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Rilevamento difetti dei tubi

11.10.2016

Il rilevamento dei difetti dei tubi è una delle sottocategorie dei controlli a ultrasuoni non distruttivi, insieme al rilevamento dei difetti del metallo base e delle giunture. Questo metodo di rilevamento dei difetti è uno dei servizi più popolari per il monitoraggio di oleodotti e gasdotti in molti settori: chimico, petrolio e gas, carburante, energia elettrica, ecc.

Durante il funzionamento a lungo termine, così come nella produzione, le tubazioni sono esposte a influenze interne ed esterne, durante le quali possono accumularsi vari difetti (danni da corrosione, crepe da fatica, violazioni dell'integrità del metallo, inclusioni non metalliche, tramonti, pellicole , cavità, ecc.). È molto importante rilevare tali difetti in modo tempestivo prima che la pipeline si guasti. Ancora più importante è la capacità di eseguire la diagnostica senza spegnere o mettere fuori servizio il sistema. Ecco perché vengono utilizzati metodi per il rilevamento dei difetti dei tubi controlli non distruttivi, tra cui magnetici (anisotropia magnetica, memoria metallomagnetica, permeabilità magnetica), acustici (ultrasuoni pulsati, onde di Lamb, fase, emissione acustica), elettrici ed ottici (visivo - endoscopico, laser, olografico).

Tali metodi vengono utilizzati per identificare vari difetti: perdite, controllo delle sollecitazioni, controllo di qualità e condizioni dei giunti saldati, controllo delle perdite e altri parametri responsabili dell'affidabilità operativa delle condotte.

Tra i metodi per eseguire il rilevamento dei difetti delle tubazioni, si possono distinguere le misurazioni dello spessore del corpo del tubo e l'esame ultrasonico del corpo e delle estremità del tubo per identificare i difetti nell'orientamento longitudinale e trasversale.

Nel settore edile vengono utilizzati tubi con un diametro compreso tra 28 e 1420 mm e uno spessore della parete compreso tra 3 e 30 mm. In base al rilevamento dei difetti, l'intera gamma di diametri dei tubi può essere suddivisa in tre gruppi:

28...100 mm e H = 3...7 mm
108...920 mm e H= 4...25 mm
1020...1420 mm e H= 12...30 mm

Condotto da specialisti di MSTU. NE La ricerca di Bauman mostra che è necessario tenere conto dell'anisotropia delle proprietà elastiche del materiale quando si sviluppano metodi per i test ad ultrasuoni dei giunti di tubi saldati.

Caratteristiche dell'anisotropia dell'acciaio per tubi.

Si presuppone che la velocità di propagazione delle onde trasversali non dipenda dalla direzione del sondaggio e sia costante lungo la sezione trasversale della parete del tubo. Ma i test ad ultrasuoni dei giunti saldati dei principali gasdotti realizzati con tubi stranieri e russi hanno rivelato un livello significativo di rumore acustico, l'omissione di grandi difetti alla radice, nonché una valutazione errata delle loro coordinate.

È stato stabilito che, in base ai parametri di controllo ottimali e al rispetto della procedura di prova, la ragione principale per cui un difetto non viene rilevato è la presenza di una notevole anisotropia nelle proprietà elastiche del materiale di base, che influenza la velocità, l'attenuazione e la deviazione dalla rettilineità della propagazione del fascio ultrasonico.

Dopo aver sondato il metallo di più di 200 canne secondo lo schema riportato in Fig. 1, è stato rivelato che la deviazione standard della velocità dell'onda a in questa direzione la propagazione e la polarizzazione sono 2 m/s (per onde trasversali). Deviazioni di velocità rispetto a quelle della tabella di 100 m/s o più non sono casuali e sono molto probabilmente legate alla tecnologia di produzione di prodotti laminati e tubi. Deviazioni su tali scale influenzano in modo significativo la propagazione delle onde polarizzate. Oltre all'anisotropia descritta, è stata rilevata una disomogeneità della velocità del suono attraverso lo spessore della parete del tubo.

Riso. 1. Designazioni dei depositi nel tubo metallico: X, Y, Z. - direzioni di propagazione degli ultrasuoni: x. y.z: - direzioni di polarizzazione; Y - direzione di laminazione: Z - perpendicolare al piano del tubo

I fogli laminati hanno una struttura stratificata, costituita da fibre di metallo e inclusioni non metalliche, allungate durante la deformazione. Zone della lamiera di spessore diverso sono soggette a diverse deformazioni a causa dell'influenza del ciclo di laminazione termomeccanico sul metallo. Ciò porta al fatto che la velocità del suono è ulteriormente influenzata dalla profondità dello strato sonoro.

Ispezione delle saldature di tubi di vari diametri.

Tubi con diametro 28...100 mm.

Le giunture saldate in tubi con un diametro da 28 a 100 mm e un'altezza da 3 a 7 mm hanno una caratteristica come la formazione di cedimenti all'interno del tubo, questo, se ispezionato con un raggio diretto, porta alla comparsa di falsi segnali eco sullo schermo del rilevatore di difetti, che coincidono temporalmente con i segnali di eco, riflessi dai difetti alla radice, che vengono rilevati da un unico raggio riflesso. Poiché la larghezza effettiva del raggio è commisurata allo spessore della parete del tubo, il riflettore solitamente non può essere trovato mediante la posizione del cercatore rispetto al rullo di rinforzo. A causa della grande larghezza del cordone di cucitura si trova anche una zona incontrollata al centro della cucitura. Tutto ciò porta al fatto che la probabilità di rilevare difetti volumetrici inaccettabili è bassa (10-12%), ma i difetti planari inaccettabili sono determinati in modo molto più affidabile (~ 85%). I principali parametri di cedimento (larghezza, profondità e angolo di contatto con la superficie del prodotto) sono considerati variabili casuali per una data dimensione del tubo; i valori medi dei parametri sono 6,5 mm; rispettivamente 2,7 mm e 56°30".

L'acciaio laminato si comporta come un mezzo disomogeneo e anisotropo con dipendenze piuttosto complesse delle velocità delle onde elastiche dalla direzione del suono e dalla polarizzazione. La variazione della velocità del suono è strettamente simmetrica rispetto al centro della sezione della lamiera, e vicino a questo centro la velocità dell'onda trasversale può diminuire significativamente (fino al 10%) rispetto alle aree circostanti. La velocità delle onde di taglio negli oggetti studiati varia nell'intervallo 3070...3420 m/s. A una profondità massima di 3 mm dalla superficie del prodotto laminato è probabile un leggero aumento (fino all'1%) della velocità delle onde di taglio.

L'immunità al rumore del controllo è notevolmente migliorata quando si utilizzano sonde inclinate separate-combinate del tipo RSN (Fig. 2), chiamate sonde a corda. Sono stati creati presso MSTU. NE Baumann. La particolarità dell'ispezione è che per identificare i difetti non è necessaria la scansione trasversale; è necessaria solo lungo il perimetro del tubo quando la faccia anteriore del trasduttore viene premuta contro la giuntura.

Riso. 2. Corda inclinata RSN-PEP: 1 - emettitore: 2 - ricevitore

Tubi con diametro 108...920 mm.

Anche i tubi con un diametro di 108-920 mm e con H compreso tra 4 e 25 mm vengono eseguiti mediante saldatura unilaterale senza saldatura posteriore. Fino a poco tempo fa il controllo di questi collegamenti veniva effettuato mediante sonde combinate secondo la metodologia delineata per tubi di diametro 28-100 mm. Ma la tecnica di controllo nota presuppone la presenza di una zona di coincidenza (zona di incertezza) notevolmente ampia, il che porta ad un'affidabilità insignificante nella valutazione della qualità della connessione. Le sonde combinate presentano un elevato livello di rumore di riverbero, che complica la decodifica dei segnali, e una sensibilità irregolare, che non può sempre essere compensata dai mezzi disponibili. L'uso di sonde cordali combinate separate per il monitoraggio di una determinata dimensione standard di giunti saldati non è efficace a causa del fatto che, a causa dei valori limitati degli angoli di ingresso delle vibrazioni ultrasoniche dalla superficie del giunto saldato, le dimensioni di i trasduttori aumentano a dismisura, e aumenta l’area di contatto acustico.

Creato presso MSTU. NE Le sonde inclinate Bauman a sensibilità equalizzata vengono utilizzate per il controllo di giunti saldati con diametro superiore a 10 cm. L'equalizzazione della sensibilità si ottiene scegliendo un angolo di rotazione pari a 2 in modo che la parte centrale e superiore della saldatura sia suonata da un unico segnale centrale -raggio riflesso, e la parte inferiore viene esaminata da raggi periferici diretti incidenti sul difetto con un angolo Y, rispetto al centro. Nella fig. 3. mostra un grafico della dipendenza dell'angolo di ingresso dell'onda trasversale dall'angolo di rotazione e dall'apertura della figura direzionale Y. Qui nella sonda, le onde incidenti e riflesse dal difetto sono polarizzate orizzontalmente (onda SH ).

Riso. 3. Modifica dell'angolo di ingresso alfa, entro il limite della metà dell'angolo di apertura del diagramma di radiazione RSN-PEP, a seconda dell'angolo di rotazione delta.

Il grafico mostra che quando si testano prodotti H = 25 mm, la sensibilità irregolare della sonda RS può arrivare fino a 5 dB e per una sonda combinata può raggiungere 25 dB. RS-PEP ha un livello di segnale maggiore e una maggiore sensibilità assoluta. L'RS-PEP rivela chiaramente una tacca con un'area di 0,5 mm2 quando si ispeziona un giunto saldato di 1 cm di spessore sia con un raggio diretto che con un raggio riflesso singolo con un rapporto segnale utile/disturbo di 10 dB. Il processo di monitoraggio delle sonde considerate è simile alla procedura per condurre le sonde combinate.

Tubi con diametro 1020...1420 mm.

Per realizzare giunti saldati di tubi con un diametro di 1020 e 1420 mm con H compreso tra 12 e 30 mm, viene utilizzata la saldatura su due lati o la saldatura con saldatura posteriore del cordone. Nelle giunzioni realizzate mediante saldatura su due lati, i falsi segnali provenienti dal bordo d'uscita del cordone di rinforzo molto spesso hanno meno interferenze rispetto alle saldature su un solo lato. Hanno un'ampiezza più piccola a causa dei contorni più morbidi del rullo lungo la spazzata. A questo proposito, questa è la dimensione del tubo più conveniente per il rilevamento dei difetti. Ma condotto presso MSTU. NE La ricerca di Bauman mostra che il metallo di questi tubi è caratterizzato dalla massima anisotropia. Per ridurre al minimo l'influenza dell'anisotropia sulla rilevazione dei difetti, è preferibile utilizzare una sonda con frequenza di 2,5 MHz con un angolo prisma di 45° e non di 50°, come raccomandato nella maggior parte dei casi. documenti normativi per controllare tali connessioni. Una maggiore affidabilità del controllo è stata ottenuta utilizzando sonde di tipo RSM-N12. Ma a differenza del metodo descritto per i tubi con un diametro di 28-100 mm, non esiste alcuna zona di incertezza nel monitoraggio di questi collegamenti. Altrimenti il principio di controllo rimane lo stesso. Quando si utilizza RS-PEP, si consiglia di regolare la velocità e la sensibilità della scansione in base alla perforazione verticale. La velocità di scansione e la sensibilità delle sonde combinate inclinate devono essere regolate utilizzando riflettori angolari di dimensioni adeguate.

Esercitare il controllo saldature Va ricordato che nella zona termicamente interessata possono verificarsi delaminazioni dei metalli che complicano la determinazione delle coordinate del difetto. La zona con difetto rilevata da una sonda inclinata deve essere controllata con una sonda diretta per chiarire le caratteristiche del difetto e identificare il vero valore della profondità del difetto.

Nell'industria petrolchimica e nell'energia nucleare, gli acciai placcati sono ampiamente utilizzati per la produzione di condotte e recipienti. Gli acciai austenitici applicati mediante affioramento, laminazione o esplosione con uno spessore di 5-15 mm vengono utilizzati come rivestimento per la parete interna di tali strutture.

Il metodo di monitoraggio di questi giunti saldati prevede la valutazione della continuità della parte perlitica della saldatura, compresa la zona di fusione con rivestimento anticorrosivo riparativo. La continuità del corpo affiorante stesso non è soggetta a controllo.

Ma a causa della differenza nelle proprietà acustiche del metallo di base e dell'acciaio austenitico dall'interfaccia durante i test a ultrasuoni, compaiono segnali di eco che interferiscono con il rilevamento di difetti come delaminazioni del rivestimento e crepe nel sottorivestimento. La presenza del cladding influenza significativamente i parametri del percorso acustico della sonda.

A questo proposito, le soluzioni tecnologiche standard per il monitoraggio delle saldature a pareti spesse di condotte rivestite non danno il risultato desiderato.

Ricerca a lungo termine da parte di numerosi specialisti: V.N. Radko, N.P. Razygraeva, V.E. Belyj, V.S. Grebennik e altri hanno permesso di determinare le caratteristiche principali del percorso acustico, sviluppare raccomandazioni per ottimizzarne i parametri e creare una tecnologia per il test ad ultrasuoni delle saldature con rivestimento austenitico.

Nei lavori degli specialisti, è stato stabilito che quando un raggio di onde ultrasoniche viene riflesso dal confine del rivestimento perlite-austenitico, lo schema direzionale quasi non cambia nel caso del rivestimento rotolante e si deforma significativamente nel caso della superficie rivestimento. La sua ampiezza aumenta notevolmente e all'interno del lobo principale compaiono oscillazioni di 15-20 dB, a seconda del tipo di superficie. Si verifica uno spostamento significativo del punto di uscita della riflessione dal confine del rivestimento della trave rispetto alle sue coordinate geometriche e un cambiamento nella velocità delle onde trasversali nella zona di transizione.

Tenendo conto di queste caratteristiche, la tecnologia per il monitoraggio dei giunti saldati delle condotte rivestite richiede una misurazione preliminare obbligatoria dello spessore della parte di perlite.

Una migliore rilevazione dei difetti planari (fessure e mancanza di fusione) si ottiene utilizzando una sonda con un angolo di ingresso di 45° e una frequenza di 4 MHz. La migliore rilevazione dei difetti orientati verticalmente con un angolo di ingresso di 45° rispetto ad angoli di 60 e 70° è dovuta al fatto che quando questi ultimi vengono sondati, l'angolo con cui il raggio incontra il difetto è vicino al 3° angolo critico , in corrispondenza del quale il coefficiente di riflessione dell'onda di taglio è minimo.

Alla frequenza di 2 MHz, se risuonati all'esterno del tubo, gli echi provenienti dai difetti vengono schermati da un segnale di rumore intenso e duraturo. L'immunità al rumore della sonda ad una frequenza di 4 MHz è in media 12 dB più alta, il che significa che il segnale utile proveniente da un difetto situato nelle immediate vicinanze del confine della superficie sarà meglio risolto rispetto al rumore di fondo.

Quando si suona dall'interno del tubo attraverso il rivestimento, la massima immunità al rumore si ottiene quando la sonda è impostata su una frequenza di 2 MHz.

Il metodo di monitoraggio delle saldature delle tubazioni con rivestimento è regolato dal documento delle linee guida Gosatomnadzor RFPNAEG-7-030-91.

Per un lungo periodo di utilizzo, le tubazioni sono soggette a influenze esterne ed interne negative ambiente. Di conseguenza, il metallo si degrada, su di esso si formano formazioni di corrosione, compaiono crepe, scheggiature e altri tipi di difetti. Sembrerebbe che quando si crea un progetto di gasdotto utilizzando tecnologie moderne, dovrebbe essere garantita la protezione completa delle comunicazioni principali.

Ma sfortunatamente è impossibile escludere completamente il verificarsi di danni. Per evitare che piccoli difetti diventino un problema serio, utilizzare diversi tipi controllo.

Uno di questi, che non comporta la rimozione del sistema principale per la riparazione, è il rilevamento dei difetti della tubazione.

Questo metodo diagnostico è diventato molto diffuso. Il suo utilizzo permette di identificare le seguenti tipologie di difetti:

perdita del livello di tenuta;
perdita di controllo sullo stato di tensione;
violazione dei giunti saldati;
la depressurizzazione delle saldature sono altri parametri responsabili del funzionamento affidabile delle autostrade.

Puoi verificare in questo modo:

rete di riscaldamento;
rete di fornitura del gas;
oleodotti;
condutture di approvvigionamento idrico, ecc.

Il rilevamento dei difetti è in grado di identificare le carenze al 100% e di prevenire incidenti gravi. e si stanno testando nuovi modelli di rilevatori di difetti. Oltre a tutto ciò, conducono vari test al fine di migliorare successivamente la performance dei fondi.

Rilevamento difetti ad ultrasuoni

Il rilevamento dei difetti ad ultrasuoni nelle tubazioni è stato fornito per la prima volta da S.Ya Sokolov. nel 1928. È stato creato basandosi sullo studio del movimento delle vibrazioni ultrasoniche,
che erano sotto il controllo di un rilevatore di difetti.

Quando si descrive il principio di funzionamento di questi dispositivi, è necessario notare che l'onda sonora non cambia la direzione del suo movimento in un mezzo che ha la stessa struttura. Quando un mezzo è separato da un ostacolo acustico specifico, viene riflessa un'onda.

Video:

Maggiore è il numero di tali ostacoli, maggiore sarà la quantità di onde riflesse dal confine che separa il mezzo. La capacità di rilevare piccoli difetti separatamente l'uno dall'altro è determinata dalla lunghezza dell'onda sonora. E dipende da quanto sono frequenti le vibrazioni sonore.

Le diverse sfide affrontate durante l'esecuzione del rilevamento dei difetti a ultrasuoni hanno portato all'emergere di grandi opportunità per questo metodo di risoluzione dei problemi. Di questi, ci sono cinque opzioni principali:

Eco: posizione.
Metodo dell'ombra.
Specchio-ombra.
Specchio.
Delta è un modo.

Dispositivi produzione moderna per i test ad ultrasuoni sono dotati di diverse funzionalità di misurazione contemporaneamente. E lo fanno in diverse combinazioni.

Questi meccanismi si distinguono per l'elevata precisione, di conseguenza la risoluzione spaziale residua e l'affidabilità della conclusione finale sulla difettosità della tubazione o delle sue parti sono quanto più vere possibile.

Analisi ad ultrasuoni non provoca danni la struttura in studio e consente di eseguire tutti i lavori il più rapidamente possibile e senza danni alla salute umana.

Il rilevamento dei difetti ad ultrasuoni è un sistema accessibile per il monitoraggio di giunti e giunture. Il fatto che questo metodo si basi sull'elevata possibilità di penetrazione delle onde ultrasoniche attraverso il metallo.

Analisi delle saldature

Il rilevamento dei difetti delle saldature delle tubazioni è una procedura obbligatoria prima di mettere in funzione le comunicazioni principali, in particolare quelle che passano sottoterra.

In ogni progetto i cordoni di saldatura rappresentano il punto debole; per questi motivi la loro qualità deve essere sempre sotto controllo. SU saldature c'è una responsabilità importante: determinano la tenuta e la qualità della struttura finita nel suo insieme.

L'essenza di vari approcci per l'analisi di tali giunti è valutare alcune proprietà fisiche che caratterizzano l'affidabilità e la resistenza della tubazione. Il rilevamento dei difetti determina non solo la dimensione dei difetti, ma valuta anche la qualità delle cuciture. Questa valutazione include:

indicatore di forza;
capacità di resistere alle formazioni corrosive;
grado di plasticità;
la struttura del metallo del giunto di saldatura e l'area circostante;
quantità e dimensioni del difetto.

L'esame ad ultrasuoni è uno dei metodi principali per identificare i difetti nelle saldature.

Video: revisione del rilevatore di difetti a particelle magnetiche

Il rilevamento dei difetti dei giunti saldati delle tubazioni presenta i seguenti vantaggi.

Verifica rapida.
Alta precisione ricerca.
Basso costo.
Assolutamente innocuo per l'uomo.
Mobilità dei dispositivi utilizzati per i test.
Capacità di verificare la qualità di una pipeline funzionante.

La procedura più semplice per il rilevamento dei difetti è un'ispezione visiva. Il metodo di misurazione visiva consente, sulla base dei primi risultati ottenuti durante un esame esterno, di determinare la presenza di numerosi difetti.

Utilizzando questa ispezione, viene controllato il livello di qualità dei giunti saldati finiti. Questo tipo di studio viene utilizzato indipendentemente da altri tipi di controllo. Molto spesso è molto informativo e, oltre a questo, è il più economico.

Questo metodo rileva le deviazioni dalle dimensioni nominali. Allo stesso tempo, la superficie della tubazione viene accuratamente pulita da sporco, schizzi di metallo, formazioni arrugginite, incrostazioni, olio e altri contaminanti.

I cordoni di saldatura e l'area adiacente ad essi rientrano nella zona di attenzione. Tutte le carenze riscontrate in questa fase vengono eliminate prima che vengano eseguiti altri metodi di rilevamento dei difetti.

Ad esempio, differenze evidenti nell'altezza della saldatura indicano che l'arco è in corso lavori di saldaturaè stato interrotto.

Durante il periodo di ispezione, si consiglia di trattare tali giunti con una soluzione di acido nitrico al 10%. Se si notano irregolarità geometriche grossolane, ciò indica una violazione della qualità della saldatura.

Video: il video fornisce una breve panoramica dei dispositivi a ultrasuoni TG 110-DL, Avenger EZ

I vantaggi di questo metodo di ricerca sono i seguenti:

Molto spesso, tale operazione richiede un po' di tempo.
Basso costo di verifica.
La sicurezza di questa procedura per la salute umana.
Puoi controllare la pipeline esistente.

Bene, dove non ci sono carenze:

Possibilità di azione distruttiva.
La necessità di reagenti speciali e altri materiali di consumo.
I prototipi non erano sempre recuperabili dopo questo processo.

Rilevamento dei difetti dei giunti delle tubazioni

Il rilevamento dei difetti nelle connessioni delle tubazioni è un processo piuttosto responsabile, che inizia solo dopo che la saldatura è pronta. La zona di giunzione deve raffreddarsi e essere pulita dallo sporco.

Un altro metodo di ispezione è il rilevamento dei difetti cromatici delle tubazioni, altrimenti chiamato test con liquidi penetranti. Questo test si basa sull'attività capillare del liquido. Pori e formazioni fessurate creano una rete nel giunto.

Quando entrano in contatto con il liquido, lo attraversano semplicemente. Questo metodo consente di rilevare formazioni problematiche nascoste. Questa procedura viene eseguita in conformità con GOST 1844-80.

Spesso utilizzato per questo tipo di verifica rilevamento di difetti magnetici. Si basa sul fenomeno dell'elettromagnetismo. Il meccanismo crea un campo magnetico vicino all'area da testare. Le sue linee passano liberamente attraverso il metallo, ma quando è presente un danno, le linee perdono la loro uniformità.

Video: esecuzione della diagnostica in linea delle condutture principali

Per registrare l'immagine risultante, viene utilizzato il rilevamento di difetti magnetografici o di particelle magnetiche. Se si utilizza la polvere, viene applicata secca o sotto forma di massa bagnata (viene aggiunto olio). La polvere si accumulerà solo nelle aree problematiche.

Ispezione in linea

Il rilevamento dei difetti in linea delle condutture principali è l'opzione più efficace per rilevare i problemi, basata sull'utilizzo di dispositivi speciali attraverso il sistema di tubazioni.

Sono diventati rilevatori di difetti in linea, con dispositivi speciali installati. Questi meccanismi determinano le caratteristiche configurazionali della sezione trasversale, individuando ammaccature, assottigliamenti e formazioni di corrosione.

Esistono anche meccanismi in-pipe progettati per risolvere compiti specifici. Ad esempio, apparecchiature dotate di videocamere e fotocamere ispezionano l'interno dell'autostrada e determinano il grado di curvatura e il profilo della struttura. Rileva anche le crepe.

Queste unità si muovono attraverso il sistema in un flusso e sono dotate di una varietà di sensori; accumulano e memorizzano informazioni.

Il rilevamento dei difetti in linea delle condutture principali presenta vantaggi significativi. Non richiede l'installazione di dispositivi che effettuino un monitoraggio sistematico.

A quanto sopra va aggiunto che utilizzando questo tipo di diagnostica è possibile monitorare regolarmente le variazioni deformative dell'intera sezione della struttura esistente con un elevato livello di produttività.

In questo modo è possibile identificare tempestivamente l'area che rappresenta una minaccia di emergenza per l'intero sistema ed eseguire tempestivamente lavori di riparazione per eliminare i problemi.

Parlando di questo metodo, è importante notare che esistono numerose difficoltà tecniche nella sua implementazione. La cosa principale è che è costoso. E il secondo fattore è la disponibilità di dispositivi solo per condotte principali con grandi volumi.

video

Per questi motivi, questo metodo viene spesso utilizzato per sistemi di gasdotti relativamente nuovi. Questo metodo può essere implementato per altre autostrade attraverso la ricostruzione.

Oltre alle difficoltà tecniche specificate, questo metodo si distingue per gli indicatori più accurati con l'elaborazione dei dati di verifica.

Quando si esaminano le condutture principali, non è necessario seguire tutte le procedure per garantire che non vi siano problemi. Ogni sezione dell'autostrada può essere controllata nell'una o nell'altra in modo adeguato.

Per scegliere l’opzione di verifica ottimale è necessario valutare quanto sia importante la responsabilità del congiunto. E, in base a ciò, seleziona un metodo di ricerca. Ad esempio, per produzione domestica Spesso sono sufficienti un'ispezione visiva o altri tipi di ispezioni di bilancio.

Messaggi

). Alla fine di questa pagina è riportato un elenco ampliato delle norme relative alle sonde ecografiche. Le sonde ad ultrasuoni possono essere classificate condizionatamente secondo i seguenti criteri:

In base all’angolo di vibrazione in ingresso si distinguono:

I trasduttori diretti introducono e (o) ricevono vibrazioni normali alla superficie dell'oggetto da testare nel punto di ingresso.
I trasduttori inclinati introducono e (o) ricevono vibrazioni in direzioni diverse dalla normale alla superficie dell'oggetto da testare.

Secondo il metodo di collocazione delle funzioni di emissione e ricezione del segnale ultrasonico, si distinguono:

Sonde combinate in cui lo stesso elemento piezoelettrico opera sia in modalità di emissione che di ricezione.
Convertitori combinati separati in cui due o più piezoelementi sono collocati in un alloggiamento, uno dei quali funziona solo in modalità radiazione e gli altri in modalità ricezione.

Per frequenza di vibrazione

Le sonde a ultrasuoni ad alta frequenza possono essere limitate condizionatamente alla gamma di 4-5 MHz; questa frequenza viene solitamente utilizzata quando si testano pezzi a grana fine di piccolo spessore (solitamente inferiore a 100 mm) e giunti saldati di spessore inferiore a 20 mm.
Sonde ad ultrasuoni a media frequenza con un intervallo di frequenza di 1,8-2,5 MHz. I convertitori con questa gamma di frequenza vengono utilizzati per controllare prodotti di spessore maggiore e dimensioni delle particelle più grandi.
Le sonde a ultrasuoni a bassa frequenza con un intervallo di frequenza di 0,5-1,8 MHz vengono utilizzate per controllare pezzi con una struttura a grana grossa e un elevato coefficiente di attenuazione, come ghisa, cemento o plastica.

Con il metodo del contatto acustico

Sonde di contatto in cui la superficie di lavoro è in contatto con la superficie dell'OC o si trova da essa a una distanza inferiore alla metà della lunghezza d'onda del fluido di contatto.
Quelli ad immersione, che funzionano quando tra le superfici del trasduttore e l'OC è presente uno strato di liquido di spessore maggiore dell'estensione spaziale dell'impulso acustico.

A seconda del tipo di onda eccitata nell'oggetto in prova:

Onde longitudinali - le cui vibrazioni si verificano lungo l'asse di propagazione;
Onde di taglio (trasversali) - le cui oscillazioni si verificano perpendicolarmente all'asse di propagazione;
Onde di superficie (onde di Relley) - che si propagano lungo il confine libero (o leggermente caricato) di un corpo solido e decadono rapidamente con la profondità.
Le normali onde ultrasoniche (onde Lamb) sono onde ultrasoniche che si propagano in piastre e aste. Esistono onde simmetriche e antisimmetriche.
Le onde di testa sono un insieme di onde acustiche eccitate quando un fascio di onde longitudinali cade sull'interfaccia tra 2 mezzi solidi nel primo angolo critico.

Vedi anche articoli:

Convertitori per test TOFD

Selezione del trasduttore piezoelettrico ad ultrasuoni

La scelta del trasduttore dipende dai parametri dell'oggetto controllato, come materiale, spessore, forma e orientamento dei difetti, ecc.

Selezione della sonda in base all'angolo di ingresso(diritto o obliquo) vengono scelti in base al modello sonoro di un particolare oggetto. Gli schemi di sondaggio sono contenuti negli standard statali e dipartimentali, nonché nelle carte di controllo tecnologico. Nel caso generale, l'angolo di ingresso viene scelto in modo tale da garantire che la sezione in prova sia intersecata dall'asse acustico del trasduttore (fascio diretto o singolo riflesso). Il rilevamento dei difetti che emergono sulla superficie è garantito in modo più efficace quando un'onda trasversale incide su questa superficie con un angolo di 45° ± 5°.

Selezione di una sonda secondo lo schema di collegamento(combinato o PC) viene selezionato in base allo spessore del prodotto o alla distanza della zona di controllo dal piano di ingresso. Le sonde combinate dirette vengono solitamente utilizzate per il monitoraggio di prodotti con uno spessore superiore a 50 mm, mentre le sonde RS dirette vengono utilizzate per il monitoraggio di prodotti fino a 50 mm di spessore inclusi o di uno strato vicino alla superficie fino a 50 mm.

Le sonde RS inclinate vengono utilizzate principalmente in uno schema di collegamento combinato. Le sonde RS inclinate con onda trasversale vengono utilizzate principalmente per testare giunti saldati di tubi a parete sottile (fino a 9 mm) con un diametro non superiore a 400 mm (trasduttori a corda). Le sonde RS inclinate con onda longitudinale vengono utilizzate per il controllo di giunti con struttura a grana grossa ed elevato livello di rumore (saldature austenitiche).

Selezione della sonda in base alla frequenza di oscillazione, viene selezionato principalmente in base allo spessore dell'OC e alla sensibilità di controllo richiesta. I trasduttori ad alta frequenza, grazie alla loro lunghezza d'onda più corta, consentono di individuare difetti più piccoli, mentre le onde ultrasoniche delle sonde a bassa frequenza penetrano più in profondità nel materiale, perché il coefficiente di attenuazione diminuisce con la frequenza. Le sonde a bassa frequenza vengono utilizzate per testare materiali a grana grossa e materiali con un elevato coefficiente di attenuazione.

Quando si sceglie una frequenza, bisogna tenere conto che aumentandola si provoca:

aumento del campo vicino
riduzione della zona morta associata ad una diminuzione della durata delle oscillazioni libere dell'elemento piezoelettrico;
miglioramento del fascio e della risoluzione frontale;
restringimento delle caratteristiche direzionali;
un aumento del coefficiente di attenuazione e una connessa diminuzione della sensibilità a grandi spessori
aumento del livello di rumore strutturale nei materiali a grana grossa; riduzione del livello di rumore intrinseco della sonda, associato ad un aumento dell'attenuazione dell'onda sonora negli elementi della sonda con frequenza crescente;

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P111 - Convertitori combinati diretti

Convertitori tipo P111 utilizzato per il rilevamento di difetti e la misurazione dello spessore dei prodotti utilizzando onde longitudinali. In pratica i trasduttori combinati diretti vengono utilizzati per il controllo di lamiere, piastre, alberi, fusioni, forgiati, nonché per la ricerca di assottigliamenti locali nelle pareti dei prodotti. I trasduttori P111 vengono utilizzati per rilevare difetti volumetrici e planari: pori, linee sottili, delaminazioni, ecc. Le caratteristiche delle sonde tipo P111 sono riportate in tabella:

Designazione della sonda ad ultrasuoni	Frequenza effettiva, MHz		Diametro del riflettore, mm	Diametro della superficie di lavoro, mm	Dimensioni complessive, mm
P111-1.25-K20	1,25 ± 0,125	15 - 180	3,2	22	Ø32x43
P111-2.5-K12	2,5 ± 0,25	10 - 180	1,6	14	Ø22x35
P111-2.5-K20	2,5 ± 0,25	25 - 400	1,6	22	Ø32x43
P111-5-K6	5,0±0,5	5 - 70	1,2	9	Ø19x32
P111-5-K12	5,0±0,5	15 - 200	1,2	14	Ø22x35
P111-5-K20	5,0±0,5	15 - 200	1,2	22	Ø32x43
P111-10-K6	10,0±1,0	5 - 30	1,0	9	Ø19x32

P112 - convertitori diretti separati-combinati

Contattare convertitori combinati separati, tipo P112, vengono solitamente utilizzati per determinare lo spessore residuo delle pareti dei prodotti e per cercare difetti situati a profondità relativamente piccole sotto la superficie. Lo spessore degli oggetti P 112 controllati, di regola, è compreso tra 1 e 30 mm. Le caratteristiche del P112 sono riportate in tabella:

Designazione della sonda ad ultrasuoni	Frequenza effettiva, MHz	Campo di controllo per acciaio 40x13, mm	Diametro del riflettore, mm	Dimensioni piano di lavoro, mm	Dimensioni complessive, mm
P112-2.5-12	2,5 ± 0,25	2 - 30	1,6	Ø16	Ø24x43
P112-5-6	5,0±0,5	1 - 25	1,2	Ø9	Ø21x40
P112-5-12	5,0±0,5	2 - 30	1,2	Ø16	Ø24x43
P112-5-3x4	5,0±0,5	1 - 25	1,2	10×15	Ø32x12x28

Trasduttori combinati inclinati P121

Trasduttori di pendenza, tipo P121, sono ampiamente utilizzati per testare giunti saldati, lamiere, pezzi stampati, forgiati e altri oggetti. I trasduttori P121 consentono di rilevare cricche, difetti volumetrici, quali inclusioni non metalliche, pori, mancate fusioni, cavità da ritiro, ecc. Utilizzando trasduttori di tipo P121, di norma, vengono determinate le caratteristiche dei difetti orientati verticalmente. Le caratteristiche e le possibili marcature del P 121 di uno dei produttori sono riportate nella tabella:

Simbolo	Angolo di input secondo il modello CO-2, gradi	Campo di controllo per acciaio, mm	Frequenza effettiva, MHz	Boma, mm	Dimensioni PE, mm	Dimensioni della superficie di lavoro, mm	Dimensioni complessive, mm
P121-1.8-40-M-002	40+-1,5	1…50	1,8+-0,18	9	8x10	24×12	33x16x25
P121-1.8-50-M-002	50+-1,5	1…50	1,8+-0,18	10	8x12	30×16	33x16x25
P121-1.8-65-M-002	65+-1,5	1…45	1,8+-0,18	12	8x12	32×16	33x16x24
P121-2.5-40-M-002	40+-1,5	0,7…50	2,5+-0,25	8	8x12	30×16	33x16x25
P121-2.5-45-M-002	45+-1,5	0,7…50	2,5+-0,25	8	8x12	30×16	33x16x25
P121-2.5-50-M-002	50+-1,5	0,7…50	2,5+-0,25	8	8x12	30×16	33x16x25
P121-2.5-65-M-002	65+-2	0,7…45	2,5+-0,25	10	8x12	32×16	33x16x25
P121-2.5-70-M-002	70+-2	0,7…35	5+-0,5	12	8x12	32×16	33x16x25
P121-5-40-M-002	40+-1,5	0,7…50	5+-0,5	5	5x5	20×16	20x16x16
P121-5-45-M-002	45+-1,5	0,7…50	5+-0,5	5	5x5	20×16	20x16x16
P121-5-50-M-002	50+-1,5	0,7…50	5+-0,5	5	5x5	20×16	20x16x16
P121-5-65-M-002	65+-2	0,7…40	5+-0,5	6	5x5	20×16	20x16x16
P121-5-70-M-002	70+-2	0,5…25	5+-0,5	7	5x5	20×16	20x16x16

P122 – trasduttori inclinati separati-combinati

Trasduttori a corda tipo P122 utilizzato principalmente per testare saldature circonferenziali di elementi di tubi in acciaio e polietilene con un diametro compreso tra 14 e 219 mm. con spessore di parete da 2 a 6 mm. si utilizzano trasduttori a corda combinata-separata. L'uso di trasduttori a corda è particolarmente efficace per testare saldature a parete sottile da 2 a 4 mm.

I trasduttori di tipo P122 sono progettati per il monitoraggio di saldature a parete sottile, solitamente realizzate in acciaio inossidabile, acciaio a basso tenore di carbonio e leghe di alluminio Caratteristica PEP – zona morta minima e focalizzazione del campo ultrasonico in un determinato intervallo di spessore. Le caratteristiche del P 121 sono presentate nella tabella:

Nome	Angolo di entrata	Freccia	Lunghezza focale dell'asse Y (profondità)	Lunghezza focale dell'asse X	Ispezione ad ultrasuoni dello spessore delle saldature
P122-5.0-65-M	65 o	7 mm	9 mm	13 mm	7-12 mm
P122-5.0-70-M	70 o	7 mm	5 mm	10 mm	5-9 mm
P122-5.0-75-M	75 o	7 mm	4 mm	9 mm	4 - 8 mm
P122-8.0-65-M	65 o	5 mm	6 mm	9 mm	5-7 mm
P122-8.0-70-M	70 o	5 mm	4 mm	8 mm	3-5 mm
P122-8.0-75-M	75 o	5 mm	3 mm	7 mm	2 - 4 mm

Sono stati introdotti numerosi standard per le comunicazioni di ingegneria industriale, che richiedono test piuttosto rigorosi delle connessioni. Queste tecniche vengono trasferite a sistemi di proprietà privata. L'utilizzo di metodi consente di evitare situazioni di emergenza ed eseguire installazioni esterne e nascoste con il livello di qualità richiesto.

Controllo in entrata

Il controllo in entrata dei tubi viene effettuato per tutte le tipologie di materiali, compresi metallo-plastica, polietilene e polipropilene dopo l'acquisto dei prodotti.

Le norme citate prevedono il test dei tubi, indipendentemente dal materiale di cui sono realizzati. Il controllo dell'input implica regole per il controllo del batch ricevuto. L'ispezione dei giunti saldati viene effettuata come parte dell'accettazione dei lavori di installazione delle comunicazioni. I metodi descritti sono obbligatori per l'utilizzo da parte delle organizzazioni di costruzione e installazione durante la messa in servizio di strutture residenziali, commerciali e industriali con sistemi di approvvigionamento idrico e di riscaldamento. Metodi simili vengono utilizzati laddove è necessario il controllo di qualità dei tubi nelle comunicazioni industriali che operano come parte delle apparecchiature.

Sequenza di attuazione e metodi

L'accettazione dei prodotti dopo la consegna è un processo importante, che garantisce successivamente che non vi siano costi inutili per la sostituzione dei prodotti delle tubazioni e che non vi siano incidenti. Sia la quantità dei prodotti che le loro caratteristiche sono soggette ad attenta verifica. La verifica quantitativa consente di tenere conto dell'intero consumo di prodotti ed evitare costi aggiuntivi associati a standard gonfiati e ad un uso irrazionale. Non va trascurata l’influenza del fattore umano.

Il lavoro viene eseguito in conformità con la sezione n. 9 della norma SP 42-101-96.

La sequenza degli eventi in ingresso è la seguente:

Verifica del certificato e marcatura di conformità;
In caso di dubbi sulla qualità, vengono eseguiti test casuali sui campioni. Viene studiata l'entità del carico di snervamento in trazione e allungamento durante la rottura meccanica;
Anche se non vi sono dubbi sulla fornitura, viene selezionato un numero limitato di campioni da testare, entro lo 0,25-2% del lotto, ma non inferiore a 5 pezzi. Quando si utilizzano prodotti in bobine, tagliare 2 m;
La superficie viene ispezionata;
Ispezionato per rigonfiamenti e crepe;
Misurare dimensioni tipiche di spessori e pareti con un micrometro o un calibro.

Durante un'ispezione ufficiale da parte di un'organizzazione commerciale o governativa, viene redatto un protocollo dopo l'esecuzione della procedura.

Controlli non distruttivi - caratteristiche

I metodi non distruttivi vengono utilizzati nei sistemi di servizi funzionanti. Particolare attenzione viene posta allo stato attuale delle parti metalliche e dei giunti saldati. La sicurezza operativa è determinata dalla qualità della saldatura continua. Durante il funzionamento a lungo termine, viene esaminato il grado di danno strutturale tra le connessioni. Possono essere danneggiati dalla ruggine, che porta all'assottigliamento delle pareti, e l'intasamento della cavità può portare ad un aumento della pressione e alla rottura della tubazione.

A tal fine sono state proposte attrezzature specializzate: rilevatori di difetti (ad esempio ultrasuoni), che possono essere utilizzati per svolgere lavori per scopi privati e commerciali.

Negli studi sulle condotte vengono utilizzati metodi di ispezione dei tubi:

Utilizzando questa apparecchiatura, viene monitorato lo sviluppo di crepe o danni all'integrità. Inoltre, il vantaggio principale è l'identificazione dei difetti nascosti. È ovvio che ciascuno di questi metodi mostra un'elevata efficacia su determinati tipi di danni. Il rilevatore di difetti a correnti parassite è in una certa misura universale ed economico.

L'ispezione a ultrasuoni dei tubi è più costosa e impegnativa, ma è molto popolare tra gli specialisti a causa dello stereotipo consolidato. Molti idraulici utilizzano il metodo capillare e con particelle magnetiche, applicabile a tutti i tipi di tubi, inclusi polietilene e polipropilene. Testex è uno strumento popolare tra gli specialisti per verificare la tenuta delle saldature.

Conclusione

Tra i metodi proposti di test non distruttivi, tutte e 4 le opzioni vengono utilizzate con successo nella pratica, ma non hanno un'universalità assoluta. Il sistema di ispezione dei tubi comprende tutti i tipi di rilevatori di difetti per l'esecuzione dei lavori. Il metodo ad ultrasuoni, così come la tecnica basata sulle correnti parassite, presenta un certo grado di versatilità. Inoltre, la versione vortice dell'attrezzatura è molto più economica.