Καθώς οι πιέσεις της αγοράς αναγκάζουν τους κατασκευαστές σωλήνων να βρουν τρόπους για να αυξήσουν την παραγωγικότητα τηρώντας παράλληλα αυστηρά πρότυπα ποιότητας, η επιλογή της καλύτερης μεθόδου επιθεώρησης και του συστήματος υποστήριξης είναι πιο σημαντική από ποτέ. Ενώ πολλοί παραγωγοί σωλήνων βασίζονται στην τελική επιθεώρηση, σε πολλές περιπτώσεις οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν δοκιμές σε προηγούμενα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας για την έγκαιρη ανίχνευση ελαττωματικών υλικών ή διαδικασιών. Αυτό όχι μόνο μειώνει τα απορρίμματα, αλλά μειώνει και το κόστος που σχετίζεται με τον χειρισμό ελαττωματικών υλικών. Αυτή η προσέγγιση τελικά μεταφράζεται σε υψηλότερη κερδοφορία. Για αυτούς τους λόγους, η προσθήκη ενός συστήματος μη καταστροφικών δοκιμών (NDT) σε ένα εργοστάσιο έχει οικονομικό νόημα.
Πολλοί παράγοντες - ο τύπος υλικού, η διάμετρος, το πάχος τοιχώματος, η ταχύτητα της διαδικασίας και η μέθοδος συγκόλλησης ή διαμόρφωσης του σωλήνα - καθορίζουν την καλύτερη δοκιμή. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν επίσης την επιλογή των χαρακτηριστικών της χρησιμοποιούμενης μεθόδου επιθεώρησης.
Η δοκιμή δινορευμάτων (ET) χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές σωλήνων. Πρόκειται για μια σχετικά χαμηλού κόστους δοκιμή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές σωλήνων με λεπτό τοίχωμα, συνήθως πάχους τοιχώματος έως 0,250 ίντσες. Είναι κατάλληλη για μαγνητικά και μη μαγνητικά υλικά.
Οι αισθητήρες ή τα πηνία δοκιμής εμπίπτουν σε δύο βασικές κατηγορίες: τα περιμετρικά και τα εφαπτομενικά. Τα κυκλικά πηνία ελέγχουν ολόκληρη τη διατομή του σωλήνα, ενώ τα εφαπτομενικά πηνία ελέγχουν μόνο την περιοχή συγκόλλησης.
Τα περιστρεφόμενα πηνία ανιχνεύουν ελαττώματα σε ολόκληρη την εισερχόμενη ταινία, όχι μόνο στη ζώνη συγκόλλησης, και τείνουν να είναι πιο αποτελεσματικά κατά τη δοκιμή μεγεθών μικρότερων από 2 ίντσες σε διάμετρο. Είναι επίσης ανεκτικά στην μετατόπιση του τακακιού. Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι η διέλευση της εισερχόμενης ταινίας μέσα από το φρεζάρισμα απαιτεί επιπλέον βήματα και επιπλέον προσοχή για να περάσει μέσα από το πηνίο δοκιμής. Επίσης, εάν το πηνίο δοκιμής εφαρμόζει σφιχτά στη διάμετρο, μια αποτυχημένη συγκόλληση μπορεί να προκαλέσει το άνοιγμα του σωλήνα, προκαλώντας ζημιά στο πηνίο δοκιμής.
Τα εφαπτομενικά πηνία εξετάζουν ένα μικρό τμήμα της περιφέρειας του σωλήνα. Σε εφαρμογές μεγάλης διαμέτρου, η χρήση εφαπτομενικών πηνίων αντί για πηνία περιτύλιξης γενικά αποδίδει καλύτερη αναλογία σήματος προς θόρυβο (ένα μέτρο της ισχύος του σήματος δοκιμής σε σχέση με ένα στατικό σήμα στο παρασκήνιο). Τα εφαπτομενικά πηνία επίσης δεν απαιτούν σπειρώματα και είναι πιο εύκολο να βαθμονομηθούν εκτός του μύλου. Το μειονέκτημα είναι ότι ελέγχουν μόνο τη ζώνη συγκόλλησης. Είναι κατάλληλο για σωλήνες μεγάλης διαμέτρου και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μικρά μεγέθη εάν η θέση συγκόλλησης ελέγχεται καλά.
Οποιοσδήποτε τύπος πηνίου μπορεί να ελέγξει για διαλείπουσες ασυνέχειες. Η δοκιμή ελαττωμάτων, γνωστή και ως δοκιμή κενών ή ασυμφωνιών, συγκρίνει συνεχώς τη συγκόλληση με ένα παρακείμενο τμήμα του βασικού μετάλλου και είναι ευαίσθητη σε μικρές αλλαγές που προκαλούνται από ασυνέχειες. Ιδανική για την ανίχνευση βραχέων ελαττωμάτων, όπως οπές καρφίτσας ή συγκολλήσεις με άλμα, η κύρια μέθοδος που χρησιμοποιείται στις περισσότερες εφαρμογές έλασης.
Η δεύτερη δοκιμή, η απόλυτη μέθοδος, εντόπισε λεπτομερή ελαττώματα. Αυτή η απλούστερη μορφή ET απαιτεί από τον χειριστή να ισορροπήσει ηλεκτρονικά το σύστημα σε καλά υλικά. Εκτός από την εύρεση γενικών, συνεχών αλλαγών, ανιχνεύει επίσης αλλαγές στο πάχος του τοιχώματος.
Η χρήση αυτών των δύο μεθόδων ET δεν χρειάζεται να είναι ιδιαίτερα προβληματική. Εάν το όργανο είναι εξοπλισμένο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα με ένα μόνο πηνίο δοκιμής.
Τέλος, η φυσική θέση του δοκιμαστή είναι κρίσιμη. Χαρακτηριστικά όπως η θερμοκρασία περιβάλλοντος και οι κραδασμοί του μύλου (που μεταδίδονται στον σωλήνα) μπορούν να επηρεάσουν την τοποθέτηση. Η τοποθέτηση του πηνίου δοκιμής κοντά στο κουτί συγκόλλησης παρέχει στον χειριστή άμεσες πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία συγκόλλησης. Ωστόσο, ενδέχεται να απαιτούνται αισθητήρες ανθεκτικοί στη θερμοκρασία ή πρόσθετη ψύξη. Η τοποθέτηση του πηνίου δοκιμής κοντά στο άκρο του μύλου μπορεί να ανιχνεύσει ελαττώματα που εισάγονται από τη διαδικασία διαστασιολόγησης ή διαμόρφωσης. Ωστόσο, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα ψευδώς θετικών αποτελεσμάτων επειδή αυτή η θέση φέρνει τον αισθητήρα πιο κοντά στο σύστημα αποκοπής, όπου είναι πιο πιθανό να ανιχνεύσει κραδασμούς κατά το πριόνισμα ή τη διάτμηση.
Η υπερηχητική δοκιμή (UT) χρησιμοποιεί παλμούς ηλεκτρικής ενέργειας και τη μετατρέπει σε ηχητική ενέργεια υψηλής συχνότητας. Αυτά τα ηχητικά κύματα μεταδίδονται στο υπό δοκιμή υλικό μέσω μέσων όπως το νερό ή το ψυκτικό μέσο του μύλου. Ο ήχος είναι κατευθυντικός. Ο προσανατολισμός του αισθητήρα καθορίζει εάν το σύστημα αναζητά ελαττώματα ή μετρά το πάχος του τοιχώματος. Ένα σύνολο μετατροπέων μπορεί να δημιουργήσει το περίγραμμα της ζώνης συγκόλλησης. Η μέθοδος UT δεν περιορίζεται από το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα.
Για να χρησιμοποιήσει τη διαδικασία UT ως εργαλείο μέτρησης, ο χειριστής πρέπει να προσανατολίσει τον μετατροπέα έτσι ώστε να είναι κάθετος στον σωλήνα. Τα ηχητικά κύματα εισέρχονται από την εξωτερική διάμετρο στον σωλήνα, ανακλώνται από την εσωτερική διάμετρο και επιστρέφουν στον μετατροπέα. Το σύστημα μετρά τον χρόνο πτήσης — τον χρόνο που χρειάζεται ένα ηχητικό κύμα για να ταξιδέψει από την εξωτερική διάμετρο στην εσωτερική διάμετρο — και μετατρέπει τον χρόνο σε μέτρηση πάχους. Ανάλογα με τις συνθήκες του φρεζαρίσματος, αυτή η ρύθμιση μπορεί να μετρήσει το πάχος του τοιχώματος με ακρίβεια ± 0,001 ίντσες.
Για να εντοπίσει ελαττώματα υλικού, ο χειριστής τοποθετεί τον μετατροπέα σε πλάγια γωνία. Τα ηχητικά κύματα εισέρχονται από την εξωτερική διάμετρο, ταξιδεύουν στην εσωτερική διάμετρο, ανακλώνται πίσω στην εξωτερική διάμετρο και ταξιδεύουν κατά μήκος του τοίχου με αυτόν τον τρόπο. Η ασυνέχεια συγκόλλησης προκαλεί την ανάκλαση του ηχητικού κύματος. Ακολουθεί την ίδια διαδρομή πίσω στον αισθητήρα, ο οποίος την μετατρέπει πίσω σε ηλεκτρική ενέργεια και δημιουργεί μια οπτική οθόνη που υποδεικνύει τη θέση του ελαττώματος. Το σήμα διέρχεται επίσης από την πύλη ελαττώματος, η οποία είτε ενεργοποιεί έναν συναγερμό για να ειδοποιήσει τον χειριστή είτε ενεργοποιεί ένα σύστημα βαφής που σηματοδοτεί τη θέση του ελαττώματος.
Τα συστήματα UT μπορούν να χρησιμοποιούν έναν μόνο μετατροπέα (ή πολλαπλούς μετατροπείς μονοκρυστάλλου) ή μετατροπείς φάσης.
Τα παραδοσιακά UT χρησιμοποιούν έναν ή περισσότερους μονοκρυσταλλικούς μετατροπείς. Ο αριθμός των αισθητήρων εξαρτάται από το αναμενόμενο μήκος ελαττώματος, την ταχύτητα γραμμής και άλλες απαιτήσεις δοκιμών.
Τα UT με σταδιακή διάταξη χρησιμοποιούν πολλαπλά στοιχεία μετατροπέα σε ένα σώμα. Το σύστημα ελέγχου ελέγχει ηλεκτρονικά τα ηχητικά κύματα χωρίς να επανατοποθετεί τα στοιχεία μετατροπέα για να σαρώσει την περιοχή συγκόλλησης. Το σύστημα μπορεί να εκτελέσει μια ποικιλία δραστηριοτήτων, όπως ανίχνευση ελαττωμάτων, μέτρηση πάχους τοιχώματος και παρακολούθηση αλλαγών στον καθαρισμό της ζώνης συγκόλλησης. Αυτές οι λειτουργίες επιθεώρησης και μέτρησης μπορούν να εκτελεστούν ουσιαστικά ταυτόχρονα. Είναι σημαντικό ότι η προσέγγιση σταδιακής διάταξης μπορεί να ανεχθεί κάποια μετατόπιση συγκόλλησης, επειδή η διάταξη μπορεί να καλύψει μεγαλύτερη περιοχή από τους παραδοσιακούς αισθητήρες σταθερής θέσης.
Μια τρίτη μέθοδος NDT, η Μαγνητική Διαρροή (MFL), χρησιμοποιείται για την επιθεώρηση σωλήνων μεγάλης διαμέτρου, με παχύ τοίχωμα και μαγνητική ποιότητα. Είναι ιδανική για εφαρμογές πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Τα MFL χρησιμοποιούν ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο συνεχούς ρεύματος που διέρχεται από έναν σωλήνα ή το τοίχωμα σωλήνα. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου πλησιάζει τον πλήρη κορεσμό ή το σημείο στο οποίο οποιαδήποτε αύξηση της δύναμης μαγνήτισης δεν οδηγεί σε σημαντική αύξηση της πυκνότητας μαγνητικής ροής. Όταν οι γραμμές μαγνητικού πεδίου συναντούν ένα ελάττωμα στο υλικό, η προκύπτουσα παραμόρφωση της μαγνητικής ροής μπορεί να προκαλέσει την εκπόρευσή της ή τη δημιουργία φυσαλίδων από την επιφάνεια.
Ένας απλός ανιχνευτής με σύρμα που διέρχεται από ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να ανιχνεύσει τέτοιες φυσαλίδες. Όπως συμβαίνει και με άλλες εφαρμογές μαγνητικής επαγωγής, το σύστημα απαιτεί σχετική κίνηση μεταξύ του υπό δοκιμή υλικού και του ανιχνευτή. Αυτή η κίνηση επιτυγχάνεται περιστρέφοντας το συγκρότημα μαγνήτη και ανιχνευτή γύρω από την περιφέρεια του σωλήνα ή του σωλήνα. Για να αυξηθεί η ταχύτητα επεξεργασίας, αυτή η ρύθμιση χρησιμοποιεί επιπλέον ανιχνευτές (και πάλι μία συστοιχία) ή πολλαπλές συστοιχίες.
Η περιστρεφόμενη μονάδα MFL μπορεί να ανιχνεύσει διαμήκη ή εγκάρσια ελαττώματα. Οι διαφορές έγκεινται στον προσανατολισμό των μαγνητικών δομών και στο σχεδιασμό του αισθητήρα. Και στις δύο περιπτώσεις, το φίλτρο σήματος χειρίζεται τη διαδικασία ανίχνευσης ελαττωμάτων και τη διάκριση μεταξύ των θέσεων ID και OD.
Το MFL είναι παρόμοιο με το ET και τα δύο αλληλοσυμπληρώνονται. Το ET είναι κατάλληλο για προϊόντα με πάχος τοιχώματος μικρότερο από 0,250 ίντσες, ενώ το MFL χρησιμοποιείται για προϊόντα με πάχος τοιχώματος μεγαλύτερο από αυτό.
Ένα πλεονέκτημα του MFL έναντι του UT είναι η ικανότητά του να ανιχνεύει ελαττώματα που δεν είναι ιδανικά. Για παράδειγμα, το MFL μπορεί εύκολα να ανιχνεύσει ελικοειδείς ατέλειες. Τα ελαττώματα σε τέτοιες λοξές κατευθύνσεις μπορούν να ανιχνευθούν από το UT, αλλά απαιτούν συγκεκριμένες ρυθμίσεις για την αναμενόμενη γωνία.
Ενδιαφέρεστε για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό το θέμα; Ο Σύνδεσμος Κατασκευαστών και Κατασκευαστών (FMA) έχει περισσότερα. Οι συγγραφείς Phil Meinczinger και William Hoffmann θα παρέχουν μια ολόκληρη ημέρα πληροφοριών και καθοδήγησης σχετικά με τις αρχές, τις επιλογές εξοπλισμού, τη ρύθμιση και τη χρήση αυτών των διαδικασιών. Η συνάντηση πραγματοποιήθηκε στις 10 Νοεμβρίου στα κεντρικά γραφεία της FMA στο Elgin του Illinois (κοντά στο Σικάγο). Οι εγγραφές είναι ανοιχτές για εικονική και φυσική παρουσία. Μάθετε περισσότερα.
Το Tube & Pipe Journal έγινε το πρώτο περιοδικό αφιερωμένο στην εξυπηρέτηση της βιομηχανίας μεταλλικών σωλήνων το 1990. Σήμερα, παραμένει η μόνη έκδοση στη Βόρεια Αμερική αφιερωμένη στη βιομηχανία και έχει γίνει η πιο αξιόπιστη πηγή πληροφοριών για τους επαγγελματίες σωλήνων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The FABRICATOR, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Η ψηφιακή έκδοση του The Tube & Pipe Journal είναι πλέον πλήρως προσβάσιμη, παρέχοντας εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.
Απολαύστε πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του STAMPING Journal, το οποίο παρέχει τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις, βέλτιστες πρακτικές και νέα του κλάδου για την αγορά σφράγισης μετάλλων.
Τώρα με πλήρη πρόσβαση στην ψηφιακή έκδοση του The Fabricator en Español, εύκολη πρόσβαση σε πολύτιμους πόρους του κλάδου.