Визуализация с использованием плоских волн (PWI) — простой и надежный способ контроля сварных швов

Подавляющее большинство неразрушающих методов контроля в настоящее время применяется к углеродистой стали, кольцевым сварным швам и сварным швам труб. Традиционно для контроля таких швов использовались либо радиографический, либо ультразвуковой метод. Но почему всё ещё следует использовать радиографический метод в качестве основного метода контроля, и как можно усовершенствовать ультразвуковой контроль сварных швов, чтобы полностью отказаться от радиографического?

Мы все знакомы с проблемами, возникающими при планировании очередной рентгенографической инспекции сварных швов. Множество требований, связанных с безопасностью, охраной труда и окружающей среды (HSE), ночными сменами или эвакуацией рабочей зоны. Хотя раньше радиография была лучшим решением для контроля, теперь это навсегда в прошлом. Причиной этому является постоянное и устойчивое развитие ультразвуковой инспекции, в частности, фазированной решеточной ультразвуковой дефектоскопии (PAUT), полноматричного захвата (FMC) с методом полной фокусировки (TFM) и метода PWI.

Новейшей разработкой в области ультразвукового контроля является метод фазированных решёток (PWI). Этот метод является результатом дальнейшего развития методов фазированных решёток, разработанных с 1990-х годов, и сочетает в себе высокое разрешение изображений и высокую эффективность контроля. Отличительной чертой современного оборудования для фазированных решёток (PAUT) является использование современных электронных компонентов и электронных схем. Это позволяет применять различные методы контроля на высоких скоростях с обработкой данных в режиме реального времени.

Если мы хотим ещё больше повысить точность контроля (POD), крайне важно сочетание PAUT или PWI с TOFD. TOFD повышает эффективность обнаружения плоских дефектов, таких как трещины в сварных швах, а также обеспечивает гораздо более надежное измерение высоты. Обработка данных в режиме реального времени с использованием различных методов требует высокой вычислительной мощности и современной конструкции. Дефектоскоп PAUT Cypher® от Eddyfi Technologies разработано в соответствии с новейшими стандартами.

Cypher представляет собой новый этап в развитии портативных ультразвуковых систем контроля, объединяя проверенные возможности Gekko™ и TOPAZ в одной унифицированной платформе. Cypher, разработанный для обеспечения надежности, скорости и простоты использования, превосходит своих предшественников по гибкости и скорости обработки данных.

Аппаратное обеспечение обладает рядом замечательных особенностей, таких как двойные разъёмы IPEX, которые позволяют обойтись без разветвителей и, следовательно, избежать дополнительных шумов, вносимых этими разветвителями, что в конечном итоге повышает отношение сигнал/шум (SNR). Устройство также имеет 4 обычных канала, которые могут использоваться как в импульсном режиме, так и в режиме приёма, что позволяет подключать две пары TOFD при критически важных проверках материалов большой толщины. При использовании датчиков Eddyfi Technologies программным обеспечением автоматически распознаются PA-датчики, и все настройки датчика устанавливаются в программном обеспечении.

Визуализация с использованием плоских волн (PWI) использует электронное управление лучом для передачи нескольких плоских волн под разными углами, используя полную апертуру зонда с фазированной решёткой. В отличие от традиционных методов фазированной решётки, основанных на последовательных сфокусированных пучках (секториальное сканирование), метод PWI возбуждает решётку небольшим количеством широких несфокусированных плоских волн, а затем записывает полные матричные данные для каждого передаваемого сигнала. Затем используется когерентное компаундирование для реконструкции изображений с высоким разрешением.

TOFD дополняет метод PWI, используя дифрагированные сигналы от вершин трещин, а не отраженные эхо-сигналы, обеспечивая точное определение размера дефекта независимо от амплитуды. В сочетании с PWI он обеспечивает получение объемных изображений высокого разрешения, идеально подходящих для обнаружения, измерения и характеристики дефектов. TOFD обеспечивает точное определение глубины и локализацию вершины трещины.

Использование Cypher с PWI и TOFD по сравнению с рентгенографией обеспечивает лучшую выявляемость дефектов, гораздо более высокую скорость, значительно меньшие затраты и проблемы безопасности. Недавнее исследование показало, что капитальные затраты на усовершенствованную систему PAUT на 50% ниже, чем на оборудование для рентгенографии, а эксплуатационные расходы могут составлять всего 60%.

С точки зрения времени можно сделать вывод, что обследование PWI+TOFD можно выполнить примерно в 2,5 раза быстрее, чем рентгенографию. Это очевидно, когда дело доходит до выбора метода контроля и оборудования для следующей проверки сварных швов труб.

Объединяя визуализацию с использованием плоских волн с TOFD, инспекторы получают более быструю, безопасную и точную альтернативу радиографии, предоставляющую полностью цифровые, высокоразрешающие и количественные результаты без рисков для безопасности или эксплуатационных ограничений, присущих ионизирующему излучению.

Визуализация с использованием плоских волн в сочетании с TOFD представляет собой решение для ультразвуковой инспекции нового поколения, превосходящее рентгенографию по безопасности, скорости и диагностическим возможностям. Оно обеспечивает количественные, высокоточные и прослеживаемые результаты без логистических и медицинских ограничений, характерных для ионизирующего излучения. В результате PWI + TOFD быстро становится предпочтительным методом контроля целостности сварных швов, структурного контроля и оценки в процессе эксплуатации в таких отраслях, как нефтегазовая, энергетическая и аэрокосмическая.