از آنجایی که فشارهای بازار، تولیدکنندگان لوله را مجبور می‌کند تا ضمن رعایت استانداردهای سختگیرانه کیفیت، راه‌هایی برای افزایش بهره‌وری پیدا کنند، انتخاب بهترین روش بازرسی و سیستم پشتیبانی بیش از هر زمان دیگری اهمیت دارد. در حالی که بسیاری از تولیدکنندگان لوله به بازرسی نهایی متکی هستند، در بسیاری از موارد تولیدکنندگان از آزمایش‌های بالاتر در فرآیند تولید برای تشخیص زودهنگام مواد یا فرآیندهای معیوب استفاده می‌کنند. این امر نه تنها ضایعات را کاهش می‌دهد، بلکه هزینه‌های مرتبط با جابجایی مواد معیوب را نیز کاهش می‌دهد. این رویکرد در نهایت به سودآوری بالاتر منجر می‌شود. به همین دلایل، اضافه کردن یک سیستم آزمایش غیرمخرب (NDT) به یک کارخانه از نظر اقتصادی منطقی است.
عوامل زیادی - نوع ماده، قطر، ضخامت دیواره، سرعت فرآیند و روش جوشکاری یا شکل‌دهی لوله - بهترین آزمایش را تعیین می‌کنند. این عوامل همچنین بر انتخاب ویژگی‌ها در روش بازرسی مورد استفاده تأثیر می‌گذارند.
آزمایش جریان گردابی (ET) در بسیاری از کاربردهای لوله استفاده می‌شود. این یک آزمایش نسبتاً کم‌هزینه است و می‌تواند در کاربردهای لوله‌های جدار نازک، معمولاً تا ضخامت دیواره 0.250 اینچ، مورد استفاده قرار گیرد. این روش برای مواد مغناطیسی و غیر مغناطیسی مناسب است.
حسگرها یا کویل‌های تست به دو دسته اساسی تقسیم می‌شوند: پیچشی و مماسی. کویل‌های حلقه‌ای کل سطح مقطع لوله را بررسی می‌کنند، در حالی که کویل‌های مماسی فقط ناحیه جوش داده شده را بررسی می‌کنند.
کویل‌های پیچشی، عیوب کل نوار ورودی، نه فقط ناحیه جوش، را تشخیص می‌دهند و هنگام آزمایش اندازه‌های کوچکتر از 2 اینچ در قطر، مؤثرتر هستند. آنها همچنین در برابر رانش پد مقاوم هستند. یک عیب عمده این است که عبور نوار ورودی از طریق نورد نیاز به مراحل اضافی و دقت بیشتری برای عبور آن از کویل تست دارد. همچنین، اگر کویل تست کاملاً با قطر مطابقت داشته باشد، یک جوش ناموفق می‌تواند باعث باز شدن لوله و آسیب رساندن به کویل تست شود.
کویل‌های مماس بخش کوچکی از محیط لوله را بررسی می‌کنند. در کاربردهای با قطر بزرگ، استفاده از کویل‌های مماس به جای کویل‌های پیچشی عموماً نسبت سیگنال به نویز بهتری (معیاری از قدرت سیگنال تست نسبت به سیگنال استاتیک در پس‌زمینه) به همراه دارد. کویل‌های مماس همچنین نیازی به رزوه ندارند و کالیبراسیون آنها در خارج از دستگاه فرز آسان‌تر است. نکته منفی این است که آنها فقط ناحیه جوش را بررسی می‌کنند. این کویل‌ها برای لوله‌های با قطر بزرگ مناسب هستند و در صورت کنترل خوب موقعیت جوش، می‌توانند برای اندازه‌های کوچک نیز استفاده شوند.
هر دو نوع کویل می‌توانند ناپیوستگی‌های متناوب را آزمایش کنند. آزمایش نقص، که به عنوان آزمایش خلأ یا اختلاف نیز شناخته می‌شود، به طور مداوم جوش را با قسمت مجاور فلز پایه مقایسه می‌کند و به تغییرات کوچک ناشی از ناپیوستگی‌ها حساس است. ایده‌آل برای تشخیص نقص‌های کوتاه مانند سوراخ‌های ریز یا جوش‌های پرشی، روش اصلی مورد استفاده در اکثر کاربردهای نورد.
آزمایش دوم، روش مطلق، نقص‌های مبهمی را نشان داد. این ساده‌ترین شکل ET مستلزم آن است که اپراتور سیستم را به صورت الکترونیکی روی مواد خوب بالانس کند. علاوه بر یافتن تغییرات کلی و پیوسته، تغییرات در ضخامت دیواره را نیز تشخیص می‌دهد.
استفاده از این دو روش ET نباید دردسر خاصی داشته باشد. اگر دستگاه مجهز باشد، می‌توان آنها را همزمان با یک کویل تست واحد استفاده کرد.
در نهایت، موقعیت فیزیکی تستر بسیار مهم است. ویژگی‌هایی مانند دمای محیط و لرزش فرز (منتقل شده به لوله) می‌توانند بر محل قرارگیری تأثیر بگذارند. قرار دادن کویل تست نزدیک جعبه لحیم، اطلاعات فوری در مورد فرآیند لحیم کاری را به اپراتور می‌دهد. با این حال، ممکن است به حسگرهای مقاوم در برابر دما یا خنک‌کننده اضافی نیاز باشد. قرار دادن کویل تست نزدیک به انتهای فرز می‌تواند عیوب ایجاد شده توسط فرآیند اندازه گیری یا شکل‌دهی را تشخیص دهد. با این حال، احتمال مثبت کاذب بیشتر است زیرا این مکان سنسور را به سیستم برش نزدیک‌تر می‌کند، جایی که احتمال تشخیص لرزش در حین اره یا برش بیشتر است.
آزمایش فراصوت (UT) از پالس‌های انرژی الکتریکی استفاده می‌کند و آن را به انرژی صوتی با فرکانس بالا تبدیل می‌کند. این امواج صوتی از طریق واسطه‌هایی مانند آب یا خنک‌کننده آسیاب به ماده مورد آزمایش منتقل می‌شوند. صدا جهت‌دار است؛ جهت‌گیری حسگر تعیین می‌کند که آیا سیستم به دنبال نقص است یا ضخامت دیواره را اندازه‌گیری می‌کند. مجموعه‌ای از مبدل‌ها می‌توانند طرح کلی منطقه جوش را ایجاد کنند. روش UT محدود به ضخامت دیواره لوله نیست.
برای استفاده از فرآیند UT به عنوان یک ابزار اندازه‌گیری، اپراتور باید مبدل را طوری تنظیم کند که عمود بر لوله باشد. امواج صوتی از قطر خارجی وارد لوله می‌شوند، از قطر داخلی منعکس می‌شوند و به مبدل برمی‌گردند. سیستم زمان پرواز - زمانی که طول می‌کشد تا یک موج صوتی از قطر خارجی به قطر داخلی برود - را اندازه‌گیری می‌کند و این زمان را به اندازه‌گیری ضخامت تبدیل می‌کند. بسته به شرایط آسیاب، این دستگاه می‌تواند ضخامت دیواره را با دقت ± 0.001 اینچ اندازه‌گیری کند.
برای تشخیص عیوب مواد، اپراتور مبدل را در زاویه مایل قرار می‌دهد. امواج صوتی از OD وارد می‌شوند، به ID می‌روند، به OD بازتاب می‌شوند و در امتداد دیوار به این سمت حرکت می‌کنند. ناپیوستگی جوشکاری باعث بازتاب موج صوتی می‌شود؛ موج صوتی همان مسیر را به سمت حسگر طی می‌کند، که آن را دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند و یک نمایش بصری ایجاد می‌کند که محل عیب را نشان می‌دهد. سیگنال همچنین از دروازه عیب عبور می‌کند که یا زنگ خطر را برای اطلاع اپراتور فعال می‌کند یا سیستم رنگ‌آمیزی را فعال می‌کند که محل عیب را علامت‌گذاری می‌کند.
سیستم‌های UT می‌توانند از یک مبدل تکی (یا چندین مبدل تک کریستالی) یا مبدل‌های آرایه فازی استفاده کنند.
دستگاه‌های UT سنتی از یک یا چند مبدل تک کریستالی استفاده می‌کنند. تعداد حسگرها به طول نقص مورد انتظار، سرعت خط و سایر الزامات آزمایش بستگی دارد.
UT های آرایه فازی از چندین عنصر مبدل در یک بدنه استفاده می‌کنند. سیستم کنترل، امواج صوتی را بدون تغییر موقعیت عناصر مبدل برای اسکن ناحیه جوش، به صورت الکترونیکی کنترل می‌کند. این سیستم می‌تواند فعالیت‌های متنوعی مانند تشخیص عیوب، اندازه‌گیری ضخامت دیواره و نظارت بر تغییرات در تمیز کردن ناحیه جوش را انجام دهد. این حالت‌های بازرسی و اندازه‌گیری را می‌توان تقریباً همزمان انجام داد. نکته مهم این است که رویکرد آرایه فازی می‌تواند مقداری از رانش جوشکاری را تحمل کند زیرا آرایه می‌تواند ناحیه بزرگتری را نسبت به سنسورهای موقعیت ثابت سنتی پوشش دهد.
روش سوم NDT، نشت مغناطیسی (MFL)، برای بازرسی لوله‌های با قطر بزرگ، دیواره ضخیم و گرید مغناطیسی استفاده می‌شود. این روش برای کاربردهای نفت و گاز ایده‌آل است.
MFLها از یک میدان مغناطیسی DC قوی استفاده می‌کنند که از طریق یک لوله یا دیواره لوله عبور می‌کند. قدرت میدان مغناطیسی به اشباع کامل یا نقطه‌ای که در آن هرگونه افزایش در نیروی مغناطیس‌کنندگی منجر به افزایش قابل توجه در چگالی شار مغناطیسی نمی‌شود، نزدیک می‌شود. هنگامی که خطوط میدان مغناطیسی با نقصی در ماده مواجه می‌شوند، اعوجاج حاصل از شار مغناطیسی می‌تواند باعث شود که از سطح آن ساطع یا حباب ایجاد شود.
یک پروب سیمی ساده که از یک میدان مغناطیسی عبور داده می‌شود، می‌تواند چنین حباب‌هایی را تشخیص دهد. همانند سایر کاربردهای القای مغناطیسی، این سیستم نیاز به حرکت نسبی بین ماده تحت آزمایش و پروب دارد. این حرکت با چرخاندن مجموعه آهنربا و پروب در اطراف محیط لوله یا تیوب حاصل می‌شود. برای افزایش سرعت پردازش، این سیستم از پروب‌های اضافی (دوباره یک آرایه) یا چندین آرایه استفاده می‌کند.
واحد چرخان MFL می‌تواند عیوب طولی یا عرضی را تشخیص دهد. تفاوت‌ها در جهت‌گیری ساختارهای مغناطیسی و طراحی پراب است. در هر دو مورد، فیلتر سیگنال فرآیند تشخیص عیوب و تمایز بین مکان‌های ID و OD را انجام می‌دهد.
MFL مشابه ET است و این دو مکمل یکدیگرند. ET برای محصولاتی با ضخامت دیواره کمتر از 0.250 اینچ مناسب است، در حالی که MFL برای محصولاتی با ضخامت دیواره بیشتر از این مقدار استفاده می‌شود.
یکی از مزایای MFL نسبت به UT، توانایی آن در تشخیص عیوب کمتر از ایده‌آل است. به عنوان مثال، MFL می‌تواند به راحتی عیوب مارپیچی را تشخیص دهد. عیوب در چنین جهات موربی را می‌توان توسط UT تشخیص داد، اما برای زاویه مورد انتظار به تنظیمات خاصی نیاز دارند.
علاقه‌مند به اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع هستید؟ انجمن تولیدکنندگان و سازندگان (FMA) اطلاعات بیشتری دارد. نویسندگان، فیل ماینچینگر و ویلیام هافمن، یک روز کامل اطلاعات و راهنمایی در مورد اصول، گزینه‌های تجهیزات، راه‌اندازی و استفاده از این فرآیندها ارائه خواهند داد. این جلسه در 10 نوامبر در دفتر مرکزی FMA در الگین، ایلینوی (نزدیک شیکاگو) برگزار شد. ثبت نام برای حضور مجازی و حضوری آزاد است. اطلاعات بیشتر.
مجله لوله و لوله (Tube & Pipe Journal) در سال ۱۹۹۰ اولین مجله‌ای بود که به خدمت‌رسانی به صنعت لوله‌های فلزی اختصاص داده شد. امروزه، این مجله تنها نشریه در آمریکای شمالی است که به این صنعت اختصاص داده شده و به معتبرترین منبع اطلاعات برای متخصصان لوله تبدیل شده است.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The FABRICATOR، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.
نسخه دیجیتالی مجله لوله و لوله اکنون به طور کامل در دسترس است و دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت را فراهم می‌کند.
از دسترسی کامل به نسخه دیجیتال STAMPING Journal لذت ببرید، که آخرین پیشرفت‌های تکنولوژیکی، بهترین شیوه‌ها و اخبار صنعت را برای بازار مهرزنی فلزات ارائه می‌دهد.
اکنون با دسترسی کامل به نسخه دیجیتال The Fabricator به زبان اسپانیایی، دسترسی آسان به منابع ارزشمند صنعت.