Оскільки тиск ринку змушує виробників труб шукати способи підвищення продуктивності, дотримуючись при цьому суворих стандартів якості, вибір найкращого методу контролю та системи підтримки є важливішим, ніж будь-коли. Хоча багато виробників труб покладаються на кінцевий контроль, у багатьох випадках виробники використовують тестування на більш ранніх етапах виробничого процесу, щоб виявити дефектні матеріали або процеси на ранній стадії. Це не тільки зменшує кількість браку, але й знижує витрати, пов'язані з обробкою дефектних матеріалів. Такий підхід зрештою призводить до підвищення прибутковості. З цих причин додавання системи неруйнівного контролю (НДК) на завод має економічний сенс.
Багато факторів — тип матеріалу, діаметр, товщина стінки, швидкість процесу та метод зварювання або формування труби — визначають найкращий метод випробування. Ці фактори також впливають на вибір характеристик використовуваного методу контролю.
Вихрострумовий контроль (ВСТ) використовується в багатьох сферах застосування труб. Це відносно недорогий тест, який можна використовувати в тонкостінних трубах, зазвичай з товщиною стінки до 0,250 дюйма. Він підходить для магнітних і немагнітних матеріалів.
Датчики або випробувальні котушки поділяються на дві основні категорії: кругові та тангенціальні. Кругові котушки перевіряють весь поперечний переріз труби, тоді як тангенціальні котушки перевіряють лише зварну ділянку.
Обгортальні котушки виявляють дефекти на всій вхідній смузі, а не лише в зоні зварювання, і вони, як правило, ефективніші під час випробування розмірів діаметром менше 2 дюймів. Вони також стійкі до дрейфу площадки. Основним недоліком є ​​те, що проходження вхідної смуги через стан вимагає додаткових кроків та особливої ​​обережності для пропускання її через випробувальну котушку. Крім того, якщо випробувальна котушка щільно прилягає до діаметра, невдалий зварний шов може призвести до розриву трубки, що пошкодить випробувальну котушку.
Тангенціальні котушки досліджують невелику частину кола труби. У випадках великого діаметра використання тангенціальних котушок, а не обмоток, зазвичай забезпечує краще співвідношення сигнал/шум (міра сили випробувального сигналу відносно статичного сигналу на задньому плані). Тангенціальні котушки також не потребують різьблення та їх легше калібрувати поза межами заводу. Недоліком є ​​те, що вони перевіряють лише зону зварювання. Вони підходять для труб великого діаметра та можуть використовуватися для труб малих розмірів, якщо положення зварювання добре контролюється.
Будь-який тип котушки може перевіряти наявність періодичних розривів. Контроль дефектів, також відомий як контроль пустот або розбіжностей, безперервно порівнює зварний шов із сусідньою частиною основного металу та чутливий до невеликих змін, спричинених розривами. Ідеально підходить для виявлення коротких дефектів, таких як отвори або стрибкові зварні шви, що є основним методом, що використовується в більшості застосувань прокатних станів.
Другий тест, абсолютний метод, виявив багатослівні недоліки. Ця найпростіша форма електронного балансування вимагає від оператора електронного балансування системи на якісних матеріалах. Окрім виявлення загальних, безперервних змін, він також виявляє зміни товщини стінки.
Використання цих двох методів ЕТ не повинно бути особливих труднощів. Якщо прилад оснащений цією котушкою, їх можна використовувати одночасно з однією випробувальною котушкою.
Зрештою, фізичне розташування тестера є критично важливим. Такі характеристики, як температура навколишнього середовища та вібрація вальця (що передається на трубку), можуть впливати на його розміщення. Розміщення випробувальної котушки поблизу паяльної коробки дає оператору негайну інформацію про процес паяння. Однак можуть знадобитися термостійкі датчики або додаткове охолодження. Розміщення випробувальної котушки поблизу кінця вальця може виявити дефекти, що виникли в процесі калібрування або формування; однак, існує більша ймовірність хибнопозитивних результатів, оскільки таке розташування наближає датчик до системи відсікання, де він з більшою ймовірністю виявить вібрацію під час пиляння або стрижки.
Ультразвуковий контроль (УК) використовує імпульси електричної енергії та перетворює її на високочастотну звукову енергію. Ці звукові хвилі передаються до матеріалу, що тестується, через такі середовища, як вода або охолоджувальна рідина млина. Звук є спрямованим; орієнтація датчика визначає, чи шукає система дефекти, чи вимірює товщину стінки. Набір перетворювачів може створити контур зони зварювання. Метод УК не обмежується товщиною стінки труби.
Щоб використовувати процес ультразвукового випробування (УЗ) як вимірювальний інструмент, оператору необхідно орієнтувати перетворювач перпендикулярно до труби. Звукові хвилі потрапляють на зовнішній діаметр труби, відбиваються від внутрішнього діаметра та повертаються до перетворювача. Система вимірює час прольоту — час, необхідний звуковій хвилі для проходження шляху від зовнішнього до внутрішнього діаметра — і перетворює цей час на вимірювання товщини. Залежно від умов прокатного стану, ця установка може вимірювати товщину стінки з точністю ± 0,001 дюйма.
Щоб виявити дефекти матеріалу, оператор розташовує перетворювач під похилим кутом. Звукові хвилі потрапляють із зовнішнього отвору, проходять до внутрішнього отвору, відбиваються назад до зовнішнього отвору та поширюються вздовж стінки таким чином. Розрив зварювання призводить до відбиття звукової хвилі; вона проходить той самий шлях назад до датчика, який перетворює її назад на електричну енергію та створює візуальне відображення, яке вказує на місцезнаходження дефекту. Сигнал також проходить через детектор дефектів, який або запускає сигнал тривоги, щоб повідомити оператора, або запускає систему фарбування, яка позначає місцезнаходження дефекту.
Системи УТ можуть використовувати один перетворювач (або кілька монокристалічних перетворювачів) або фазовані решітки перетворювачів.
Традиційні ультразвукові перетворювачі використовують один або декілька монокристалічних перетворювачів. Кількість датчиків залежить від очікуваної довжини дефекту, швидкості лінії та інших вимог до випробувань.
Фазовані антенні датчики використовують кілька перетворювальних елементів у корпусі. Система керування електронно керує звуковими хвилями без зміни положення перетворювальних елементів для сканування зони зварювання. Система може виконувати різноманітні дії, такі як виявлення дефектів, вимірювання товщини стінки та моніторинг змін в очищенні зони зварювання. Ці режими контролю та вимірювання можуть виконуватися практично одночасно. Важливо, що підхід з фазованою антенною решіткою може допускати деякий дрейф зварювання, оскільки антенна решітка може охоплювати більшу площу, ніж традиційні датчики з фіксованим положенням.
Третій метод неруйнівного контролю, магнітний контроль витоків (MFL), використовується для контролю труб великого діаметра з товстими стінками магнітного класу. Він ідеально підходить для нафтогазової промисловості.
MFL використовують сильне постійне магнітне поле, яке проходить через трубку або стінку трубки. Напруженість магнітного поля наближається до повного насичення, або точки, в якій будь-яке збільшення сили намагнічування не призводить до значного збільшення щільності магнітного потоку. Коли лінії магнітного поля зустрічають дефект у матеріалі, отримане спотворення магнітного потоку може призвести до його випромінювання або утворення бульбашок з поверхні.
Простий дротяний зонд, пропущений через магнітне поле, може виявити такі бульбашки. Як і у випадку з іншими застосуваннями магнітної індукції, система вимагає відносного руху між досліджуваним матеріалом і зондом. Цей рух досягається обертанням вузла магніту та зонда по колу труби. Для збільшення швидкості обробки ця установка використовує додаткові зонди (знову ж таки один масив) або кілька масивів.
Обертовий блок MFL може виявляти поздовжні або поперечні дефекти. Відмінності полягають в орієнтації намагнічуючих структур та конструкції зонда. В обох випадках сигнальний фільтр обробляє процес виявлення дефектів та розрізнення між внутрішнім та зовнішнім діаметрами.
MFL подібний до ET, і вони доповнюють один одного. ET підходить для виробів з товщиною стінки менше 0,250 дюйма, тоді як MFL використовується для виробів з товщиною стінки більше.
Однією з переваг MFL над UT є його здатність виявляти неідеальні дефекти. Наприклад, MFL може легко виявляти гвинтові дефекти. Дефекти в таких похилих напрямках можуть бути виявлені за допомогою UT, але вимагають спеціальних налаштувань для очікуваного кута.
Цікаво отримати більше інформації з цієї теми? Асоціація виробників та виробників (FMA) має більше інформації. Автори Філ Майнцінгер та Вільям Гоффманн нададуть цілий день інформації та рекомендацій щодо принципів, варіантів обладнання, налаштування та використання цих процесів. Зустріч відбулася 10 листопада в штаб-квартирі FMA в Елгіні, штат Іллінойс (неподалік від Чикаго). Реєстрація відкрита для віртуальної та особистої участі. Дізнайтеся більше.
Журнал «Tube & Pipe Journal» став першим журналом, присвяченим обслуговуванню галузі металевих труб, у 1990 році. Сьогодні він залишається єдиним виданням у Північній Америці, присвяченим цій галузі, і став найнадійнішим джерелом інформації для фахівців з трубопроводів.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The FABRICATOR, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Цифрове видання журналу «The Tube & Pipe Journal» тепер повністю доступне, забезпечуючи легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.
Насолоджуйтесь повним доступом до цифрового видання журналу STAMPING, який містить найновіші технологічні досягнення, передовий досвід та новини галузі для ринку штампування металу.
Тепер із повним доступом до цифрового видання The Fabricator en Español, легкий доступ до цінних галузевих ресурсів.