À medida que as pressões do mercado forçam os fabricantes de tubos a encontrar maneiras de aumentar a produtividade, respeitando rigorosos padrões de qualidade, escolher o melhor método de inspeção e sistema de suporte é mais importante do que nunca. Embora muitos produtores de tubos dependam da inspeção final, em muitos casos os fabricantes usam testes mais a montante no processo de fabricação para detectar materiais ou processos defeituosos precocemente. Isso não apenas reduz o refugo, mas também reduz os custos associados ao manuseio de materiais defeituosos. Essa abordagem, em última análise, se traduz em maior lucratividade. Por essas razões, adicionar um sistema de ensaio não destrutivo (END) a uma fábrica faz todo o sentido econômico.
Muitos fatores — tipo de material, diâmetro, espessura da parede, velocidade do processo e método de soldagem ou formação do tubo — determinam o melhor teste. Esses fatores também influenciam a escolha dos recursos no método de inspeção usado.
O teste de correntes parasitas (ET) é usado em muitas aplicações de tubulação. Este é um teste de custo relativamente baixo e pode ser usado em aplicações de tubulação de parede fina, normalmente com espessura de parede de até 0,250 polegada. É adequado para materiais magnéticos e não magnéticos.
Sensores ou bobinas de teste se dividem em duas categorias básicas: envolventes e tangenciais. Bobinas envolventes inspecionam toda a seção transversal do tubo, enquanto bobinas tangenciais inspecionam apenas a área soldada.
As bobinas envolventes detectam defeitos em toda a tira de entrada, não apenas na zona de solda, e tendem a ser mais eficazes ao testar tamanhos menores que 2 polegadas de diâmetro. Elas também são tolerantes ao desvio da pastilha. Uma grande desvantagem é que passar a tira de entrada pelo laminador requer etapas extras e cuidado extra para passá-la pela bobina de teste. Além disso, se a bobina de teste estiver muito apertada em relação ao diâmetro, uma solda com falha pode fazer com que o tubo se abra, danificando a bobina de teste.
Bobinas tangentes examinam uma pequena porção da circunferência do tubo. Em aplicações de grande diâmetro, usar bobinas tangenciais em vez de bobinas envolventes geralmente produz uma melhor relação sinal-ruído (uma medida da intensidade do sinal de teste em relação a um sinal estático no fundo). Bobinas tangentes também não requerem roscas e são mais fáceis de calibrar fora da usina. A desvantagem é que elas verificam apenas a zona de solda. Elas são adequadas para tubos de grande diâmetro e podem ser usadas para tamanhos pequenos se a posição da solda for bem controlada.
Qualquer tipo de bobina pode testar descontinuidades intermitentes. O teste de defeitos, também conhecido como teste de vazio ou discrepância, compara continuamente a solda a uma porção adjacente do metal base e é sensível a pequenas alterações causadas por descontinuidades. Ideal para detectar defeitos curtos, como furos ou soldas de salto, o principal método usado na maioria das aplicações de laminação.
O segundo teste, o método absoluto, encontrou falhas detalhadas. Essa forma mais simples de ET exige que o operador equilibre eletronicamente o sistema em bons materiais. Além de encontrar mudanças gerais e contínuas, ele também detecta mudanças na espessura da parede.
Usar esses dois métodos de ET não precisa ser particularmente problemático. Se o instrumento estiver equipado, eles podem ser usados ​​simultaneamente com uma única bobina de teste.
Por fim, a localização física do testador é crítica. Características como temperatura ambiente e vibração do moinho (transmitida ao tubo) podem afetar o posicionamento. Colocar a bobina de teste perto da caixa de solda fornece ao operador informações imediatas sobre o processo de soldagem. No entanto, sensores resistentes à temperatura ou resfriamento adicional podem ser necessários. Colocar a bobina de teste perto da extremidade do moinho pode detectar defeitos introduzidos pelo processo de dimensionamento ou modelagem; no entanto, há uma chance maior de falsos positivos porque essa localização aproxima o sensor do sistema de corte, onde é mais provável detectar vibração durante o corte ou cisalhamento.
O teste ultrassônico (UT) usa pulsos de energia elétrica e os converte em energia sonora de alta frequência. Essas ondas sonoras são transmitidas ao material em teste por meio de meios como água ou refrigerante do moinho. O som é direcional; a orientação do sensor determina se o sistema está procurando defeitos ou medindo a espessura da parede. Um conjunto de transdutores pode criar o contorno da zona de solda. O método UT não é limitado pela espessura da parede do tubo.
Para usar o processo UT como uma ferramenta de medição, o operador precisa orientar o transdutor de modo que fique perpendicular ao tubo. As ondas sonoras entram pelo OD até o tubo, ricocheteiam no ID e retornam ao transdutor. O sistema mede o tempo de voo — o tempo que uma onda sonora leva para viajar do OD ao ID — e converte o tempo em uma medição de espessura. Dependendo das condições do laminador, esta configuração pode medir a espessura da parede com uma precisão de ± 0,001 polegadas.
Para detectar defeitos no material, o operador posiciona o transdutor em um ângulo oblíquo. As ondas sonoras entram pelo OD, viajam para o ID, refletem de volta para o OD e viajam ao longo da parede dessa maneira. A descontinuidade da soldagem faz com que a onda sonora reflita; ela segue o mesmo caminho de volta para o sensor, que a converte novamente em energia elétrica e cria uma exibição visual que indica a localização do defeito. O sinal também passa pelo portão de defeito, que dispara um alarme para notificar o operador ou aciona um sistema de pintura que marca a localização do defeito.
Os sistemas UT podem usar um único transdutor (ou vários transdutores de cristal único) ou transdutores de matriz em fase.
Os UTs tradicionais usam um ou mais transdutores de cristal único. O número de sensores depende do comprimento esperado do defeito, da velocidade da linha e de outros requisitos de teste.
UTs de matriz em fase usam vários elementos transdutores em um corpo. O sistema de controle controla eletronicamente as ondas sonoras sem reposicionar os elementos transdutores para escanear a área de solda. O sistema pode executar uma variedade de atividades, como detectar defeitos, medir a espessura da parede e monitorar alterações na limpeza da zona de solda. Esses modos de inspeção e medição podem ser executados substancialmente simultaneamente. É importante ressaltar que a abordagem de matriz em fase pode tolerar algum desvio de soldagem porque a matriz pode cobrir uma área maior do que os sensores tradicionais de posição fixa.
Um terceiro método NDT, Vazamento Magnético (MFL), é usado para inspecionar tubos de grande diâmetro, paredes espessas e grau magnético. É ideal para aplicações de petróleo e gás.
As MFLs usam um forte campo magnético CC que passa através de um tubo ou parede de tubo. A intensidade do campo magnético se aproxima da saturação total, ou do ponto em que qualquer aumento na força magnetizante não resulta em um aumento significativo na densidade do fluxo magnético. Quando as linhas do campo magnético encontram um defeito no material, a distorção resultante do fluxo magnético pode fazer com que ele emane ou borbulhe da superfície.
Uma sonda simples enrolada em fio, passada através de um campo magnético, pode detectar tais bolhas. Como é o caso de outras aplicações de indução magnética, o sistema requer movimento relativo entre o material em teste e a sonda. Esse movimento é obtido pela rotação do conjunto magnético e da sonda ao redor da circunferência do tubo ou cano. Para aumentar a velocidade de processamento, essa configuração usa sondas adicionais (novamente um conjunto) ou vários conjuntos.
A unidade MFL rotativa pode detectar defeitos longitudinais ou transversais. As diferenças estão na orientação das estruturas magnetizadoras e no design da sonda. Em ambos os casos, o filtro de sinal lida com o processo de detecção de defeitos e distinção entre localizações ID e OD.
O MFL é semelhante ao ET e os dois se complementam. O ET é adequado para produtos com espessuras de parede menores que 0,250 polegadas, enquanto o MFL é usado para produtos com espessuras de parede maiores que isso.
Uma vantagem do MFL sobre o UT é sua capacidade de detectar defeitos abaixo do ideal. Por exemplo, o MFL pode detectar facilmente defeitos helicoidais. Defeitos nessas direções oblíquas podem ser detectados pelo UT, mas exigem configurações específicas para o ângulo esperado.
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