Da der Druck des Marktes Rohrhersteller dazu zwingt, Möglichkeiten zur Produktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Einhaltung strenger Qualitätsstandards zu finden, ist die Wahl der besten Prüfmethode und des besten Unterstützungssystems wichtiger denn je. Während sich viele Rohrhersteller auf die Endkontrolle verlassen, nutzen Hersteller in vielen Fällen weiter vorgelagerte Tests im Herstellungsprozess, um fehlerhafte Materialien oder Prozesse frühzeitig zu erkennen. Dadurch wird nicht nur der Ausschuss reduziert, sondern auch die Kosten im Zusammenhang mit der Handhabung fehlerhafter Materialien gesenkt. Dieser Ansatz führt letztendlich zu einer höheren Rentabilität. Aus diesen Gründen ist es wirtschaftlich sinnvoll, einer Fabrik ein System zur zerstörungsfreien Prüfung (NDT) hinzuzufügen.
Viele Faktoren – Materialtyp, Durchmesser, Wandstärke, Prozessgeschwindigkeit und Methode zum Schweißen oder Formen des Rohrs – bestimmen die beste Prüfung. Diese Faktoren beeinflussen auch die Auswahl der Merkmale der verwendeten Prüfmethode.
Die Wirbelstromprüfung (ET) wird in vielen Rohranwendungen eingesetzt. Dies ist eine relativ kostengünstige Prüfung und kann in dünnwandigen Rohranwendungen verwendet werden, typischerweise bis zu einer Wandstärke von bis zu 0,250 Zoll. Sie ist für magnetische und nichtmagnetische Materialien geeignet.
Sensoren oder Prüfspulen lassen sich in zwei grundlegende Kategorien einteilen: Rundumspulen und Tangentialspulen. Umschließende Spulen prüfen den gesamten Querschnitt des Rohrs, während tangentiale Spulen nur den geschweißten Bereich prüfen.
Wrap-Around-Spulen erkennen Fehler im gesamten eingehenden Band, nicht nur in der Schweißzone, und sind tendenziell effektiver beim Testen von Größen mit einem Durchmesser von weniger als 2 Zoll. Sie sind außerdem tolerant gegenüber Paddrift. Ein großer Nachteil besteht darin, dass beim Durchlaufen des eingehenden Bandes durch das Walzwerk zusätzliche Schritte und besondere Sorgfalt erforderlich sind, um es durch die Testspule zu führen. Außerdem kann eine fehlerhafte Schweißung dazu führen, dass das Rohr aufplatzt und die Testspule beschädigt wird, wenn die Testspule eng am Durchmesser anliegt.
Tangentialspulen untersuchen einen kleinen Teil des Rohrumfangs. Bei Anwendungen mit großem Durchmesser führt die Verwendung von Tangentialspulen anstelle von Wickelspulen im Allgemeinen zu einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis (ein Maß für die Stärke des Testsignals im Verhältnis zu einem statischen Signal im Hintergrund). Tangentialspulen erfordern außerdem keine Gewinde und sind außerhalb des Walzwerks einfacher zu kalibrieren. Der Nachteil besteht darin, dass sie nur die Schweißzone überprüfen. Sie eignet sich für Rohre mit großem Durchmesser und kann für kleine Größen verwendet werden, wenn die Schweißposition gut kontrolliert wird.
Beide Spulentypen können auf intermittierende Diskontinuitäten testen. Bei der Fehlerprüfung, auch als Hohlraum- oder Diskrepanztest bezeichnet, wird die Schweißnaht kontinuierlich mit einem angrenzenden Teil des Grundmetalls verglichen und sie reagiert empfindlich auf kleine Änderungen, die durch Diskontinuitäten verursacht werden. Ideal zum Erkennen kurzer Defekte wie Nadellöcher oder Sprungschweißnähte, die in den meisten Walzwerksanwendungen hauptsächlich verwendete Methode.
Beim zweiten Test, der absoluten Methode, wurden ausführliche Fehler festgestellt. Bei dieser einfachsten Form der ET muss der Bediener das System elektronisch auf gute Materialien ausbalancieren. Zusätzlich zur Feststellung allgemeiner, kontinuierlicher Änderungen werden auch Änderungen der Wandstärke erkannt.
Die Verwendung dieser beiden ET-Methoden muss nicht besonders aufwändig sein. Wenn das Gerät entsprechend ausgestattet ist, können sie gleichzeitig mit einer einzigen Testspule verwendet werden.
Schließlich ist der physische Standort des Testers von entscheidender Bedeutung. Eigenschaften wie Umgebungstemperatur und Mühlenvibrationen (die auf das Rohr übertragen werden) können sich auf die Platzierung auswirken. Durch die Platzierung der Testspule in der Nähe des Lötkastens erhält der Bediener unmittelbare Informationen über den Lötprozess. Möglicherweise sind jedoch temperaturbeständige Sensoren oder zusätzliche Kühlung erforderlich. Durch die Platzierung der Testspule in der Nähe des Endes der Mühle können Fehler erkannt werden, die durch den Größen- oder Formgebungsprozess entstanden sind.Es besteht jedoch eine größere Wahrscheinlichkeit falsch positiver Ergebnisse, da sich der Sensor an dieser Stelle näher am Trennsystem befindet, wo er mit größerer Wahrscheinlichkeit Vibrationen beim Sägen oder Scheren erkennt.
Bei der Ultraschallprüfung (UT) werden elektrische Energieimpulse verwendet und in hochfrequente Schallenergie umgewandelt. Diese Schallwellen werden über Medien wie Wasser oder Mühlenkühlmittel auf das zu prüfende Material übertragen. Der Schall ist gerichtet;Die Ausrichtung des Sensors bestimmt, ob das System nach Fehlern sucht oder die Wandstärke misst. Eine Reihe von Wandlern kann den Umriss der Schweißzone erstellen. Die UT-Methode ist nicht durch die Rohrwandstärke beschränkt.
Um das UT-Verfahren als Messwerkzeug zu verwenden, muss der Bediener den Wandler so ausrichten, dass er senkrecht zum Rohr steht. Schallwellen treten in den Außendurchmesser des Rohrs ein, werden vom Innendurchmesser reflektiert und kehren zum Wandler zurück. Das System misst die Laufzeit – die Zeit, die eine Schallwelle benötigt, um vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser zu wandern – und wandelt die Zeit in eine Dickenmessung um. Abhängig von den Mühlenbedingungen kann dieser Aufbau die Wanddicke mit einer Genauigkeit von ± 0,001 Zoll messen.
Um Materialfehler zu erkennen, positioniert der Bediener den Wandler in einem schrägen Winkel. Schallwellen treten vom Außendurchmesser ein, wandern zum Innendurchmesser, werden zum Außendurchmesser zurückreflektiert und breiten sich dort entlang der Wand aus. Die Schweißunterbrechung führt dazu, dass die Schallwelle reflektiert wird.Es nimmt den gleichen Weg zurück zum Sensor, der es wieder in elektrische Energie umwandelt und eine visuelle Anzeige erzeugt, die den Ort des Defekts anzeigt. Das Signal geht auch durch das Defekttor, das entweder einen Alarm auslöst, um den Bediener zu benachrichtigen, oder ein Lackiersystem auslöst, das den Ort des Defekts markiert.
UT-Systeme können einen einzelnen Wandler (oder mehrere Einkristallwandler) oder Phased-Array-Wandler verwenden.
Herkömmliche UTs verwenden einen oder mehrere Einkristallwandler. Die Anzahl der Sensoren hängt von der erwarteten Defektlänge, der Liniengeschwindigkeit und anderen Testanforderungen ab.
Phased-Array-UTs verwenden mehrere Wandlerelemente in einem Körper. Das Steuersystem steuert die Schallwellen elektronisch, ohne die Wandlerelemente neu zu positionieren, um den Schweißbereich abzutasten. Das System kann eine Vielzahl von Aktivitäten ausführen, wie z. B. die Erkennung von Defekten, die Messung der Wandstärke und die Überwachung von Änderungen bei der Reinigung der Schweißzone. Diese Inspektions- und Messmodi können im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden. Wichtig ist, dass der Phased-Array-Ansatz eine gewisse Schweißdrift tolerieren kann, da das Array einen größeren Bereich abdecken kann als herkömmliche Sensoren mit fester Position.
Eine dritte ZfP-Methode, Magnetic Leakage (MFL), wird zur Prüfung von dickwandigen Rohren mit großem Durchmesser und magnetischer Güte eingesetzt. Sie ist ideal für Öl- und Gasanwendungen.
MFLs verwenden ein starkes Gleichstrom-Magnetfeld, das durch ein Rohr oder eine Rohrwand verläuft. Die Magnetfeldstärke nähert sich der vollständigen Sättigung, d.
Eine einfache drahtgewickelte Sonde, die durch ein Magnetfeld geführt wird, kann solche Blasen erkennen. Wie bei anderen magnetischen Induktionsanwendungen erfordert das System eine Relativbewegung zwischen dem zu prüfenden Material und der Sonde. Diese Bewegung wird durch Drehen der Magnet- und Sondenbaugruppe um den Umfang des Rohrs oder Rohrs erreicht. Um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen, werden bei diesem Aufbau zusätzliche Sonden (wiederum eine Anordnung) oder mehrere Anordnungen verwendet.
Die rotierende MFL-Einheit kann Längs- oder Querfehler erkennen. Die Unterschiede liegen in der Ausrichtung der Magnetisierungsstrukturen und dem Sondendesign. In beiden Fällen übernimmt der Signalfilter den Prozess der Fehlererkennung und der Unterscheidung zwischen Innen- und Außendurchmessern.
MFL ähnelt ET und die beiden ergänzen sich. ET eignet sich für Produkte mit Wandstärken von weniger als 0,250 Zoll, während MFL für Produkte mit mehr Wandstärken verwendet wird.
Ein Vorteil von MFL gegenüber UT ist die Fähigkeit, nicht ideale Defekte zu erkennen. Beispielsweise kann MFL problemlos spiralförmige Defekte erkennen. Defekte in solchen schrägen Richtungen können von UT erkannt werden, erfordern jedoch spezifische Einstellungen für den erwarteten Winkel.
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