Poiché le pressioni del mercato costringono i produttori di tubi a trovare modi per aumentare la produttività rispettando standard di qualità rigorosi, la scelta del miglior metodo di ispezione e sistema di supporto è più importante che mai. Mentre molti produttori di tubi si affidano all'ispezione finale, in molti casi i produttori utilizzano i test più a monte nel processo di produzione per rilevare precocemente materiali o processi difettosi. Ciò non solo riduce gli scarti, ma riduce anche i costi associati alla gestione dei materiali difettosi. Questo approccio si traduce in ultima analisi in una maggiore redditività.
Molti fattori - tipo di materiale, diametro, spessore della parete, velocità del processo e metodo di saldatura o formatura del tubo - determinano il test migliore. Questi fattori influenzano anche la scelta delle caratteristiche nel metodo di ispezione utilizzato.
Il test a correnti parassite (ET) viene utilizzato in molte applicazioni di tubi. Si tratta di un test a costo relativamente basso e può essere utilizzato in applicazioni di tubi a parete sottile, in genere fino a 0,250 pollici di spessore della parete. È adatto per materiali magnetici e non magnetici.
I sensori o le bobine di test si dividono in due categorie fondamentali: avvolgenti e tangenziali. Le bobine avvolgenti ispezionano l'intera sezione trasversale del tubo, mentre le bobine tangenziali ispezionano solo l'area saldata.
Le bobine avvolgenti rilevano i difetti nell'intero nastro in ingresso, non solo nella zona di saldatura, e tendono ad essere più efficaci quando si testano dimensioni inferiori a 2 pollici di diametro. Sono anche tolleranti alla deriva del cuscinetto. Uno svantaggio principale è che il passaggio del nastro in ingresso attraverso il laminatoio richiede ulteriori passaggi e un'attenzione particolare per farlo passare attraverso la bobina di prova.
Le bobine tangenti esaminano una piccola porzione della circonferenza del tubo. Nelle applicazioni di grande diametro, l'utilizzo di bobine tangenziali piuttosto che bobine avvolgenti generalmente produce un migliore rapporto segnale-rumore (una misura dell'intensità del segnale di prova rispetto a un segnale statico sullo sfondo). Inoltre, le bobine tangenti non richiedono filettature e sono più facili da calibrare all'esterno della fresa. Lo svantaggio è che controllano solo la zona di saldatura.
Entrambi i tipi di bobina possono testare discontinuità intermittenti. Il test dei difetti, noto anche come test di vuoto o discrepanza, confronta continuamente la saldatura con una porzione adiacente del metallo di base ed è sensibile a piccoli cambiamenti causati da discontinuità.
Il secondo test, il metodo assoluto, ha trovato difetti prolissi. Questa forma più semplice di ET richiede all'operatore di bilanciare elettronicamente il sistema su materiali buoni. Oltre a trovare cambiamenti generali e continui, rileva anche i cambiamenti nello spessore della parete.
L'utilizzo di questi due metodi ET non deve essere particolarmente problematico. Se lo strumento è dotato, possono essere utilizzati contemporaneamente con una singola bobina di prova.
Infine, la posizione fisica del tester è fondamentale.Caratteristiche come la temperatura ambiente e le vibrazioni del laminatoio (trasmesse al tubo) possono influenzare il posizionamento.Il posizionamento della bobina di prova vicino alla scatola di saldatura fornisce all'operatore informazioni immediate sul processo di saldatura.Tuttavia, potrebbero essere necessari sensori resistenti alla temperatura o raffreddamento aggiuntivo.Posizionare la bobina di prova vicino all'estremità del laminatoio può rilevare i difetti introdotti dal processo di dimensionamento o sagomatura;tuttavia, vi è una maggiore possibilità di falsi positivi poiché questa posizione avvicina il sensore al sistema di interruzione, dove è più probabile che rilevi vibrazioni durante il taglio o la cesoiatura.
Il test a ultrasuoni (UT) utilizza impulsi di energia elettrica e la converte in energia sonora ad alta frequenza. Queste onde sonore vengono trasmesse al materiale sottoposto a test attraverso mezzi come l'acqua o il refrigerante del mulino. Il suono è direzionale;l'orientamento del sensore determina se il sistema sta cercando difetti o misurando lo spessore della parete. Una serie di trasduttori può creare il contorno della zona di saldatura. Il metodo UT non è limitato dallo spessore della parete del tubo.
Per utilizzare il processo UT come strumento di misurazione, l'operatore deve orientare il trasduttore in modo che sia perpendicolare al tubo. Le onde sonore entrano nel diametro esterno del tubo, rimbalzano sul diametro interno e ritornano al trasduttore.
Per individuare i difetti del materiale, l'operatore posiziona il trasduttore con un angolo obliquo. Le onde sonore entrano dal diametro esterno, viaggiano verso il diametro interno, si riflettono sul diametro esterno e viaggiano lungo la parete in quel modo. La discontinuità della saldatura fa riflettere l'onda sonora;riprende lo stesso percorso fino al sensore, che lo riconverte in energia elettrica e crea un display visivo che indica la posizione del difetto. Il segnale passa anche attraverso il gate del difetto, che attiva un allarme per avvisare l'operatore o attiva un sistema di verniciatura che contrassegna la posizione del difetto.
I sistemi UT possono utilizzare un singolo trasduttore (o più trasduttori a cristallo singolo) o trasduttori phased array.
Gli UT tradizionali utilizzano uno o più trasduttori a cristallo singolo. Il numero di sensori dipende dalla lunghezza prevista del difetto, dalla velocità della linea e da altri requisiti del test.
Gli UT phased array utilizzano più elementi del trasduttore in un corpo. Il sistema di controllo controlla elettronicamente le onde sonore senza riposizionare gli elementi del trasduttore per scansionare l'area di saldatura. Il sistema può eseguire una varietà di attività, come il rilevamento di difetti, la misurazione dello spessore della parete e il monitoraggio dei cambiamenti nella pulizia della zona di saldatura. Queste modalità di ispezione e misurazione possono essere eseguite sostanzialmente contemporaneamente.
Un terzo metodo NDT, Magnetic Leakage (MFL), viene utilizzato per ispezionare tubi di grado magnetico di grande diametro, pareti spesse ed è ideale per applicazioni nel settore petrolifero e del gas.
Gli MFL utilizzano un forte campo magnetico CC che passa attraverso un tubo o una parete del tubo. L'intensità del campo magnetico si avvicina alla piena saturazione o al punto in cui qualsiasi aumento della forza di magnetizzazione non si traduce in un aumento significativo della densità del flusso magnetico. Quando le linee del campo magnetico incontrano un difetto nel materiale, la conseguente distorsione del flusso magnetico può provocarne l'emanazione o la formazione di bolle dalla superficie.
Una semplice sonda a filo avvolto fatta passare attraverso un campo magnetico può rilevare tali bolle. Come nel caso di altre applicazioni di induzione magnetica, il sistema richiede un movimento relativo tra il materiale in prova e la sonda. Questo movimento si ottiene ruotando il gruppo magnete e sonda attorno alla circonferenza del tubo. Per aumentare la velocità di elaborazione, questa configurazione utilizza sonde aggiuntive (di nuovo una matrice) o più matrici.
L'unità MFL rotante può rilevare difetti longitudinali o trasversali. Le differenze risiedono nell'orientamento delle strutture magnetizzanti e nel design della sonda. In entrambi i casi, il filtro del segnale gestisce il processo di rilevamento dei difetti e la distinzione tra posizioni ID e OD.
MFL è simile a ET e i due si completano a vicenda. ET è adatto per prodotti con spessori di parete inferiori a 0,250 pollici, mentre MFL viene utilizzato per prodotti con spessori di parete superiori a questo.
Un vantaggio di MFL rispetto a UT è la sua capacità di rilevare difetti non ideali. Ad esempio, MFL può facilmente rilevare difetti elicoidali. I difetti in tali direzioni oblique possono essere rilevati da UT, ma richiedono impostazioni specifiche per l'angolo previsto.
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