GUIDED WAVE TESTING: JETZT EINE NADEL IM HEUHAUFEN FINDEN
Geführte Wellenprüfung oder GWT verwendet Niederfrequenz-Ultraschall, der zwischen 20 und 150 kHz arbeitet, verglichen mit dem MHz-Frequenzbereich für herkömmlichen Ultraschall, der für Dickenprüfungen verwendet wird. Dadurch kann der Ultraschall in GWT vom Werkzeug weg und axial entlang des Rohrs abgestrahlt werden. Wenn dieser ausgestrahlte Ultraschall auf eine Querschnittsänderung trifft, bewirkt die Änderung der akustischen Impedanz dieses Bereichs, dass ein Schallecho zu dem Werkzeug zur Detektion zurückkehrt. Verwenden der Schweißnähte an einem Rohr zum Kalibrieren und Vergleichen ampDurch die Vielzahl anderer Signale an diesen Schweißnähten ist es möglich, die Schwere der erkannten Korrosion anzuzeigen. Darüber hinaus ist es durch die Verwendung zusätzlicher fortschrittlicher Methoden wie C-Scan-Bildgebungstechniken und, im Fall von Eddyfi Technologies, einer einzigartigen sekundären Fokussierungsmethode möglich, die Winkelpositionierung und Umfangsausdehnung anzugeben. Die meisten Erfahrungen und Anwendungen von geführten Wellen wurden für LongRange Ultrasonic Testing (LRUT) gemacht. Niedrigere Frequenzen (20–50 kHz) werden zum Screening von Pipelines verwendet, wobei Reichweiten von mehr als zehn Metern erreicht werden. Diese Methoden und Verfahren für diese Art der Inspektion sind in der Industrie gut etabliert und implementiert, wobei globale Standards veröffentlicht wurden, einschließlich internationaler Standards wie ISO 18211. Geführte Wellen sind jedoch für mehr als nur LRUT, wie in dieser Anwendung zur Inspektion von Bohrsteigleitungen gezeigt wird .
- DIE HERAUSFORDERUNG
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Erkunden Sie die Anwendbarkeit einer Langstrecken-Ultraschallprüflösung für kürzere Bereiche wie Schweißnaht-zu-Schweißnaht- oder Flansch-zu-Flansch-Inspektion. - DIE LÖSUNG
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Ein verbessertes Werkzeug und ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis ermöglichen eine verbesserte Empfindlichkeit, Erkennbarkeit und Positionierung von Defekten, wodurch eine Bewertung über einen kürzeren Bereich möglich wird. - DIE VORTEILE
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Das Prinzip und die Empfindlichkeit sind auf andere Rohrgrößen und -materialien als potenzielle Lösung für andere wichtige Inspektionsherausforderungen in anderen Branchen übertragbar.
Die Herausforderung
Diese Anwendung untersucht die Verwendung von geführten Wellen für MediumRange Ultrasonic Testing oder MRUT, bei denen Frequenzen über 100 kHz verwendet werden. Bei diesen Frequenzen ergibt sich aufgrund der kürzeren Impulslänge des gesendeten Ultraschalls 1 eine verbesserte Auflösung. Ein verbessertes Werkzeug und ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis ermöglichen eine verbesserte Empfindlichkeit, Erkennbarkeit und Positionierung von Defekten, wodurch die Inspektion über einen definierten kürzeren Bereich möglich wird, zample, Schweißnaht-zu-Schweißnaht- oder Flansch-zu-Flansch-Inspektion, wobei die Prüflängen je nach Bedingungen bis zu 15 Meter (50 Fuß) betragen. Ein Kunde stellte ein Kalibrierrohr zur Verfügung, das für die Vorprüfung von NDT-Inspektionsgeräten für Bohrsteigrohrprüfungen verwendet wurde. Das Rohr hatte einen Durchmesser von 114 mm (4.5 Zoll) und eine Wandstärke von Schedule 80 (8.56 mm/0.337 Zoll). Die Länge des Rohrs betrug 1.83 Meter (6 Fuß) und hatte acht gebohrte Löcher von 1.5 Millimeter (1/16 Zoll) in 45° unterschiedlichen Winkelpositionen und einem Abstand von 76 Millimeter (3 Zoll) entlang des Rohrs. Es gab einen ausgedünnten Bereich des Rohrs, dessen Dicke schrittweise über eine Länge von 1.5 Millimetern (1 Zoll) um maximal 16 Millimeter (76/3 Zoll) reduziert worden war. Eine schematische Darstellung und ein Foto des Testrohrs sind in Abbildung 1 dargestellt. Eine Nahaufnahme der im Rohr enthaltenen Defekte ist in Abbildung 2 dargestellt, die den Durchmesser der Löcher und den verdünnten Bereich zeigt.
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Die Lösung
Das geführte Wellensystem von Sonyks™ (Abbildung 3) ist das erste Gerät auf dem Markt, das sowohl piezoelektrische als auch magnetostriktive Transduktionsmethoden zur Erzeugung geführter Wellen verwendet. Beide Methoden haben Vor- und Nachteile, wobei die piezoelektrischen Wandler am besten geeignet und optimal für die LRUT-Typprüfung und Rohre mit größerem Durchmesser sind. Im Vergleich dazu sind die magnetostriktiven Wandler optimal für Rohre mit kleinem Durchmesser und dehnen sich in hohe Frequenzen wie MRUT aus.
Die magnetostriktiven Manschetten bestehen aus einem Magnetstreifen und einer Spule eines elektromagnetischen akustischen Wandlers (EMAT), die in einem Gehäuse untergebracht sindamp. Das Drehmoment wird verwendet, um eine mechanische Kopplung bereitzustellen, wenn der Ultraschall in das Rohr eingeleitet wird. In der Vergangenheit gab es mehrere Einschränkungen bei der Verwendung magnetostriktiv geführter Wellen, insbesondere die Notwendigkeit, die Folie mit dem Rohr zu verbinden, und die Schwierigkeit, die Biegeinformationen aus den gesammelten Daten zu extrahieren. Diese Probleme wurden mit den Sonyks Magnetotools überwunden, was zu einem Low-Pro führtefile einfacher Kragen, wie in Abbildung 4 gezeigt.
Das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert sich bei höheren Frequenzen und seinem niedrigen Profile machen dieses Werkzeug ideal für die Inspektion von Rohren mit kleinem Durchmesser (40–200 mm/1.5–8 Zoll) mit begrenztem Radialspiel.
Für diese Inspektion wurde das 128-kHz-ASME-100-Millimeter-(4-Zoll-)Magneto-Tool mit Sonyks-Software verwendet. Aufgrund der kurzen Länge des sample, das Werkzeug wurde ganz am Ende des Rohrs positioniert, so dass das Rohrende in der toten Zone der Daten liegen würde, was die Interpretation erleichtert. Im Feld wären die Rohrlängen normalerweise länger. Das Werkzeug würde etwa auf einem Drittel der Länge angeordnet sein. Es war möglich, gleichzeitig vorwärts und rückwärts zu inspizieren.
Aufgrund der neuen Datenerfassungsmethodik wurde eine Kombination aus Full Matrix Capture (FMC) und Breitband-Chirp verwendet. Die Daten wurden mit dem Sonyks-Instrument gesammelt, und die Interpretation wurde auf dem integrierten Bildschirm unter Verwendung der Sonyks-Software durchgeführt. Sobald die Datensammlung abgeschlossen ist, wurden alle Daten erfasst, sogar die sekundäre Fokussierung.
Bei der Interpretation ist das Signal-Rausch-Verhältnis auf diesem sample war ausgezeichnet, und es war möglich, alle Mängel innerhalb der s zu erkennenample. Die Impulslänge der Sammlung war nicht ganz kurz genug, um alle acht Fehler einzeln zu beheben. Das C-Scan-Bild zeigt sechs Farbpunkte, die der Position der acht Defekte entsprechen. Es ist jedoch offensichtlich, dass sich diese sechs Punkte in genau demselben Muster und derselben Position wie die Defekte im Rohr um das Rohr drehen. Es war auch möglich, die Verdünnung des Rohrs zwischen 1.29 und 1.37 Meter (5 und 5 Fuß 3 Zoll) vom Bezugspunkt des Rohrendes aus zu erkennen. Dieser Bereich ist im C-Bild ein Band, das vollständig umlaufend umlaufend ist. Die in der Software angezeigten Daten sind in Abbildung 5 dargestellt.
Sekundärfokussierung wurde verwendet, um zu sehen, ob weitere Informationen und eine Auflösung der Defekte erkannt werden konnten, und durch Ändern der Brennweite und Brennweite der Daten war dies möglich view jeden Fehler der Reihe nach und kartieren Sie die Drehung aller acht Fehler um das Rohr von 0° bis 315°. Diese Fokusdiagramme sind in Abbildung 6 dargestellt.
In dieser example, das Signal-Rausch-Verhältnis des Werkzeugs war ausgezeichnet, sodass es möglich war, ein Loch von 1.5 Millimetern (1/16 Zoll) auf einem Durchmesser von 114 Millimetern (4.5 Zoll) zu finden. Dies entspricht 0.4 % CSA.
Der Test zeigt, dass Sonyks mit den Hochfrequenz-Magneto-Werkzeugen das Potenzial hat, sehr kleine (1.5 mm oder 1/16 Zoll) lokalisierte Defekte über einen definierten Inspektionsbereich zu finden. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass diese Empfindlichkeit für ein sauberes Rohr über eine Rohrlänge von bis zu 12 Metern (36 Fuß) anwendbar sein könnte, um Schweißnaht-, Flansch-zu-Flansch- oder Muffen-zu-Muffen-Fittings zu prüfen, die am besten geeignet sind.
Abbildung 4: Sonyks Magneto-Tool für Rohre mit 100 mm/4 Zoll Durchmesser und 128 kHz Testfrequenz. Das Tool ist leicht, Low Profile und lässt sich schnell installieren.
Figure 5: A-Scan und Farbkarte der Daten, die die Defekte im Rohr zeigen. Die farbigen Flecken entsprechen den Defekten. Die Rotation dieser Punkte stimmt identisch mit der Rotation der Defekte auf dem Rohr überein.
Figure 6: Die Fokussierung zeigt die Rotation der Defekte mit einem Abstand von 0° bis 315°
Die Vorteile
Obwohl dieses Rohr als Kalibriertestrohr für die Inspektion von Bohrsteigrohren konzipiert wurde, sind das Prinzip und die Empfindlichkeit auf andere Rohrgrößen und -materialien als potenzielle Lösung für andere wichtige Inspektionsherausforderungen in der Energie-, Chemie-, Lebensmittel- und sogar Pharmaindustrie übertragbar .
Zum Beispielample, besonders interessant wäre die Inspektion von Edelstahlrohren, bei denen Korrosion durch Chloridangriff oder mikrobiologisch induzierte Korrosion zu sehr örtlich begrenzter Korrosion führen kann. Die MRUT-Methodik kann dies erkennen, indem sie das Rohr Abschnitt für Abschnitt untersucht.
Zusätzlich ist eine gezielte Kontrolle der U-Bolzen Klamps by MRUT ist ein weiterer hervorgehobener Interessenbereich der Branche. Rohr mit kleinem Durchmesser Klamps sind schwer zu kontrollieren. Die Verwendung von MRUT würde die Notwendigkeit eines Eingriffs durch Anheben oder Verwenden von Radiographie zunichte machen.
Schließlich ist eine Inspektion von Luft-Boden-Grenzflächen, bei denen die ersten paar Zentimeter der Inspektion wichtig sind, um Korrosion zu erkennen, ein weiteres Beispielample der Nutzung der Attribute dieser Technik.
Daher wäre eine gezielte Inspektion an Rohren mit kleinem Durchmesser von 40 bis 200 Millimetern (1.5 bis 8 Zoll) für diese Technik interessant.
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2022-04
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