Cinci metode pentru detectarea defectelor de suprafață în tuburile de oțel pătrate și dreptunghiulare

Secțiune pătrată goală (SHS) și secțiune goală dreptunghiulară (RHS) trec prin formare, sudură și tratament termic înainte de a ajunge la un tub finit - și oricare dintre acești pași poate introduce un defect: un defect-în poală, o cusătură-defect de sudură, o fisură de suprafață de la lucru la rece sau o incluziune subterană transportată din bobină. Lăsate nedetectate, aceste defecte se pot propaga sub sarcină, pot cauza defecțiuni premature la o îmbinare sudată sau pot declanșa respingerea în timpul inspecției structurale mult timp după ce tubul a fost fabricat într-o structură finită.

Nu există o singură metodă de detectare care să acopere simultan fiecare tip de defect, fiecare geometrie a tubului și fiecare cerință de viteză de producție.Alegerea metodei potrivite - sau a combinației corecte de metode - depinde de locul în care este probabil să fie defectul, de modul în care tubul este magnetizat (sau nu), de cât de repede trebuie să se desfășoare inspecția și de starea suprafeței în care se află tubul.Acest articol prezintă cele cinci metode de detectare cele mai frecvent utilizate pe tuburile de oțel pătrate și dreptunghiulare, ceea ce măsoară fiecare și cum să decideți care dintre ele se potrivește cerințelor dvs. de inspecție.

Testare cu curent Eddy (ECT)funcționează prin trecerea unui curent alternativ printr-o bobină ținută lângă suprafața tubului. Acea bobină induce curenți „turbioși” circulanți în interiorul metalului prin inducție electromagnetică. Când curentul indus trece printr-o regiune-liberă de defecte, formează o buclă previzibilă, uniformă. Când întâlnește o suprafață sau un -defect de suprafață - o fisură, o scăpare, o secțiune subțire a peretelui -, bucla de curent turbionar se distorsionează și acea distorsiune apare ca o modificare măsurabilă a semnalului electric al bobinei.

Testarea cu curenți turbionari nu este o singură tehnică fixă ​​-, ci acoperă mai multe tipuri de implementare, fiecare potrivită pentru diferite nevoi de inspecție:

• Testare convențională (standard) cu curenți turbionari- metoda de bază, folosind o singură bobină de-frecvență pentru detectarea defectelor de suprafață generală și de aproape-suprafață
• Testare cu curent turbionar la distanță (RFEC)- folosește o bobină emițător și receptor separate de-a lungul tubului, permițând detectarea atât prin peretele interior, cât și prin peretele exterior într-o singură trecere, util atunci când accesul este limitat la o parte a tubului
• Testare cu-curenți turbionari cu frecvențe multiple- rulează mai multe frecvențe simultan, permițând inspectorului să separe semnalele de la diferite adâncimi de defect sau să suprime interferențele din condițiile de suprafață
• Testare cu curent turbionar pulsat- utilizează un impuls de bandă largă mai degrabă decât o undă continuă, care poate extrage mai multe informații de profunzime dintr-o singură măsurare
• Punctele forte ale testării cu curenți turbionari sunt cele care o fac o metodă obișnuită de primă-linie pe liniile de producție:acuratețea și sensibilitatea detectării sunt ambele ridicate, viteza de inspecție este suficient de rapidă pentru a rula-în linie în timpul producției de tuburi și poate detecta atât defectele de suprafață, cât și de sub suprafață (aproape de-suprafață). De asemenea, tolerează destul de bine contaminarea suprafeței -pelicula de ulei sau reziduurile de suprafață ușoare de pe tub, în ​​general, nu perturbă semnalul, care contează într-o etajă de producție în care tuburile provin direct dintr-o linie de formare și sudare.

Schimbul-estespecificitate. Testarea cu curenți turbionari este sensibilă la orice modificare a răspunsului electromagnetic al materialului, ceea ce înseamnă că poate semnala caracteristici geometrice, rugozități minore ale suprafeței sau variații ale proprietăților materialului ca și cum ar fi defecte -creșterea ratei de-detecție falsăcomparativ cu metodele care produc o indicaţie fizică mai directă. Oferă șiflexibilitate limitată în ajustarea rezoluției de detectare, astfel încât o configurație de curent turbionar reglată pentru o dimensiune de defect și un interval de adâncime poate să nu fie setarea optimă pentru un alt profil de defect fără reconfigurarea sondei sau a frecvenței.

Testare cu ultrasunete (UT)folosește modul în care undele sonore se deplasează prin metalul solid. Un traductor trimite un impuls ultrasonic de-înaltă frecvență în peretele tubului. Atâta timp cât materialul este continuu, valul se deplasează în mod previzibil; când ajunge la un defect intern - un gol, o incluziune, o lipsă-de-fuziune în cusătura de sudură - o parte din acea energie se reflectă înapoi către traductor. Măsurând întârzierea și amplitudinea semnalului reflectat, echipamentul de inspecție poate calculaatât locația cât și dimensiunea aproximativă a defectului în grosimea peretelui, nu doar prezența sa.

Avantajul principal al testării cu ultrasunete este precizia:dintre cele cinci metode de aici, este, în general, cea mai precisă pentru a identifica exact unde se află un defect în interiorul peretelui tubului și cât de mare este acesta. Aceasta o face o metodă standard pentru verificarea-integrității cusăturii de sudură atât pe produsele tubulare, cât și pe componentele forjate, unde cunoașterea adâncimii unui defect - nu doar existența acestuia - determină dacă piesa este acceptabilă.

Metoda are constrângeri practice reale asupra tubului pătrat și dreptunghiular.Nu este potrivit pentru geometria complexă sau neregulată- fețele plate ale unui SHS/RHS funcționează destul de bine, dar colțurile și zonele de tranziție pot distorsiona traseul sunetului și pot complica interpretarea.Suprafața tubului are nevoie de un anumit nivel de netezimepentru ca cuplajul să funcționeze corect, deoarece testarea cu ultrasunete necesită aagent de cuplare - de obicei un mediu pe bază de gel sau ulei-- aplicat între sondă și suprafața tubuluipentru a elimina golul de aer și a menține stabilă transmisia semnalului. Suprafețele rugoase, scalate sau puternic acoperite trebuie pregătite înainte ca testarea cu ultrasunete să ofere o citire fiabilă.

Testarea particulelor magnetice (MPT)se aplică în mod specific tuburilor feromagnetice - carbon și oțelului structural cu-aliat scăzut, dar materialele ne-magnetice nu se califică. Tubul este magnetizat, fie cu un jug, bobină, fie cu curent continuu trecut prin material, care stabilește un câmp magnetic care trece prin oțel.Acolo unde o suprafață sau un-defect de suprafață întrerupe acel câmp - o fisură, o cusătură, o lipsă de fuziune - liniile câmpului magnetic se distorsionează local și „se scurg” din suprafață, creând un câmp de scurgere localizat exact în locul defectului.

Particulele magnetice fine (pulbere uscată sau o suspensie umedă) sunt apoi aplicate pe suprafața magnetizată.Câmpul de scurgere atrage și reține particulele la locul defectului, formând o linie vizibilă sau un grup care urmărește forma defectului- o fisură apare ca o linie de particule care urmează traseul fisurii; o incluziune rotunjită apare ca un grup de particule.

Atractia testării cu particule magnetice este directitatea și costul:investiția în echipament este relativ scăzută, indicația fizică este foarte fiabilă acolo unde se aplică, iar defectul este direct vizibil, mai degrabă decât dedus dintr-un semnal electronic - un inspector poate vedea forma și amploarea reală a defectului. Dezavantajele sunt în mare parte legate de forță de muncă și precizie:aplicarea curentului de magnetizare, a particulelor și interpretarea modelului este un proces manual, care crește costul forței de muncă în comparație cu o metodă automată-în linie. De asemeneanu poate distinge tipul de defect sau gradul de severitate cu aceeași precizie ca testarea cu ultrasunete sau cu curenți turbionari- vă spune că există un defect și aproximativ unde, dar nu neapărat adâncimea sau clasificarea exactă - și debitul general tinde să fieMai lentdecât alternativele automate.

Testarea cu infraroșu pe suprafețele tuburilor este de obicei implementată ca termografie prin inducție, iar principiul este diferit de celelalte patru metode: detectează defectele prin încălzire localizată mai degrabă decât printr-un semnal magnetic sau acustic. O bobină de inducție de-înaltă frecvență este trecută lângă suprafața tubului, generând un curent electric indus direct pe stratul de suprafață al tubului. Acolo unde materialul este sănătos, curentul indus curge uniform și se disipează uniform sub formă de căldură.Acolo unde există un defect, rezistența electrică locală se modifică, iar regiunea defectului consumă mai multă energie electrică, deoarece transportă curentul indus - producând o temperatură locală măsurabil mai mare.

O cameră sau un senzor cu infraroșu citește acest model de temperatură pe suprafață.Deoarece rata și modelul de disipare a căldurii sunt legate de cât de adânc se află defectul, semnătura termică rezultată poate fi utilizată pentru a estima adâncimea defectului., nu doar prezența - care este o capacitate pe care nici una dintre metodele de indicare pur de suprafață-(cum ar fi testarea particulelor magnetice) nu o oferă în mod direct.

Limitarea practică este geometrică:această metodă este în general eficientă numai pe suprafețe plane, drepte, unde bobina de inducție poate menține o distanță și o cuplare consistentă și uniformă cu suprafața tubului de-a lungul scanării.Nu este potrivit pentru suprafețele metalice neuniforme sau neregulate- o rază de colț, un capac de sudură grosier sau un strat de scară neuniform perturbă distribuția curentului indus și subminează fiabilitatea citirii termice. Pe tuburile pătrate și dreptunghiulare, aceasta limitează, în general, termografia cu infraroșu/inducție la fețele plane, mai degrabă decât la secțiunea completă.

Testarea scurgerilor de flux magnetic (MFL) împărtășește fizica de bază cu testarea particulelor magnetice aproape în întregime- atât magnetizează un tub feromagnetic și se bazează pe faptul că un defect distorsionează câmpul magnetic, producând un câmp de scurgere localizat la defect. Diferența constă în modul în care este citit acel câmp de scurgere: în loc să aplici particule magnetice și să te bazezi pe un model vizual,MFL folosește senzori electronici - de obicei senzori cu efect Hall-sau bobină-bazați - pentru a detecta și măsura direct câmpul de scurgere, transformându-l într-un semnal electronic mai degrabă decât într-o urmă de particule vizibile.

Această trecere de la o citire manuală, vizuală la o măsurare electronică directă este ceea ce îi conferă MFL avantajul său practic:gama aplicabilă, sensibilitatea și fiabilitatea sa sunt în general mai puternice decât testarea cu particule magnetice.Deoarece câmpul de scurgere este măsurat electronic mai degrabă decât inspectat vizual, MFL poate fi automatizat și rulat la viteza liniei de producție-, iar sensibilitatea sa depinde mai puțin de capacitatea inspectorului de a interpreta corect un model de particule în condiții variabile de iluminare sau de suprafață. La fel ca testarea cu particule magnetice, rămâne limitată latub feromagnetic- materialele ne-magnetice nu pot fi inspectate prin nicio metodă.

Contactați acum