Фланцевые соединения широко используются во многих отраслях промышленности и представляют собой средство механического соединения отдельных секций труб. Размер и тип фланца зависят от рабочего процесса, они могут различаться по номинальному давлению и типу материала. Наиболее часто встречаются соединения «с выступом» и «кольца», и, хотя они различаются по геометрии, для обоих требуется уплотнительная прокладка для предотвращения потери герметичности.
Конфигурация соединения делает его восприимчивым к различным формам коррозии, наиболее распространенной из которых является щелевая коррозия, возникающая, когда коррозионный продукт попадает внутрь уплотнительной прокладки. Эта форма коррозии является агрессивной и требует регулярного осмотра и технического обслуживания для контроля и управления сопутствующими рисками. В этой статье рассматриваются современные методы и предлагается более дешевое решение с более высокой отдачей.
Многие методы неразрушающего контроля были рассмотрены для обнаружения коррозии на поверхности уплотнения, но на самом деле именно разработка фазированной решетки позволила операторам управлять этим риском ненавязчиво. Традиционное управление включало «расщепление» фланцевых соединений во время простоев, и инспекторы проводили визуальный осмотр для определения состояния. Очевидно, что этот механический процесс разделения очень дорог и может выполняться только тогда, когда система находится в автономном режиме. Внедрение фазированной решетки было воспринято нефтегазовой промышленностью как явное улучшение безопасности и производительности.
Рисунок 1: Поперечное сечение выступающего торцевого соединения
Внедрение промышленных фазированных решеток изначально было направлено на контроль сварных швов и замену рентгенографии в строительных проектах. Вскоре после этого он был признан идеальным решением для контроля компонентов сложной геометрии благодаря возможности электронной фокусировки ультразвуковых лучей на проблемных участках.
Рис. 2. Пример данных фазированной решетки, показывающий коррозию на поверхности уплотнения.
В 2011 году был запущен проект, спонсируемый отраслью, и многие поставщики нефти и газа согласились с тем, что фазированные решетки подходят для замены визуального контроля, и сегодня владельцы объектов будут использовать фазированные решетки для подтверждения пригодности фланцев к эксплуатации, а также помогут планировать работы по техническому обслуживанию во время остановов.
Система с фазированной решеткой способна генерировать различные углы обзора, а конструкции установки могут быть выполнены в соответствии с точной конфигурацией компонента. Используя малогабаритные датчики с фазированной решеткой, операторы могут сканировать соединения из различных точек. Хотя обычно используются внешний обод и поверхность болта, именно от конической шейки достигается 100-процентное уплотнение поверхности. Сочетание нескольких позиций сканирования может помочь максимизировать обнаруживаемость коррозии.
Рис. 3. Программное обеспечение Capture для моделирования, помогающее выбрать углы для полного охвата зоны уплотнения.
В дополнение к общим принципам фазированной решетки, идеально подходящей для тестирования фланцев, Eddyfi Technologies также представила специальные функции программного обеспечения и системы сканирования для повышения надежности сбора и интерпретации данных.
Рисунок 4: Наложение 3D CAD, используемое для улучшения дизайна методики и интерпретации результатов
Одним из ключевых преимуществ передовых систем с фазированной решеткой является возможность записи наборов данных и анализа данных в виде полных файлов сканирования. Эти записанные данные не только улучшают обеспечение качества и отслеживаемость, но также помогают распознавать закономерности при рассмотрении геометрических характеристик сложной конфигурации. Если операторы могут отображать полные наборы данных после закодированного сканирования, они могут использовать инструменты анализа, чтобы сосредоточиться на уязвимых участках уплотнительной поверхности и легко определить изменения, произошедшие из-за коррозии.
Рисунок 5: Анализ угла торца фланца и изменение отклика на закодированном скане (слева) и типичная угловая коррозия при физическом измерении (справа)
Чтобы иметь возможность выполнять закодированное сканирование, необходимо иметь подходящий сканер. Универсальный сканер LYNCS™ от Eddyfi Technologies можно настроить для сканирования с конической шейки фланца и, таким образом, обеспечить полный охват уплотнительной поверхности по окружности. Конструкция LYNCS является модульной, и сканер можно перемещать, чтобы облегчить осмотр с ограниченным охватом. Наличие встроенного в колесо бесконтактного энкодера способствует точному сбору данных и выравниванию. Следует понимать, что некоторые проверки ограничены использованием сканера и, в частности, фланцев, которые соединены с изгибами труб, однако при использовании кодирующего устройства с мини-колесами или даже при сканировании вручную фазированная решетка все же может обеспечить адекватное покрытие и помочь устранить ненужные объекты. неисправность.
Рис. 6. Модульный сканер LYNCS, собранный для контроля катушки трубы.
В заключение следует отметить, что в последнее время усовершенствованные программные инструменты значительно улучшили пользовательский интерфейс для контроля поверхностей фланцев с помощью фазированной решетки. Уникальная возможность отображать наборы 3D-данных на предварительно определенных наложениях САПР повышает визуализацию информации, а также может повысить вероятность обнаружения. Хотя это и не всегда практично, наличие механического сканера, который может кодировать информацию с фазированных решеток и улучшать автономный анализ, является значительным преимуществом для обнаруживаемости, а также может предоставить владельцам активов гарантию качества проверки. Портативный прибор с фазированной решеткой Gekko® со встроенным программным обеспечением Capture™ и LYNCS сканер позволяет принимать более обоснованные решения благодаря возможности визуализации данных контроля находящихся в эксплуатации фланцев.
