시장 압력으로 인해 튜브 제조업체는 엄격한 품질 표준을 준수하면서 생산성을 높일 수 있는 방법을 찾아야 하므로 최고의 검사 방법과 지원 시스템을 선택하는 것이 그 어느 때보다 중요합니다. 많은 튜브 생산업체가 최종 검사에 의존하지만 대부분의 경우 제조업체는 결함이 있는 재료나 공정을 조기에 감지하기 위해 제조 공정의 업스트림 테스트를 사용합니다. 이렇게 하면 스크랩이 줄어들 뿐만 아니라 결함이 있는 재료 처리와 관련된 비용도 절감됩니다. 이 접근 방식은 궁극적으로 수익성을 높입니다. 이러한 이유로 비파괴 검사(NDT) 시스템을 공장에 추가하는 것은 경제적으로 합리적입니다.
재료 유형, 직경, 벽 두께, 공정 속도 및 튜브 용접 또는 형성 방법과 같은 많은 요소가 최상의 테스트를 결정합니다. 이러한 요소는 사용되는 검사 방법의 기능 선택에도 영향을 미칩니다.
와전류 테스트(ET)는 많은 파이프 응용 분야에서 사용됩니다. 이것은 상대적으로 저렴한 테스트이며 일반적으로 벽 두께가 최대 0.250인치인 얇은 벽 파이프 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 자성 및 비자성 재료에 적합합니다.
센서 또는 테스트 코일은 랩어라운드 및 접선의 두 가지 기본 범주로 나뉩니다. 둘러싸는 코일은 튜브의 전체 단면을 검사하고 접선 코일은 용접된 영역만 검사합니다.
랩 어라운드 코일은 용접 영역뿐만 아니라 전체 수신 스트립에서 결함을 감지하며 직경이 2인치보다 작은 크기를 테스트할 때 더 효과적인 경향이 있습니다. 또한 패드 드리프트에 내성이 있습니다. 주요 단점은 수신 스트립을 밀에 통과시키려면 테스트 코일을 통과하기 위해 추가 단계와 추가 주의가 필요하다는 것입니다. 또한 테스트 코일이 직경에 딱 맞는 경우 용접 실패로 인해 튜브가 튀어 나와 테스트 코일이 손상될 수 있습니다.
접선 코일은 튜브 원주의 작은 부분을 검사합니다. 직경이 큰 응용 분야에서는 랩어라운드 코일보다 접선 코일을 사용하면 일반적으로 더 나은 신호 대 잡음비(배경의 정적 신호에 대한 테스트 신호의 강도 측정)를 산출합니다. 접선 코일은 또한 스레드가 필요하지 않으며 밀 외부에서 보정하기가 더 쉽습니다. 단점은 용접 영역만 확인한다는 것입니다. 직경이 큰 파이프에 적합하며 용접 위치가 잘 제어되는 경우 작은 크기에 사용할 수 있습니다.
두 코일 유형 모두 간헐적 불연속성을 테스트할 수 있습니다. 보이드 또는 불일치 테스트라고도 하는 결함 테스트는 용접부를 기본 금속의 인접 부분과 지속적으로 비교하며 불연속성으로 인한 작은 변화에 민감합니다.
두 번째 테스트인 절대 방법에서는 장황한 결함을 발견했습니다. 이 가장 단순한 형태의 ET에서는 작업자가 우수한 재료에 대해 시스템의 균형을 전자적으로 조정해야 합니다. 일반적이고 지속적인 변화를 찾는 것 외에도 벽 두께의 변화도 감지합니다.
이 두 가지 ET 방법을 사용하는 것은 특별히 번거롭지 않아도 됩니다. 장비가 장착되어 있으면 하나의 테스트 코일로 동시에 사용할 수 있습니다.
마지막으로 테스터의 물리적 위치가 중요합니다. 주변 온도 및 밀 진동(튜브로 전달됨)과 같은 특성이 배치에 영향을 줄 수 있습니다. 테스트 코일을 솔더 박스 가까이에 배치하면 작업자는 솔더링 프로세스에 대한 즉각적인 정보를 얻을 수 있습니다. 그러나 내열성 센서 또는 추가 냉각이 필요할 수 있습니다.그러나 이 위치는 톱질 또는 전단 중 진동을 감지할 가능성이 더 높은 차단 시스템에 센서를 더 가깝게 가져오기 때문에 오탐 가능성이 더 큽니다.
초음파 테스트(UT)는 전기 에너지의 펄스를 사용하여 고주파 사운드 에너지로 변환합니다. 이러한 음파는 물 또는 밀 냉각수와 같은 매체를 통해 테스트 중인 재료로 전송됩니다. 사운드는 방향성입니다.센서의 방향은 시스템이 결함을 찾는지 또는 벽 두께를 측정하는지 여부를 결정합니다. 변환기 세트는 용접 영역의 윤곽을 생성할 수 있습니다. UT 방법은 튜브 벽 두께에 의해 제한되지 않습니다.
UT 프로세스를 측정 도구로 사용하려면 작업자는 트랜스듀서가 튜브에 수직이 되도록 방향을 맞춰야 합니다. 음파는 튜브에 OD로 들어가 ID에서 반사되어 다시 트랜스듀서로 돌아갑니다. 시스템은 비행 시간(음파가 OD에서 ID로 이동하는 데 걸리는 시간)을 측정하고 시간을 두께 측정으로 변환합니다. 밀 조건에 따라 이 설정은 벽 두께를 ± 0.001인치의 정확도로 측정할 수 있습니다.
재료 결함을 발견하기 위해 작업자는 변환기를 비스듬한 각도로 배치합니다. 음파는 OD에서 들어와 ID로 이동하고 다시 OD로 반사되어 벽을 따라 이동합니다. 용접 불연속성은 음파가 반사되도록 합니다.동일한 경로를 센서로 되돌려 전기 에너지로 다시 변환하고 결함 위치를 나타내는 시각적 디스플레이를 생성합니다. 또한 신호는 결함 게이트를 통과하여 작업자에게 알리기 위해 알람을 트리거하거나 결함 위치를 표시하는 페인트 시스템을 트리거합니다.
UT 시스템은 단일 변환기(또는 여러 단결정 변환기) 또는 위상 배열 변환기를 사용할 수 있습니다.
전통적인 UT는 하나 이상의 단결정 변환기를 사용합니다. 센서 수는 예상되는 결함 길이, 라인 속도 및 기타 테스트 요구 사항에 따라 다릅니다.
위상 배열 UT는 본체에서 여러 트랜스듀서 요소를 사용합니다. 제어 시스템은 용접 영역을 스캔하기 위해 트랜스듀서 요소를 재배치하지 않고 음파를 전자적으로 제어합니다. 이 시스템은 결함 감지, 벽 두께 측정 및 용접 영역 청소의 변화 모니터링과 같은 다양한 활동을 수행할 수 있습니다. 이러한 검사 및 측정 모드는 거의 동시에 수행할 수 있습니다. 중요한 것은 어레이가 기존의 고정 위치 센서보다 더 넓은 영역을 커버할 수 있기 때문에 위상 배열 방식은 약간의 용접 드리프트를 허용할 수 있습니다.
세 번째 NDT 방법인 자기 누설(MFL)은 직경이 크고 벽이 두꺼운 자기 등급 파이프를 검사하는 데 사용됩니다. 오일 및 가스 응용 분야에 이상적입니다.
MFL은 튜브 또는 튜브 벽을 통과하는 강한 DC 자기장을 사용합니다. 자기장 강도는 완전 포화 상태에 도달하거나 자화력이 증가해도 자속 밀도가 크게 증가하지 않는 지점에 도달합니다. 자기장 라인이 재료의 결함을 만나면 결과적으로 자속 왜곡으로 인해 표면에서 방출되거나 거품이 생길 수 있습니다.
자기장을 통과하는 간단한 권선형 프로브는 이러한 기포를 감지할 수 있습니다. 다른 자기 유도 응용 분야의 경우와 마찬가지로 시스템은 테스트 중인 재료와 프로브 사이에 상대적인 움직임이 필요합니다. 이 움직임은 자석과 프로브 어셈블리를 튜브 또는 파이프 주변으로 회전하여 이루어집니다. 처리 속도를 높이기 위해 이 설정에서는 추가 프로브(다시 하나의 어레이) 또는 여러 어레이를 사용합니다.
회전하는 MFL 장치는 종방향 또는 횡방향 결함을 감지할 수 있습니다. 차이점은 자화 구조의 방향과 프로브 설계에 있습니다. 두 경우 모두 신호 필터가 결함을 감지하고 ID 위치와 OD 위치를 구별하는 프로세스를 처리합니다.
MFL은 ET와 유사하며 서로를 보완합니다. ET는 벽 두께가 0.250인치 미만인 제품에 적합하고 MFL은 이보다 큰 벽 두께를 가진 제품에 사용됩니다.
UT에 비해 MFL의 한 가지 장점은 이상적이지 않은 결함을 감지할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, MFL은 나선형 결함을 쉽게 감지할 수 있습니다. UT는 이러한 비스듬한 방향의 결함을 감지할 수 있지만 예상 각도에 대한 특정 설정이 필요합니다.
이 주제에 대해 더 많은 정보가 필요하십니까?제조업체 협회(FMA)에 더 많은 정보가 있습니다.저자 Phil Meinczinger와 William Hoffmann이 이러한 프로세스의 원칙, 장비 옵션, 설정 및 사용에 대한 정보와 지침을 하루 종일 제공할 예정입니다.회의는 11월 10일 일리노이주 엘진(시카고 근처)에 있는 FMA 본사에서 열렸습니다.등록은 가상 및 직접 참석을 위해 열려 있습니다.자세히 알아보십시오.
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