پنج روش برای تشخیص عیوب سطحی در لوله های فولادی مربع و مستطیل

بخش توخالی مربع (SHS) و مقطع توخالی مستطیلی (RHS) قبل از رسیدن به لوله تمام‌شده - از مراحل شکل‌دهی، جوشکاری و عملیات حرارتی عبور کنید و هر یک از این مراحل می‌تواند نقصی ایجاد کند: یک نازک-در دامن، یک درز-جوش، یک ترک سطحی ناشی از کار سرد، یا یک گنجاندن زیرسطحی که از سیم‌پیچ منتقل می‌شود. در صورت عدم شناسایی، این عیوب می توانند تحت بار منتشر شوند، باعث شکست زودرس در یک اتصال جوشی شوند، یا باعث رد شدن در طول بازرسی سازه مدت طولانی پس از ساخته شدن لوله در یک سازه تمام شده شوند.

هیچ روش شناسایی واحدی وجود ندارد که هر نوع نقص، هر هندسه لوله و هر نیاز سرعت تولید را به طور همزمان پوشش دهد.انتخاب روش مناسب - یا ترکیب مناسب روش‌ها - بستگی به محل احتمالی نقص، نحوه مغناطیسی شدن لوله (یا نه)، سرعت بازرسی و شرایط سطحی لوله دارد.این مقاله به پنج روش تشخیصی که بیشتر در لوله های فولادی مربع و مستطیل استفاده می شود، آنچه را که هر کدام در واقع اندازه گیری می کنند و نحوه تصمیم گیری اینکه کدام یک با نیاز بازرسی شما مطابقت دارد را بررسی می کند.

تست جریان گردابی (ECT)با عبور جریان متناوب از سیم پیچی که در نزدیکی سطح لوله قرار دارد کار می کند. این سیم پیچ جریان های گردابی در داخل فلز را از طریق القای الکترومغناطیسی القا می کند. هنگامی که جریان القایی از یک ناحیه آزاد-عیب عبور می کند، یک حلقه یکنواخت و قابل پیش بینی را تشکیل می دهد. هنگامی که با یک سطح یا نزدیک به-عیب سطح - یک ترک، یک لپ، یک بخش دیوار نازک - مواجه می‌شود، حلقه جریان گردابی منحرف می‌شود و این اعوجاج به‌عنوان یک تغییر قابل اندازه‌گیری در سیگنال الکتریکی سیم‌پیچ ظاهر می‌شود.

آزمایش جریان گردابی یک تکنیک ثابت واحد نیست - چندین نوع پیاده سازی را پوشش می دهد که هر کدام برای نیازهای بازرسی متفاوتی مناسب است:

• آزمایش جریان گردابی معمولی (استاندارد).- روش پایه، با استفاده از سیم پیچ تک فرکانس برای تشخیص عیب سطح عمومی و نزدیک-
• تست جریان گردابی میدانی از راه دور (RFEC)- از یک سیم پیچ فرستنده و گیرنده استفاده می کند که در امتداد لوله جدا شده اند، که امکان تشخیص را از طریق دیواره داخلی و خارجی در یک گذر فراهم می کند، در مواردی که دسترسی به یک طرف لوله محدود است مفید است.
• آزمایش جریان گردابی چند فرکانس- چندین فرکانس را به طور همزمان اجرا می‌کند و به بازرس اجازه می‌دهد سیگنال‌ها را از عمق نقص‌های مختلف جدا کند یا تداخل شرایط سطح را مهار کند.
• تست جریان گردابی پالسی- از یک پالس پهنای باند به جای موج پیوسته استفاده می کند، که می تواند اطلاعات عمق بیشتری را از یک اندازه گیری استخراج کند.
• نقاط قوت آزمایش جریان گردابی چیزی است که آن را به یک روش خط اول متداول-در خطوط تولید تبدیل می‌کند:دقت تشخیص و حساسیت هر دو بالا هستند، سرعت بازرسی به اندازه‌ای سریع است که در طول تولید لوله در{0}}خط اجرا شود، و می‌تواند هم عیوب سطحی و هم زیرسطحی (نزدیک-سطح) را تشخیص دهد. همچنین آلودگی سطحی را به خوبی تحمل می کند -فیلم روغن یا باقی مانده سطح سبک روی لوله معمولاً سیگنال را مختل نمی کندکه در یک طبقه تولید که لوله ها مستقیماً از خط شکل دهی و جوشکاری خارج می شوند اهمیت دارد.

مبادله-استخاص بودن. آزمایش جریان گردابی به هر تغییری در پاسخ الکترومغناطیسی ماده حساس است، به این معنی که می‌تواند ویژگی‌های هندسی، زبری سطح جزئی، یا تغییرات ویژگی‌های مواد را به گونه‌ای نشان دهد که ایراد هستند -افزایش نرخ تشخیص نادرست-در مقایسه با روش هایی که نشانه فیزیکی مستقیم تری ایجاد می کنند. همچنین ارائه می دهدانعطاف پذیری محدود در تنظیم وضوح تشخیصبنابراین یک تنظیم جریان گردابی که برای یک اندازه نقص و محدوده عمق تنظیم شده است ممکن است بدون پیکربندی مجدد پروب یا فرکانس تنظیم بهینه برای یک نمایه نقص متفاوت نباشد.

تست اولتراسونیک (UT)از روشی استفاده می کند که امواج صوتی از فلز جامد عبور می کنند. یک مبدل یک پالس اولتراسونیک با فرکانس بالا-به دیواره لوله می فرستد. تا زمانی که ماده پیوسته است، موج به طور قابل پیش بینی از آن عبور می کند. هنگامی که به یک نقص داخلی - یک فضای خالی، یک گنجایش، عدم-- همجوشی در درز جوش - می‌رسد، مقداری از آن انرژی به سمت مبدل منعکس می‌شود. با اندازه گیری تاخیر زمانی و دامنه سیگنال منعکس شده، تجهیزات بازرسی می توانند محاسبه کنند.هم محل و هم اندازه تقریبی نقص در ضخامت دیواره، نه فقط حضورش.

مزیت اصلی تست اولتراسونیک دقت است:در میان پنج روش در اینجا، به طور کلی دقیق‌ترین روش برای تعیین دقیق محل قرارگیری یک نقص در دیواره لوله و تقریباً بزرگی آن است. این روش آن را به روشی استاندارد برای تأیید یکپارچگی جوش-در محصولات لوله و اجزای آهنگری تبدیل می‌کند، که در آن دانستن عمق یک نقص - نه فقط وجود آن - تعیین می‌کند که آیا قطعه قابل قبول است یا خیر.

این روش دارای محدودیت های عملی واقعی در لوله مربع و مستطیل است.برای هندسه پیچیده یا نامنظم مناسب نیست- وجه های صاف یک SHS/RHS به خوبی کار می کنند، اما گوشه ها و مناطق انتقالی می توانند مسیر صدا را مخدوش کرده و تفسیر را پیچیده کنند.سطح لوله به سطح خاصی از صافی نیاز داردبرای اینکه کوپلینگ به درستی کار کند، زیرا آزمایش اولتراسونیک نیاز به یکعامل اتصال - معمولاً یک ژل یا روغن-محیط پایه - بین پروب و سطح لوله اعمال می شودبرای از بین بردن شکاف هوا و ثابت نگه داشتن انتقال سیگنال. قبل از اینکه آزمایش اولتراسونیک خوانایی قابل اعتمادی را ارائه دهد، سطوح ناهموار، مقیاس شده یا با پوشش شدید باید آماده شوند.

تست ذرات مغناطیسی (MPT)به طور خاص برای لوله فرومغناطیسی - کربن و فولاد ساختاری کم آلیاژ- واجد شرایط است، اما مواد غیر مغناطیسی نه-. لوله مغناطیسی می شود، یا با یوغ، سیم پیچ یا جریان مستقیم عبور داده شده از مواد، که یک میدان مغناطیسی را در فولاد ایجاد می کند.در جایی که یک سطح یا نقص نزدیک به سطح، آن میدان را قطع می کند - یک ترک، یک درز، عدم همجوشی - خطوط میدان مغناطیسی به صورت موضعی منحرف می شوند و از سطح "نشت می کنند"، ایجاد یک میدان نشتی موضعی دقیقاً در محل نقص.

سپس ذرات ریز مغناطیسی (پودر خشک یا سوسپانسیون مرطوب) در سراسر سطح مغناطیسی اعمال می‌شوند.میدان نشتی ذرات را در محل نقص جذب کرده و نگه می دارد و یک خط یا خوشه قابل مشاهده را تشکیل می دهد که شکل نقص را نشان می دهد.- یک ترک به صورت خط ذره ای که مسیر ترک را دنبال می کند نشان داده می شود. یک گنجاندن گرد به عنوان یک خوشه ذره نشان داده می شود.

جذابیت آزمایش ذرات مغناطیسی مستقیم بودن و هزینه است:سرمایه گذاری تجهیزات نسبتاً کم است، نشانه فیزیکی در جایی که اعمال می شود بسیار قابل اعتماد است، و نقص به جای استنباط از سیگنال الکترونیکی به طور مستقیم قابل مشاهده است - یک بازرس می تواند شکل و میزان واقعی نقص را ببیند. نکات منفی عمدتاً مربوط به کار و دقت است:اعمال جریان مغناطیسی، ذرات و تفسیر الگو یک فرآیند دستی است، که هزینه نیروی کار را نسبت به روش خودکار خطی- افزایش می دهد. آن را نیزنمی تواند نوع یا درجه شدت نقص را با دقتی مشابه با آزمایش جریان التراسونیک یا جریان گردابی تشخیص دهد- به شما می‌گوید نقصی وجود دارد و تقریباً کجاست، اما لزوماً عمق یا طبقه‌بندی دقیق آن - و توان عملیاتی کلی آن تمایل داردکندترنسبت به جایگزین های خودکار

آزمایش مادون قرمز بر روی سطوح لوله معمولاً به عنوان ترموگرافی القایی اجرا می شودو این اصل از چهار روش دیگر متمایز است: عیوب را از طریق گرمایش موضعی به جای سیگنال مغناطیسی یا صوتی تشخیص می دهد. یک سیم پیچ القایی با فرکانس بالا از نزدیک سطح لوله عبور می کند و یک جریان الکتریکی القایی مستقیماً روی لایه سطح لوله ایجاد می کند. در جایی که ماده صوت است، آن جریان القایی به طور یکنواخت جریان می یابد و به صورت گرما به طور یکنواخت پخش می شود.در صورت وجود نقص، مقاومت الکتریکی محلی تغییر می‌کند و ناحیه نقص انرژی الکتریکی بیشتری مصرف می‌کند زیرا جریان القایی - را حمل می‌کند و دمای محلی به‌طور قابل اندازه‌گیری بالاتری تولید می‌کند.

یک دوربین یا سنسور مادون قرمز این الگوی دما را در سراسر سطح می خواند.از آنجایی که سرعت و الگوی اتلاف گرما به عمق عیب مربوط می شود، امضای حرارتی حاصل می تواند برای تخمین عمق نقص استفاده شود., نه فقط حضور - که قابلیتی است که هیچ یک از روش‌های نشان‌دهنده سطح{1} صرفاً (مانند آزمایش ذرات مغناطیسی) مستقیماً ارائه نمی‌دهند.

محدودیت عملی هندسی است:این روش به طور کلی فقط روی سطوح صاف و مستقیم موثر است، جایی که سیم پیچ القایی می تواند یک فاصله ثابت و یکنواخت و جفت شدن با سطح لوله را در سراسر اسکن حفظ کند.برای سطوح فلزی ناهموار یا نامنظم مناسب نیست- یک شعاع گوشه، یک کلاهک جوش ناهموار، یا یک لایه مقیاس ناهموار توزیع جریان القایی را مختل می کند و قابلیت اطمینان خواندن حرارتی را تضعیف می کند. در لوله‌های مربعی و مستطیلی، این معمولاً ترموگرافی مادون قرمز/القایی را به وجوه صاف محدود می‌کند تا قسمت کامل.

آزمایش نشت شار مغناطیسی (MFL) فیزیک اساسی خود را تقریباً به طور کامل با آزمایش ذرات مغناطیسی به اشتراک می گذارد.- هم یک لوله فرومغناطیسی را مغناطیسی می‌کند و هم به این واقعیت تکیه می‌کند که یک نقص میدان مغناطیسی را مخدوش می‌کند و یک میدان نشتی موضعی در محل نقص ایجاد می‌کند. تفاوت در نحوه خواندن میدان نشتی است: به جای اعمال ذرات مغناطیسی و تکیه بر یک الگوی بصری،MFL از حسگرهای الکترونیکی - معمولاً سنسورهای هال-اثر یا سیم پیچ-بر اساس سنسورها - برای تشخیص و اندازه‌گیری مستقیم میدان نشتی استفاده می‌کند.، تبدیل آن به یک سیگنال الکترونیکی به جای رد ذرات قابل مشاهده.

این تغییر از یک بازخوانی دستی و بصری به یک اندازه گیری الکترونیکی مستقیم چیزی است که به MFL مزیت عملی آن را می دهد:محدوده قابل اجرا، حساسیت و قابلیت اطمینان آن به طور کلی قوی تر از آزمایش ذرات مغناطیسی است.از آنجایی که میدان نشتی به‌جای بازرسی بصری به‌صورت الکترونیکی اندازه‌گیری می‌شود، MFL را می‌توان خودکار کرد و با سرعت خط تولید{0}}کار کرد، و حساسیت آن کمتر به توانایی بازرس برای تفسیر صحیح الگوی ذرات تحت نور متغیر یا شرایط سطح بستگی دارد. مانند آزمایش ذرات مغناطیسی، محدود بهلوله فرومغناطیسی- مواد غیر مغناطیسی را نمی توان با هر دو روش بررسی کرد.

اکنون تماس بگیرید