Пет метода за откривање површинских дефеката у квадратним и правоугаоним челичним цевима

Квадратни шупљи пресек (СХС) и правоугаони шупљи пресек (РХС) прођу кроз формирање, заваривање и топлотну обраду пре него што стигну до готове цеви - и било који од тих корака може да уведе дефект: умотани-у преклопу, шав{2}}недостатак шава, површинска напрслина од хладног рада или подземна инклузија која се преноси са намотаја. Остављени неоткривени, ови дефекти могу да се шире под оптерећењем, да изазову превремени квар на завареном споју или да изазову одбацивање током инспекције структуре дуго након што је цев произведена у готову структуру.

Не постоји јединствена метода детекције која истовремено покрива сваки тип дефекта, сваку геометрију цеви и сваки захтев за брзину производње.Избор правог метода - или праве комбинације метода - зависи од тога где ће вероватно бити дефект, како је цев магнетизована (или не), колико брзо треба да се одвија инспекција и у каквом је стању површине цев.Овај чланак описује пет метода детекције које се најчешће користе на квадратним и правоугаоним челичним цевима, шта свака од њих заправо мери и како да одлучите која од њих одговара вашим захтевима за инспекцију.

Испитивање вртложним струјама (ЕЦТ)ради пропуштањем наизменичне струје кроз калем који се држи близу површине цеви. Тај калем индукује циркулишуће "вртложне" струје унутар метала путем електромагнетне индукције. Када индукована струја тече кроз област-без дефекта, она формира предвидљиву, униформну петљу. Када наиђе на површински или близу{4}}површински дефект - пукотину, преклоп, стањи део зида -, петља вртложне струје се изобличава, а то изобличење се показује као мерљива промена у електричном сигналу завојнице.

Тестирање вртложним струјама није јединствена фиксна техника - већ покрива неколико типова имплементације, од којих је сваки прилагођен различитим потребама инспекције:

• Конвенционално (стандардно) испитивање вртложним струјама- метод основне линије, користећи једну-фреквентну завојницу за општу детекцију површинских и близу{2}}дефекта
• Испитивање вртложним струјама на даљину (РФЕЦ)- користи калем предајника и пријемника одвојене дуж цеви, омогућавајући детекцију и кроз унутрашњи и спољашњи зид у једном пролазу, корисно када је приступ ограничен на једну страну цеви
• Више{0}}тестирање вртложним струјама- истовремено покреће неколико фреквенција, дозвољавајући инспектору да одвоји сигнале са различитих дубина дефекта или да потисне сметње од услова на површини
• Испитивање пулсним вртложним струјама- користи широкопојасни пулс уместо континуираног таласа, који може да извуче више информација о дубини из једног мерења
• Предности тестирања вртложним струјама су оно што га чини уобичајеном-методом прве линије на производним линијама:и тачност детекције и осетљивост су високе, брзина инспекције је довољно брза да се изводи-у линији током производње цеви, а може да открије и површинске и подземне (близу-површинске) дефекте. Такође добро подноси површинску контаминацију -уљни филм или лагани површински остаци на цеви генерално не ометају сигнал, што је важно на производном поду где цеви излазе директно са линије за формирање и заваривање.

Промена{0}}јеспецифичност. Испитивање вртложним струјама је осетљиво на било коју промену у електромагнетном одзиву материјала, што значи да може означити геометријске карактеристике, мању храпавост површине или варијације својстава материјала као да су дефекти -повећање стопе откривања лажних{0}}у поређењу са методама које производе директнију физичку индикацију. Такође нудиограничена флексибилност у подешавању резолуције детекције, тако да подешавање вртложне струје подешено за једну величину и опсег дубине дефекта можда неће бити оптимално подешавање за други профил дефекта без реконфигурисања сонде или фреквенције.

Ултразвучно тестирање (УТ)користи начин на који звучни таласи путују кроз чврсти метал. Претварач шаље ултразвучни-пулс високе фреквенције у зид цеви. Све док је материјал непрекидан, талас путује кроз предвидљиво; када достигне унутрашњи дефект - празнина, инклузија, недостатак-не-фузије у завареном шаву - део те енергије се рефлектује назад ка претварачу. Мерењем временског кашњења и амплитуде рефлектованог сигнала, опрема за инспекцију може да израчунакако локација тако и приближна величина дефекта унутар дебљине зида, не само његово присуство.

Основна предност ултразвучног тестирања је прецизност:међу пет метода овде, генерално је најтачнија за тачно одређивање где се налази дефект унутар зида цеви и колико је отприлике велик. Ово га чини стандардним методом за проверу интегритета-шава заваривања и на производима од цеви и на кованим компонентама, при чему познавање дубине грешке - не само њеног постојања - одређује да ли је део прихватљив.

Метода има стварна практична ограничења на квадратној и правоугаоној цеви.Није погодан за сложену или неправилну геометрију- равна лица СХС/РХС функционишу прилично добро, али углови и прелазне зоне могу да изобличе путању звука и компликују интерпретацију.Површини цеви је потребан одређени ниво глаткоћеда би спојница исправно радила, пошто ултразвучно тестирање захтева асредство за спајање - обично медиј на бази гела или уља- - који се примењује између сонде и површине цевида би се елиминисао ваздушни јаз и одржао стабилан пренос сигнала. Грубе, ољуштене или јако обложене површине морају бити припремљене пре него што ултразвучно тестирање да поуздано очитавање.

Испитивање магнетним честицама (МПТ)односи се посебно на феромагнетне цеви - угљеник и ниско-конструкцијски челик се квалификују, али немагнетни материјали не-не. Цев је магнетизована, било помоћу јарма, намотаја или једносмерне струје која пролази кроз материјал, чиме се успоставља магнетно поље које пролази кроз челик.Тамо где површински или близу{0}}површински дефект прекида то поље - пукотина, шав, недостатак фузије -, линије магнетног поља се локално изобличују и „цуре“ ван површине, стварајући локализовано поље цурења на тачно локацији дефекта.

Фине магнетне честице (суви прах или влажна суспензија) се затим наносе преко магнетизоване површине.Поље цурења привлачи и задржава честице на месту дефекта, формирајући видљиву линију или кластер који прати облик дефекта- пукотина се појављује као линија честица која прати путању пукотине; заобљена инклузија се појављује као кластер честица.

Привлачност испитивања магнетним честицама је директност и цена:улагање у опрему је релативно ниско, физичка индикација је веома поуздана тамо где се примењује, а квар је директно видљив, а не на основу електронског сигнала - инспектор може да види стварни облик и обим мана. Недостаци су углавном у раду и прецизности:примена струје магнетизирања, честица и тумачење шаблона је ручни процес, што повећава цену рада у односу на аутоматизовану{0}}методу на линији. Такођене може разликовати тип дефекта или степен озбиљности са истом прецизношћу као ултразвучно или испитивање вртложним струјама- то вам говори да недостатак постоји и отприлике где, али не нужно његова дубина или тачна класификација - и укупна пропусност обичноспоријенего аутоматизоване алтернативе.

Инфрацрвено тестирање на површини цеви се обично спроводи као индукциона термографија, а принцип се разликује од остале четири методе: детектује дефекте путем локализованог загревања, а не путем магнетног или акустичног сигнала. Високофреквентни индукциони калем се пропушта близу површине цеви, стварајући индуковану електричну струју директно на површинском слоју цеви. Тамо где је материјал здрав, та индукована струја тече равномерно и равномерно се расипа као топлота.Тамо где квар постоји, локални електрични отпор се мења, а област дефекта троши више електричне енергије јер носи индуковану струју - стварајући мерљиво вишу локалну температуру.

Инфрацрвена камера или сензор читају овај температурни образац преко површине.Будући да се брзина и образац расипања топлоте односе на то колико дубоко лежи дефект, резултујући термички потпис се може користити за процену дубине дефекта, а не само присуство - што је могућност коју ниједна од чисто површинских-метода индикације (као што је тестирање магнетним честицама) не пружа директно.

Практично ограничење је геометријско:овај метод је генерално ефикасан само на равним, равним површинама, где индукциони калем може да одржава конзистентно, уједначено растојање и спрегу са површином цеви преко скенирања.Није погодан за неравне или неправилне металне површине- радијус угла, груба капа завареног споја или неуједначен слој скале ремете дистрибуцију индуковане струје и поткопавају поузданост термичког очитавања. На квадратној и правоугаоној цеви, ово генерално ограничава инфрацрвену/индукцијску термографију на равне површине, а не на цео пресек.

Тестирање цурења магнетног флукса (МФЛ) дели своју основну физику са тестирањем магнетних честица скоро у потпуности- и магнетизирају феромагнетну цев и ослањају се на чињеницу да дефект изобличава магнетно поље, стварајући локализовано поље цурења на грешци. Разлика је у томе како се чита то поље цурења: уместо примене магнетних честица и ослањања на визуелни образац,МФЛ користи електронске сензоре - обично са Холовим-ефектом или сензорима на завојницама{2}}базиране - за директно откривање и мерење поља цурења, претварајући га у електронски сигнал, а не у видљиви траг честица.

Тај прелазак са ручног, визуелног очитавања на директно електронско мерење је оно што МФЛ-у даје практичну предност:његов применљиви опсег, осетљивост и поузданост су генерално јачи од тестирања магнетним честицама.Пошто се поље цурења мери електронски, а не визуелно контролише, МФЛ може да се аутоматизује и ради на производној{0}}брзини, а његова осетљивост мање зависи од способности инспектора да правилно протумачи узорак честица под променљивим осветљењем или условима површине. Као и испитивање магнетним честицама, остаје ограничено наферомагнетна цев- немагнетни материјали -не могу се прегледати ни на један од ових метода.

Контактирајте сада