобразувателя. Чрез измерване на времезакъснението и амплитудата на отразения сигнал, оборудването за проверка може да изчисликакто местоположението, така и приблизителния размер на дефекта в рамките на дебелината на стената, а не само присъствието му.

Основното предимство на ултразвуковото изследване е прецизността:сред петте метода тук, той обикновено е най-точният за определяне точно къде в стената на тръбата се намира дефектът и приблизително колко е голям. Това го прави стандартен метод за проверка на целостта на заваръчния-шев както на тръбни продукти, така и на ковани компоненти, където познаването на дълбочината на дефекта -, а не само неговото съществуване - определя дали частта е приемлива.

Методът има реални практически ограничения за квадратна и правоъгълна тръба.Не е подходящ за сложна или неправилна геометрия- плоските повърхности на SHS/RHS работят сравнително добре, но ъглите и преходните зони могат да изкривят пътя на звука и да усложнят интерпретацията.Повърхността на тръбата се нуждае от определено ниво на гладкостза правилното функциониране на съединителя, тъй като ултразвуковото изпитване изисква aсвързващ агент - обикновено гел или маслена-среда -, нанесена между сондата и повърхността на тръбатаза премахване на въздушната междина и поддържане на предаването на сигнала стабилно. Груби, люспести или силно покрити повърхности трябва да бъдат подготвени, преди ултразвуковото изследване да даде надеждно отчитане.

Изпитване с магнитни частици (MPT)важи конкретно за феромагнитна тръба - въглеродна и ниско-легирана структурна стомана отговаря на условията, но не-магнитните материали не отговарят на изискванията. Тръбата е магнетизирана или с ярем, намотка или постоянен ток, преминаващ през материала, което създава магнитно поле, преминаващо през стоманата.Когато повърхностен или почти{0}}повърхностен дефект прекъсва това поле - пукнатина, шев, липса на сливане - линиите на магнитното поле локално се изкривяват и „изтичат“ извън повърхността, създавайки локализирано поле на теч точно на мястото на дефекта.

След това върху магнетизираната повърхност се нанасят фини магнитни частици (сух прах или мокра суспензия).Полето на изтичане привлича и задържа частиците на мястото на дефекта, образувайки видима линия или клъстер, който проследява формата на дефекта- пукнатината се показва като линия на частици, следваща пътя на пукнатината; закръглено включване се показва като клъстер от частици.

Привлекателността на тестването с магнитни частици е директността и цената:инвестицията в оборудване е сравнително ниска, физическата индикация е много надеждна там, където е приложима, а дефектът се вижда директно, а не се извежда от електронен сигнал - инспекторът може да види действителната форма и степен на дефекта. Недостатъците са до голяма степен свързани с труда и прецизността:прилагането на магнетизиращ ток, частици и интерпретирането на модела е ръчен процес, което повишава разходите за труд в сравнение с автоматизиран метод-на линия. То същоне може да различи тип дефект или степен на сериозност със същата прецизност като ултразвуковото или вихровотоково тестване- той ви казва, че съществува дефект и приблизително къде, но не непременно неговата дълбочина или точна класификация - и общата пропускателна способност обикновено епо-бавноотколкото автоматизирани алтернативи.

Инфрачервеното изпитване на повърхностите на тръбите обикновено се прилага като индукционна термография, а принципът е различен от другите четири метода: той открива дефекти чрез локализирано нагряване, а не чрез магнитен или акустичен сигнал. Индукционна намотка с висока-честота преминава близо до повърхността на тръбата, генерирайки индуциран електрически ток директно върху повърхностния слой на тръбата. Когато материалът е здрав, този индуциран ток тече равномерно и се разсейва като топлина равномерно.Когато съществува дефект, локалното електрическо съпротивление се променя и дефектната област консумира повече електрическа енергия, тъй като пренася индуцирания ток -, което води до измеримо по-висока локална температура.

Инфрачервена камера или сензор разчита този температурен модел по повърхността.Тъй като скоростта и моделът на разсейване на топлината са свързани с това колко дълбоко седи дефектът, получената термична сигнатура може да се използва за оценка на дълбочината на дефекта, а не само присъствие -, което е възможност, която никой от чисто повърхностните-методи за индикация (като тестване с магнитни частици) не предоставя директно.

Практическото ограничение е геометрично:този метод обикновено е ефективен само върху плоски, прави повърхности, където индукционната бобина може да поддържа постоянно, равномерно разстояние и свързване с повърхността на тръбата през сканирането.Не е подходящ за неравни или неправилни метални повърхности- радиус на ъгъла, груба заваръчна капачка или неравномерен слой от нагар нарушават разпределението на индуцирания ток и подкопават надеждността на топлинното отчитане. При квадратна и правоъгълна тръба това обикновено ограничава инфрачервената/индукционната термография до плоските повърхности, а не до пълния участък.

Тестът за изтичане на магнитен поток (MFL) споделя основната си физика с теста с магнитни частици почти изцяло- магнетизират феромагнитна тръба и разчитат на факта, че дефектът изкривява магнитното поле, създавайки локализирано поле на изтичане в дефекта. Разликата е в това как се чете това поле на изтичане: вместо да се прилагат магнитни частици и да се разчита на визуален модел,MFL използва електронни сензори - обикновено с ефект на Хол-или сензори-базирани на бобина - за директно откриване и измерване на полето на теч, превръщайки го в електронен сигнал, а не във видима следа от частици.

Това преминаване от ръчно визуално отчитане към директно електронно измерване е това, което дава на MFL практическото предимство:неговият приложим диапазон, чувствителност и надеждност като цяло са по-силни от теста с магнитни частици.Тъй като полето на изтичане се измерва по електронен път, а не се инспектира визуално, MFL може да се автоматизира и да работи при скорост на производствената -линия и неговата чувствителност зависи по-малко от способността на инспектора да тълкува правилно модела на частиците при променливо осветление или повърхностни условия. Подобно на теста с магнитни частици, той остава ограничен доферомагнитна тръба- не-магнитните материали не могат да бъдат проверени по двата метода.

Свържете се сега