Ponieważ presja rynku zmusza producentów rur do szukania sposobów na zwiększenie wydajności przy jednoczesnym przestrzeganiu rygorystycznych standardów jakości, wybór najlepszej metody kontroli i systemu wsparcia jest ważniejszy niż kiedykolwiek. Podczas gdy wielu producentów rur opiera się na końcowej kontroli, w wielu przypadkach producenci stosują testy na wcześniejszych etapach procesu produkcyjnego w celu wczesnego wykrywania wadliwych materiałów lub procesów. Pozwala to nie tylko zmniejszyć ilość odpadów, ale również obniżyć koszty związane z obsługą wadliwych materiałów. Takie podejście ostatecznie przekłada się na wyższą rentowność. Z tych powodów dodanie do fabryki systemu badań nieniszczących (NDT) jest dobrym rozwiązaniem ekonomicznym.
Na wybór najlepszego testu wpływa wiele czynników, takich jak rodzaj materiału, średnica, grubość ścianki, szybkość procesu oraz metoda spawania lub formowania rury. Czynniki te mają również wpływ na wybór cech w stosowanej metodzie kontroli.
Badanie prądami wirowymi (ET) jest wykorzystywane w wielu zastosowaniach rurowych. Jest to stosunkowo niedrogi test, który można stosować w przypadku rur o cienkich ściankach, zwykle o grubości ścianki do 0,250 cala. Nadaje się do materiałów magnetycznych i niemagnetycznych.
Czujniki lub cewki testowe można podzielić na dwie podstawowe kategorie: cewki oplatające i cewki styczne. Cewki okrężne kontrolują cały przekrój rury, natomiast cewki styczne kontrolują tylko obszar spawany.
Cewki owijane wykrywają wady na całej długości wchodzącego pasa, a nie tylko w strefie spoiny, i są zazwyczaj skuteczniejsze przy testowaniu rozmiarów o średnicy mniejszej niż 2 cale. Są również odporne na przesunięcie podkładki. Główną wadą jest to, że przepuszczanie wchodzącego pasa przez walcarkę wymaga dodatkowych kroków i dodatkowej ostrożności, aby przepuścić go przez cewkę testową. Ponadto, jeśli cewka testowa jest ciasno dopasowana do średnicy, nieudany spaw może spowodować pęknięcie rury, co spowoduje uszkodzenie cewki testowej.
Cewki styczne badają niewielki fragment obwodu rury. W zastosowaniach o dużej średnicy stosowanie cewek stycznych zamiast cewek owijanych zapewnia zazwyczaj lepszy stosunek sygnału do szumu (miara siły sygnału testowego w stosunku do sygnału statycznego w tle). Cewki styczne nie wymagają również gwintów i są łatwiejsze do kalibracji poza walcownią. Wadą jest to, że sprawdzają tylko strefę spawania. Nadają się do rur o dużej średnicy i mogą być stosowane do rur o małych rozmiarach, jeśli pozycja spawania jest dobrze kontrolowana.
Oba typy cewek umożliwiają testowanie przerywanych nieciągłości. Badanie wad, zwane również badaniem luk lub rozbieżności, polega na ciągłym porównywaniu spoiny z sąsiednią częścią metalu bazowego i jest czułe na niewielkie zmiany spowodowane nieciągłościami. Doskonale nadaje się do wykrywania krótkich wad, takich jak otwory szpilkowe lub spoiny skokowe, co jest podstawową metodą stosowaną w większości zastosowań w walcowniach.
Drugi test, metoda absolutna, wykazała poważne błędy. Ta najprostsza forma ET wymaga od operatora elektronicznego zrównoważenia układu przy użyciu dobrych materiałów. Oprócz wykrywania ogólnych, ciągłych zmian, wykrywa również zmiany w grubości ścianek.
Korzystanie z tych dwóch metod ET nie musi być szczególnie kłopotliwe. Jeżeli przyrząd jest w nie wyposażony, można je stosować jednocześnie, stosując jedną cewkę testową.
Wreszcie, kluczowe znaczenie ma fizyczna lokalizacja testera. Takie parametry jak temperatura otoczenia i drgania młyna (przenoszone na rurę) mogą mieć wpływ na umiejscowienie. Umieszczenie cewki testowej w pobliżu skrzynki lutowniczej daje operatorowi natychmiastowe informacje o procesie lutowania. Mogą jednak być wymagane czujniki odporne na temperaturę lub dodatkowe chłodzenie. Umieszczenie cewki testowej w pobliżu końca młyna umożliwia wykrycie wad powstałych w procesie kalibrowania lub kształtowania; istnieje jednak większe prawdopodobieństwo fałszywie dodatnich wyników, ponieważ taka lokalizacja powoduje, że czujnik znajduje się bliżej układu odcinającego, gdzie istnieje większe prawdopodobieństwo wykrycia drgań podczas piłowania lub ścinania.
Badanie ultradźwiękowe (UT) polega na wykorzystaniu impulsów energii elektrycznej i przekształceniu ich w energię dźwięku o wysokiej częstotliwości. Fale dźwiękowe są przesyłane do badanego materiału za pomocą takich mediów, jak woda lub chłodziwo młyna. Dźwięk jest kierunkowy. Orientacja czujnika decyduje o tym, czy system ma szukać wad, czy mierzyć grubość ścianki. Zestaw przetworników może utworzyć zarys strefy spawania. Metoda UT nie jest ograniczona grubością ścianki rury.
Aby użyć procesu UT jako narzędzia pomiarowego, operator musi ustawić przetwornik tak, aby był prostopadły do ​​rury. Fale dźwiękowe wchodzą przez średnicę zewnętrzną do rury, odbijają się od średnicy wewnętrznej i wracają do przetwornika. System mierzy czas przelotu — czas potrzebny fali dźwiękowej na przebycie drogi od średnicy zewnętrznej do średnicy wewnętrznej — i zamienia ten czas na pomiar grubości. W zależności od warunków panujących w walcowni, ta konfiguracja może mierzyć grubość ścianki z dokładnością ± 0,001 cala.
Aby wykryć wady materiału, operator ustawia przetwornik pod kątem. Fale dźwiękowe wchodzą od średnicy zewnętrznej, biegną do średnicy wewnętrznej, odbijają się z powrotem do średnicy zewnętrznej i w ten sposób przemieszczają się wzdłuż ściany. Nieciągłość spawania powoduje odbicie fali dźwiękowej; powraca ona tą samą drogą do czujnika, który zamienia ją z powrotem na energię elektryczną i tworzy wizualny wyświetlacz wskazujący lokalizację wady. Sygnał przechodzi również przez bramkę wady, która albo uruchamia alarm powiadamiający operatora, albo uruchamia system malowania, który oznacza lokalizację wady.
Systemy UT mogą wykorzystywać pojedynczy przetwornik (lub wiele przetworników monokrystalicznych) lub przetworniki z matrycą fazowaną.
W tradycyjnych testach UT stosuje się jeden lub więcej przetworników monokrystalicznych. Liczba czujników zależy od oczekiwanej długości defektu, prędkości linii i innych wymagań testowych.
Czujniki ultradźwiękowe z przetwornikami fazowymi wykorzystują wiele elementów przetwornikowych w korpusie. Układ sterowania elektronicznie steruje falami dźwiękowymi bez zmiany położenia elementów przetwornika w celu skanowania obszaru spoiny. System może wykonywać szereg czynności, takich jak wykrywanie wad, pomiar grubości ścianek i monitorowanie zmian w czyszczeniu strefy spoiny. Te tryby kontroli i pomiaru można wykonywać praktycznie jednocześnie. Co ważne, podejście z przetwornikami fazowymi może tolerować pewien dryft spoiny, ponieważ przetwornik może obejmować większy obszar niż tradycyjne czujniki o stałej pozycji.
Trzecia metoda NDT – badanie nieszczelności magnetycznej (MFL) – służy do sprawdzania rur o dużej średnicy i grubych ściankach, o właściwościach magnetycznych. Idealnie nadaje się do zastosowań w przemyśle naftowym i gazowym.
W magnesach MFL stosuje się silne pole magnetyczne prądu stałego, które przechodzi przez rurę lub ścianę rury. Natężenie pola magnetycznego zbliża się do pełnego nasycenia, czyli punktu, w którym wzrost siły magnesującej nie powoduje znaczącego wzrostu gęstości strumienia magnetycznego. Gdy linie pola magnetycznego napotykają defekt w materiale, powstałe zniekształcenie strumienia magnetycznego może spowodować jego emanację lub powstanie pęcherzyków na powierzchni.
Prosta sonda z uzwojeniem drutowym przepuszczona przez pole magnetyczne może wykryć takie pęcherzyki. Podobnie jak w przypadku innych zastosowań indukcji magnetycznej, system wymaga względnego ruchu między badanym materiałem a sondą. Ruch ten uzyskuje się poprzez obracanie zespołu magnesu i sondy wokół obwodu rury lub przewodu. Aby zwiększyć prędkość przetwarzania, w tej konfiguracji zastosowano dodatkowe sondy (również jeden układ) lub wiele układów.
Obrotowa jednostka MFL może wykrywać defekty podłużne i poprzeczne. Różnice dotyczą orientacji struktur magnetycznych i konstrukcji sondy. W obu przypadkach filtr sygnału odpowiada za proces wykrywania defektów i rozróżniania lokalizacji ID i OD.
Metoda MFL jest podobna do ET, a obie metody wzajemnie się uzupełniają. Metoda ET nadaje się do produktów o grubości ścianek mniejszej niż 0,250 cala, natomiast metoda MFL jest stosowana do produktów o grubości ścianek większej niż ta.
Jedną z zalet metody MFL w porównaniu z UT jest jej zdolność do wykrywania defektów odbiegających od ideału. Przykładowo, metoda MFL z łatwością wykrywa defekty śrubowe. Defekty w tak skośnych kierunkach mogą być wykrywane za pomocą metody UT, ale wymagają określonych ustawień dla oczekiwanego kąta.
Chcesz uzyskać więcej informacji na ten temat? Więcej informacji ma Manufacturers and Manufacturers Association (FMA). Autorzy Phil Meinczinger i William Hoffmann zapewnią cały dzień informacji i wskazówek na temat zasad, opcji sprzętu, konfiguracji i użytkowania tych procesów. Spotkanie odbyło się 10 listopada w siedzibie FMA w Elgin w stanie Illinois (w pobliżu Chicago). Rejestracja jest otwarta na uczestnictwo wirtualne i osobiste. Dowiedz się więcej.
W 1990 roku czasopismo Tube & Pipe Journal stało się pierwszym magazynem poświęconym branży rur metalowych. Obecnie jest to jedyne czasopismo w Ameryce Północnej poświęcone tej branży i najbardziej wiarygodne źródło informacji dla specjalistów zajmujących się rurami.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The FABRICATOR, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Cyfrowa edycja czasopisma The Tube & Pipe Journal jest już w pełni dostępna, umożliwiając łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.
Ciesz się pełnym dostępem do cyfrowej wersji czasopisma STAMPING Journal, w którym znajdziesz najnowsze osiągnięcia technologiczne, najlepsze praktyki i wiadomości branżowe dla rynku tłoczenia metali.
Teraz, dzięki pełnemu dostępowi do wydania cyfrowego The Fabricator w języku hiszpańskim, masz łatwy dostęp do cennych zasobów branżowych.