Fem metoder för att upptäcka ytdefekter i fyrkantiga och rektangulära stålrör

Fyrkantig ihålig sektion (SHS) och rektangulär ihålig sektion (RHS) gå igenom formning, svetsning och värmebehandling innan de når ett färdigt rör - och något av dessa steg kan introducera en defekt: en rullad-i knä, en söm-svetsfel, en ytspricka från kallt arbete eller en underjordisk inneslutning som bärs över från spolen. Om de inte upptäcks kan dessa defekter fortplanta sig under belastning, orsaka för tidigt fel vid en svetsfog eller utlösa avstötning under strukturell inspektion långt efter att röret har tillverkats till en färdig struktur.

Det finns ingen enskild detekteringsmetod som täcker varje defekttyp, varje rörgeometri och varje produktionshastighetskrav på en gång.Att välja rätt metod - eller rätt kombination av metoder - beror på var defekten sannolikt finns, hur röret magnetiseras (eller inte), hur snabbt inspektionen behöver gå och vilket yttillstånd röret är i.Den här artikeln går igenom de fem detekteringsmetoderna som oftast används på fyrkantiga och rektangulära stålrör, vad var och en faktiskt mäter och hur man avgör vilken som passar dina inspektionskrav.

Virvelströmstestning (ECT)fungerar genom att leda en växelström genom en spole som hålls nära rörytan. Den spolen inducerar cirkulerande "virvelströmmar" inuti metallen genom elektromagnetisk induktion. När den inducerade strömmen flyter genom ett defekt-fritt område, bildar den en förutsägbar, enhetlig slinga. När den stöter på en ytdefekt eller nära-ytdefekt - en spricka, ett varv, en förtunnad väggsektion - förvrängs virvelströmsslingan, och den distorsionen visar sig som en mätbar förändring i spolens elektriska signal.

Virvelströmstestning är inte en enda fast teknik - den täcker flera implementeringstyper, var och en lämpad för olika inspektionsbehov:

• Konventionell (standard) virvelströmstestning- baslinjemetoden, med en enda-frekvensspole för detektering av allmän yta och-nära yta
• Fjärrstyrd virvelströmstestning (RFEC)- använder en sändar- och mottagarspole som är åtskilda längs röret, vilket möjliggör detektering genom både den inre och yttre väggen i en passage, användbart där åtkomsten är begränsad till en sida av röret
• Multi-virvelströmstestning- kör flera frekvenser samtidigt, vilket låter inspektören separera signaler från olika defektdjup eller undertrycka interferens från ytförhållanden
• Pulserad virvelströmstestning- använder en bredbandspuls snarare än en kontinuerlig våg, som kan extrahera mer djupinformation från en enda mätning
• Styrkan med virvelströmstestning är det som gör det till en vanlig första-metod på produktionslinjer:detekteringsnoggrannheten och känsligheten är båda hög, inspektionshastigheten är tillräckligt snabb för att köras i-linje under rörproduktion, och den kan ta upp både yt- och underjordsdefekter (nära-yt). Den tolererar också ytkontamination ganska bra -oljefilm eller lätt ytrester på röret stör i allmänhet inte signalen, vilket är viktigt på ett produktionsgolv där rör kommer rakt från en formnings- och svetslinje.

Avvägningen-ärspecificitet. Virvelströmstestning är känslig för alla förändringar i materialets elektromagnetiska respons, vilket innebär att det kan flagga geometriska egenskaper, mindre ytjämnhet eller materialegenskaper som om de vore defekter -höjer den falska-detekteringsfrekvensenjämfört med metoder som ger en mer direkt fysisk indikation. Den erbjuder ocksåbegränsad flexibilitet vid justering av detekteringsupplösning, så en virvelströmsinställning som är inställd för en defektstorlek och ett djupområde kanske inte är den optimala inställningen för en annan defektprofil utan att omkonfigurera sonden eller frekvensen.

Ultraljudstestning (UT)använder hur ljudvågor färdas genom solid metall. En givare skickar en hög-ultraljudspuls in i rörväggen. Så länge materialet är kontinuerligt färdas vågen genom förutsägbart; när den når en intern defekt - ett tomrum, en inneslutning, en brist på--smältning i svetsfogen - reflekteras en del av den energin tillbaka mot givaren. Genom att mäta den reflekterade signalens tidsfördröjning och amplitud kan inspektionsutrustningen beräknabåde platsen och den ungefärliga storleken på defekten inom väggtjockleken, inte bara dess närvaro.

Ultraljudstestningens kärnfördel är precision:bland de fem metoderna här är det i allmänhet den mest exakta för att fastställa exakt var inom rörväggen en defekt sitter och ungefär hur stor den är. Detta gör det till en standardmetod för att verifiera svets-sömintegritet på både rörprodukter och smidda komponenter, där kunskap om djupet av ett fel - inte bara dess existens - avgör om delen är acceptabel.

Metoden har verkliga praktiska begränsningar för kvadratiska och rektangulära rör.Den är inte väl lämpad för komplex eller oregelbunden geometri- de platta ytorna på en SHS/RHS fungerar ganska bra, men hörn och övergångszoner kan förvränga ljudbanan och komplicera tolkningen.Rörytan behöver en viss jämnhetför att kopplingen ska fungera korrekt, eftersom ultraljudstestning kräver enkopplingsmedel - vanligtvis ett gel- eller oljebaserat medium - applicerat mellan sonden och rörytanför att eliminera luftgapet och hålla signalöverföringen stabil. Grova, skalade eller kraftigt belagda ytor måste förberedas innan ultraljudstestning ger en tillförlitlig avläsning.

Magnetisk partikeltestning (MPT)gäller specifikt för ferromagnetiska rör - kol och låg-legerat konstruktionsstål, men icke-magnetiska material gör det inte. Röret magnetiseras, antingen med ett ok, spole eller likström som passerar genom materialet, vilket skapar ett magnetfält som löper genom stålet.När en yta eller nära-ytdefekt avbryter det fältet - en spricka, en söm, brist på fusion - förvrängs magnetfältslinjerna lokalt och "läcker" ut ur ytan, skapa ett lokaliserat läckagefält på exakt den defekta platsen.

Fina magnetiska partiklar (torrt pulver eller en våt suspension) appliceras sedan över den magnetiserade ytan.Läckagefältet attraherar och håller kvar partiklarna vid defektplatsen och bildar en synlig linje eller kluster som spårar formen på defekten- en spricka visas som en partikellinje som följer sprickvägen; en rundad inneslutning visar sig som en partikelkluster.

Attraktionskraften för testning av magnetiska partiklar är direkthet och kostnad:utrustningsinvesteringen är jämförelsevis låg, den fysiska indikeringen är mycket tillförlitlig där den gäller, och defekten är direkt synlig snarare än härledd från en elektronisk signal - en inspektör kan se den faktiska formen och omfattningen av felet. Nackdelarna handlar till stor del om arbete och precision:att applicera magnetiseringsström, partiklar och tolka mönstret är en manuell process, vilket höjer arbetskostnaden i förhållande till en automatisk-rad metod. Det ocksåkan inte särskilja defekttyp eller svårighetsgrad med samma precision som ultraljuds- eller virvelströmstestning- det talar om för dig att en defekt finns och ungefär var, men inte nödvändigtvis dess djup eller exakta klassificering - och den totala genomströmningen tenderar att varalångsammareän automatiserade alternativ.

Infraröd testning på rörytor implementeras vanligtvis som induktionstermografi, och principen är skild från de andra fyra metoderna: den upptäcker defekter genom lokal uppvärmning snarare än en magnetisk eller akustisk signal. En hög-induktionsspole passerar nära rörytan och genererar en inducerad elektrisk ström direkt på rörets ytskikt. Där materialet är ljud, flyter den inducerade strömmen jämnt och sprids som värme jämnt.Där det finns en defekt ändras det lokala elektriska motståndet och defektområdet förbrukar mer elektrisk energi eftersom det bär den inducerade strömmen - vilket ger en mätbart högre lokal temperatur.

En infraröd kamera eller sensor läser av detta temperaturmönster över ytan.Eftersom hastigheten och mönstret för värmeavledning relaterar till hur djupt defekten sitter, kan den resulterande termiska signaturen användas för att uppskatta defektens djup, inte bara närvaro - vilket är en förmåga som ingen av metoderna för rent yt--indikation (som magnetisk partikeltestning) ger direkt.

Den praktiska begränsningen är geometrisk:denna metod är i allmänhet endast effektiv på plana, raka ytor, där induktionsspolen kan upprätthålla ett konsekvent, enhetligt avstånd och koppling med rörytan över skanningen.Den är inte väl lämpad för ojämna eller oregelbundna metallytor- en hörnradie, ett grovt svetskåpa eller ett ojämnt skallager stör den inducerade strömfördelningen och undergräver tillförlitligheten hos den termiska avläsningen. På kvadratiska och rektangulära rör begränsar detta i allmänhet infraröd/induktionstermografi till de plana ytorna snarare än hela sektionen.

Magnetisk flödesläckagetestning (MFL) delar sin underliggande fysik med magnetisk partikeltestning nästan helt- både magnetiserar ett ferromagnetiskt rör och litar på det faktum att en defekt förvränger magnetfältet och producerar ett lokaliserat läckfält vid defekten. Skillnaden ligger i hur det läckagefältet läses: istället för att applicera magnetiska partiklar och förlita sig på ett visuellt mönster,MFL använder elektroniska sensorer - typiskt Hall-effekt eller spole-baserade sensorer - för att upptäcka och mäta läckagefältet direkt, omvandlar den till en elektronisk signal snarare än ett synligt partikelspår.

Det här skiftet från en manuell, visuell avläsning till en direkt elektronisk mätning är det som ger MFL dess praktiska fördel:dess tillämpliga räckvidd, känslighet och tillförlitlighet är generellt sett starkare än testning av magnetiska partiklar.Eftersom läckagefältet mäts elektroniskt snarare än visuellt inspekteras, kan MFL automatiseras och köras med produktionslinjehastigheten- och dess känslighet är mindre beroende av en inspektörs förmåga att tolka ett partikelmönster korrekt under varierande ljus- eller ytförhållanden. Liksom magnetisk partikeltestning förblir den begränsad tillferromagnetiskt rör- icke-magnetiska material kan inte inspekteras med någon av metoderna.

Kontakta nu