Когда дело доходит до контроля нефтепромышленных и линейных труб, инспекторы должны обращать внимание на ряд недостатков, определяемых международными стандартами, чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию трубопроводов. Система ультразвукового контроля, используемая для сбора данных, необходимых для проверки целостности трубопровода, должна обладать высокой чувствительностью, воспроизводимостью и производительностью. Познакомьтесь с Panther™, новейшим дефектоскопом для обработки изображений с фазированной решеткой и методом полной фокусировки. В этом блоге рассказывается, как компания KARL DEUTSCH использует возможности прибора Panther от Eddyfi Technologies в своем полностью автоматизированном решении для ультразвукового контроля с фазированной решеткой для контроля бесшовных труб. Особая благодарность Йорну Болтену за его вклад в эту статью.
Большинство стандартов ультразвукового контроля (УЗК) бесшовных труб требуют контроля следующих типов дефектов:
- Возникающие продольные трещины (параллельно оси трубы) с внутренней и внешней поверхности
- Возникающие поперечные трещины (по окружности трубы), с внутренней и внешней поверхности
- Дефекты расслоения (параллельные поверхности) и вариации толщины стенки трубы.
В дополнение к этим типичным стандартам, контроля дефектов для одной или нескольких ориентаций дефектов рекомендуются или требуются в соответствии с современными международными стандартами для трубных изделий нефтяного сортамента, чаще называемых OCTG, и испытаний трубопроводных труб.
Высокая чувствительность, воспроизводимость и производительность системы УЗК являются ключевыми характеристиками для заказчиков, производящих трубы нефтяного сортамента и линейные трубы. В зависимости от требований контроля могут использоваться линейные испытательные машины УЗ с ротационными транспортными системами, особенно технология фазированных решеток, которая продемонстрировала свою способность справляться с ранее упомянутыми требованиями к высокой производительности.
В течение многих лет электроника с фазированной решеткой Eddyfi Technologies использовалась в отраслях, требующих быстрого ультразвукового контроля труб. Благодаря мощному программному обеспечению, множеству функций параллельного луча и улучшенному соотношению сигнал-шум (SNR) операторы получают выгоду от высокой повторяемости и чувствительности испытаний для надежных результатов проверки. Способность усовершенствованной электроники с фазированной решеткой Panther применять и вычислять восемь лучей параллельно (многолучевой или полностью параллельный режим) позволяет значительно повысить скорость контроля.
В зависимости от потребности в скорости контроля, геометрии трубы и наличии дефектов к одному блоку Panther можно подключить один датчик для каждого типа дефекта. Если количество элементов позволяет, к одному Panther можно подключить несколько датчиков с помощью сплитера.
Для стандартов, касающихся классических типов дефектов для УЗ-контроля, обычно можно использовать следующую базовую установку:
- Один преобразователь для:
- контроль поперечных дефектов в прямом направлении
- контроль поперечных дефектов в обратном направлении
- толщина стенок и расслоение.
- Один преобразователь для контроля продольных дефектов по часовой стрелке.
- Один преобразователь для контроля продольных дефектов против часовой стрелки.
В этом случае окончательная скорость контроля определяется зацикливанием первого датчика, который должен справиться с тремя задачами контроля с большим количеством импульсов.
Каждый датчик проверяет ширину, зависящую от количества элементов датчика, шага и размера апертуры. При вращении трубы датчики перемещаются в осевом направлении, создавая спиральную траекторию сканирования по всей длине трубы.
Для стандартов, которые относятся к классическим типам дефектов для УЗ-контроля, используется следующая базовая установка для обеспечения высокой скорости контроля:
- Один датчик для измерения толщины стенок и проверки расслоения
- Один датчик для контроля поперечных дефектов в прямом направлении
- Один датчик для контроля поперечных дефектов в обратном направлении
- Один датчик для контроля продольных дефектов по часовой стрелке
- Один датчик для контроля продольных дефектов против часовой стрелки.
Как показано на изображении ниже, для каждой задачи контроля используется один датчик, чтобы обеспечить более быструю цикличность. Скорость тестирования можно дополнительно повысить благодаря способности Panther вычислять восемь лучей в параллельном или полностью параллельном режиме.
Чтобы соответствовать стандартным требованиям для контроля нефтепромышленных трубопроводов, необходимо использовать дополнительные датчики для дефектоскопии наклонных дефектов, количество которых ограничено несколькими углами.
Типичная установка выглядит следующим образом:
- Один датчик для измерения толщины стенок и проверки расслоения
- Один датчик для контроля поперечных дефектов в прямом направлении
- Один датчик для контроля поперечных дефектов в обратном направлении
- Один датчик для контроля продольных дефектов по часовой стрелке
- Один датчик для контроля продольных дефектов в направлении против часовой стрелки
- Один датчик для контроля наклонных дефектов по часовой стрелке для определенного диапазона углов косых дефектов
- Один датчик для контроля наклонных дефектов в направлении против часовой стрелки для того же диапазона углов косых дефектов, что и линия 6.
Проверка углов наклонных дефектов выполняется с помощью комбинации механических углов преобразователя и электронного управления. Каждый датчик может охватывать определенный диапазон конкретных углов наклонных дефектов, ограниченных механическим углом, размером трубы и толщиной стенки. Общее количество датчиков, в конечном счете, зависит от требований заказчика, т. е. от количества наклонных углов дефекта. Время цикла и скорость контроля определяются количеством наклонных дефектов, охваченных одним датчиком. Ожидается, что в будущем требования к наклонным дефектам возрастут.
Компания KARL DEUTSCH ,верный интегратор-партнер Eddyfi Technologies (ранее M2M) на протяжении многих лет, разработала и успешно ввела в эксплуатацию полностью автоматизированную машину ультразвукового контроля с фазированной решеткой для контроля бесшовных труб, способную контролировать широкий диапазон углов косых надрезов на внутренней и внешней поверхности. поверхность труб. Система обладает высокой пропускной способностью, контролируя трубы со скоростью до двух метров в секунду с широким шагом по спирали.
Система оснащена восемью приборами Panther, работающими параллельно для оценки ультразвуковых сигналов в зависимости от типа и положения дефекта. Каждая Panther подключена к одному датчику с фазированной решеткой, установленному в держателе датчика. В дополнение к «классическому» обнаружению продольных и поперечных надрезов, обнаружению толщины стенок и расслоений несколько держателей датчиков позволяют обнаруживать косые надрезы от +75 до -75 градусов в обоих направлениях (по часовой стрелке/против часовой стрелки).
Рис. 1. Портал с держателями датчиков и шкафами для приборов Panther
Электроника Panther позволяет делать несколько импульсов с разными углами поворота и параллельно вычислять несколько углов реконструкции в соответствии с заданной конфигурацией.
Рис. 2. Установка датчика для дефектоскопии наклонных дефектов с использованием нескольких реконструкций.
Для контроля поперечных дефектов и расслоения, а также для измерения толщины стенок электроника Panther позволяет запускать несколько виртуальных датчиков параллельно. Это позволяет уменьшить PRF при сохранении требований к производительности и сэкономить один поперечный испытательный датчик при сохранении требуемых требований к производительности.
Рисунок 3: Поперечная дефектоскопия с помощью фазированной решетки а) Электронное управление в прямом и обратном направлениях с использованием 14 импульсов в каждом, б) Пример пульсации в осевом направлении сканирования для поперечного надреза наружного диаметра
Поскольку пользователю может быть сложно управлять такими системами, компания KARL DEUTSCH разработала мощное управляющее программное обеспечение, взаимодействующее с программным обеспечением Eddyfi Acquire с помощью удаленного SDK. Он получает несколько миллионов результатов импульсов в секунду при скорости вращения 1 м/с.
Он управляет автоматической калибровкой, настройкой, балансировкой чувствительности и сбором данных в режиме реального времени для автоматической оценки состояния трубы и создания отчетов
Рисунок 4: Инструмент балансировки калибровки/чувствительности
Кроме того, программное обеспечение KARL DEUTSCH объединяет и отображает результаты контроля всех датчиков в виде ленточной диаграммы, чтобы обеспечить возможность последующей обработки результатов.
Рис. 5: Графическое изображение контроля несколькими датчиками (калибровочная трубка) на дефекты внутреннего и наружного диаметра от 0° до +75°, 90° и Lam, а также измерение расслоения
Когда дело доходит до сверхбыстрой инспекции бесшовных труб, Panther явно обеспечивает безупречные результаты. Только представьте, что самая быстрая и универсальная система с фазированной решеткой и методом полной фокусировки может сделать для ваших инспекционных операций.
