Aangezien de druk op de markt buisfabrikanten dwingt manieren te vinden om de productiviteit te verhogen terwijl ze zich houden aan strikte kwaliteitsnormen, is het kiezen van de beste inspectiemethode en het beste ondersteuningssysteem belangrijker dan ooit. Hoewel veel buizenproducenten vertrouwen op de eindinspectie, gebruiken fabrikanten in veel gevallen tests verder stroomopwaarts in het productieproces om defecte materialen of processen vroegtijdig op te sporen. Dit vermindert niet alleen de hoeveelheid afval, maar verlaagt ook de kosten die gepaard gaan met het hanteren van defecte materialen. Deze aanpak vertaalt zich uiteindelijk in een hogere winstgevendheid.
Veel factoren - materiaalsoort, diameter, wanddikte, processnelheid en methode van lassen of vormen van de buis - bepalen de beste test. Deze factoren zijn ook van invloed op de keuze van kenmerken in de gebruikte inspectiemethode.
Eddy Current Testing (ET) wordt in veel buistoepassingen gebruikt. Dit is een relatief goedkope test en kan worden gebruikt in dunwandige buistoepassingen, meestal tot een wanddikte van 0,250 inch. Het is geschikt voor magnetische en niet-magnetische materialen.
Sensoren of testspoelen vallen in twee basiscategorieën: omhullend en tangentieel. Omcirkelende spoelen inspecteren de gehele dwarsdoorsnede van de buis, terwijl tangentiële spoelen alleen het gelaste gebied inspecteren.
Wikkelspoelen detecteren defecten in de gehele inkomende strip, niet alleen in de laszone, en ze zijn meestal effectiever bij het testen van formaten kleiner dan 2 inch in diameter. Ze zijn ook tolerant ten opzichte van paddrift. Een groot nadeel is dat het passeren van de inkomende strip door de molen extra stappen en extra zorg vereist om het door de testspoel te voeren. Als de testspoel nauw aansluit op de diameter, kan een mislukte las ertoe leiden dat de buis openspringt, waardoor de testspoel wordt beschadigd.
Tangent spoelen onderzoeken een klein deel van de omtrek van de buis. In grote diametertoepassingen, met behulp van tangentiële spoelen in plaats van omwikkelde spoelen levert over het algemeen een beter signaal-ruisverhouding op met de ruisverhouding (een maat van de sterkte van het testsignaal. ES en kan worden gebruikt voor kleine maten als de laspositie goed wordt gecontroleerd.
Elk spoeltype kan testen op intermitterende discontinuïteiten. Defecttesten, ook wel leegte- of discrepantietesten genoemd, vergelijken continu de las met een aangrenzend deel van het basismetaal en zijn gevoelig voor kleine veranderingen veroorzaakt door discontinuïteiten. Ideaal voor het detecteren van korte defecten zoals pinholes of springlassen, de primaire methode die wordt gebruikt in de meeste walserijtoepassingen.
De tweede test, de absolute methode, vond uitgebreide tekortkomingen. Deze eenvoudigste vorm van ET vereist dat de operator het systeem elektronisch balanceert op goede materialen. Naast het vinden van algemene, continue veranderingen, detecteert het ook veranderingen in wanddikte.
Het gebruik van deze twee ET-methoden hoeft niet bijzonder lastig te zijn. Als het instrument hiermee is uitgerust, kunnen ze tegelijkertijd met een enkele testspoel worden gebruikt.
Ten slotte is de fysieke locatie van de tester van cruciaal belang. Kenmerken zoals omgevingstemperatuur en trillingen van de molen (overgebracht naar de buis) kunnen de plaatsing beïnvloeden. Door de testspoel dicht bij de soldeerdoos te plaatsen, krijgt de operator onmiddellijke informatie over het soldeerproces. Temperatuurbestendige sensoren of extra koeling kunnen echter nodig zijn. Door de testspoel dicht bij het einde van de molen te plaatsen, kunnen defecten worden gedetecteerd die zijn veroorzaakt door het dimensionerings- of vormgevingsproces;er is echter een grotere kans op fout-positieven omdat deze locatie de sensor dichter bij het doorslijpsysteem brengt, waar de kans groter is dat trillingen worden gedetecteerd tijdens het zagen of knippen.
Ultrasoon testen (UT) maakt gebruik van pulsen van elektrische energie en zet deze om in hoogfrequente geluidsenergie. Deze geluidsgolven worden doorgegeven aan het te testen materiaal via media zoals water of molenkoelmiddel. Geluid is directioneel;de oriëntatie van de sensor bepaalt of het systeem naar defecten zoekt of de wanddikte meet. Een set transducers kan de omtrek van de laszone creëren. De UT-methode wordt niet beperkt door de wanddikte van de buis.
Om het UT-proces als meetinstrument te gebruiken, moet de operator de transducer zo oriënteren dat deze loodrecht op de buis staat. Geluidsgolven komen de OD naar de buis binnen, weerkaatsen tegen de ID en keren terug naar de transducer. Het systeem meet vluchttijd - de tijd die een geluidsgolf nodig heeft om van OD naar ID te reizen - en zet de tijd om in een diktemeting. Afhankelijk van de freesomstandigheden kan deze opstelling de wanddikte meten met een nauwkeurigheid van ± 0,001 inch.
Om materiaaldefecten op te sporen, plaatst de operator de transducer in een schuine hoek. Geluidsgolven komen binnen vanuit de OD, reizen naar de ID, weerkaatsen terug naar de OD en reizen op die manier langs de muur. De lasdiscontinuïteit zorgt ervoor dat de geluidsgolf weerkaatst;het neemt hetzelfde pad terug naar de sensor, die het weer omzet in elektrische energie en een visuele weergave creëert die de locatie van het defect aangeeft. Het signaal gaat ook door de defectpoort, die ofwel een alarm activeert om de operator op de hoogte te stellen of een verfsysteem activeert dat de locatie van het defect markeert.
UT-systemen kunnen een enkele transducer (of meerdere monokristallijne transducers) of phased array-transducers gebruiken.
Traditionele UT's gebruiken een of meer monokristallijne transducers. Het aantal sensoren is afhankelijk van de verwachte defectlengte, lijnsnelheid en andere testvereisten.
Phased array UT's gebruiken meerdere transducerelementen in een behuizing. Het besturingssysteem regelt elektronisch de geluidsgolven zonder de transducerelementen te verplaatsen om het lasgebied te scannen. Het systeem kan een verscheidenheid aan activiteiten uitvoeren, zoals het detecteren van defecten, het meten van de wanddikte en het bewaken van veranderingen in de laszonereiniging. Deze inspectie- en meetmodi kunnen vrijwel gelijktijdig worden uitgevoerd. Belangrijk is dat de phased-array-benadering enige lasdrift kan tolereren omdat de array een groter gebied kan bestrijken dan traditionele sensoren met een vaste positie.
Een derde NDT-methode, Magnetic Leakage (MFL), wordt gebruikt voor het inspecteren van dikwandige, magnetische leidingen met een grote diameter. Deze methode is ideaal voor olie- en gastoepassingen.
MFL's gebruiken een sterk magnetisch DC-veld dat door een buis of buiswand gaat. De magnetische veldsterkte benadert de volledige verzadiging, of het punt waarop een toename van de magnetiserende kracht niet resulteert in een significante toename van de magnetische fluxdichtheid. Wanneer magnetische veldlijnen een defect in het materiaal tegenkomen, kan de resulterende vervorming van de magnetische flux ervoor zorgen dat deze uit het oppervlak komt of borrelt.
Een eenvoudige draadgewonden sonde die door een magnetisch veld wordt geleid, kan dergelijke bellen detecteren. Zoals het geval is met andere magnetische inductietoepassingen, vereist het systeem relatieve beweging tussen het te testen materiaal en de sonde. Deze beweging wordt bereikt door de magneet en sonde rond de omtrek van de buis of pijp te draaien. Om de verwerkingssnelheid te verhogen, gebruikt deze opstelling extra sondes (wederom één array) of meerdere arrays.
De roterende MFL-eenheid kan longitudinale of transversale defecten detecteren. De verschillen liggen in de oriëntatie van de magnetiserende structuren en het ontwerp van de sonde. In beide gevallen zorgt het signaalfilter voor het detecteren van defecten en het onderscheiden van ID- en OD-locaties.
MFL is vergelijkbaar met ET en de twee vullen elkaar aan. ET is geschikt voor producten met een wanddikte van minder dan 0,250 inch, terwijl MFL wordt gebruikt voor producten met een wanddikte die groter is dan deze.
Een voordeel van MFL ten opzichte van UT is het vermogen om minder dan ideale defecten te detecteren. MFL kan bijvoorbeeld gemakkelijk spiraalvormige defecten detecteren. Defecten in dergelijke schuine richtingen kunnen door UT worden gedetecteerd, maar vereisen specifieke instellingen voor de verwachte hoek.
Geïnteresseerd in meer informatie over dit onderwerp? De Manufacturers and Manufacturers Association (FMA) heeft meer. Auteurs Phil Meinczinger en William Hoffmann zullen een volledige dag informatie en begeleiding geven over de principes, uitrustingsopties, opzet en gebruik van deze processen. De bijeenkomst werd gehouden op 10 november op het hoofdkantoor van FMA in Elgin, Illinois (nabij Chicago). Registratie staat open voor virtuele en persoonlijke deelname. Meer informatie.
Tube & Pipe Journal werd in 1990 het eerste tijdschrift dat zich toelegde op het bedienen van de metalen buizenindustrie. Tegenwoordig is het de enige publicatie in Noord-Amerika die aan de industrie is gewijd en is het de meest vertrouwde bron van informatie voor pijpprofessionals geworden.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, die de nieuwste technologische ontwikkelingen, best practices en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt biedt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, gemakkelijke toegang tot waardevolle bronnen uit de industrie.