Δοκιμή με επαγόμενα ρεύματα (ET) έναντι υπερηχητικής δοκιμής (UT) για σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα: επιλογή της κατάλληλης μη καταστροφικής δοκιμής (NDT)

Για σωλήνες ανοξείδωτου χάλυβα, η δοκιμή ρευμάτων εδδύ (ET) είναι η γρήγορη εν-γραμμή επιλογή για την ανίχνευση επιφανειακών και παρακείμενων προς την επιφάνεια ελαττωμάτων, όπως τρύπες, επικαλύψεις (laps) και σύντομες επιμήκεις ρωγμές. Η υπερηχητική δοκιμή (UT) χρησιμοποιείται για την επαλήθευση του πάχους του τοιχώματος και την ανίχνευση υποεπιφανειακών ή στρωματοειδών ελαττωμάτων. Η υδροστατική δοκιμή επιβεβαιώνει στη συνέχεια ότι το τελικό μήκος μπορεί να αντέξει την πίεση. Στην πράξη, σπάνια επιλέγεται μόνο μία μέθοδος. Το πρότυπο ASTM A312, για παράδειγμα, επιτρέπει στον κατασκευαστή να εφαρμόσει είτε μία μη καταστρεπτική ηλεκτρική δοκιμή (ET) είτε την υδροστατική δοκιμή σε κάθε μήκος, ενώ πολλές απαιτητικές παραγγελίες απαιτούν και τις δύο, συν την UT. Στην Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. επιλέγουμε την κατάλληλη μέθοδο βάσει της μορφής του προϊόντος, του προδιαγραφόμενου προτύπου αποδοχής και του κινδύνου λειτουργίας.

Πώς λειτουργεί η δοκιμή ρευμάτων εδδύ
Η δοκιμή με επαγόμενα ρεύματα (eddy current testing) ενεργοποιεί ένα πηνίο που επάγει κυκλικά ρεύματα στο τοίχωμα του σωλήνα. Μια ασυνέχεια που διακόπτει ή παραμορφώνει αυτά τα ρεύματα μεταβάλλει την εμπέδηση του πηνίου, και η αλλαγή εμφανίζεται ως σήμα. Το επαγόμενο πεδίο είναι ισχυρότερο στην επιφάνεια και μειώνεται με το βάθος, λόγω του φαινομένου του «δέρματος» (skin effect), γι’ αυτό η ET είναι από φύση της μια μέθοδος εξέτασης επιφανειακής και υποεπιφανειακής περιοχής. Οι αυστηνιτικοί βαθμοί, όπως οι 304/304L και 316/316L, είναι αμαγνητικοί, επομένως η ET με περιβάλλον πηνίο λειτουργεί ομαλά σε υψηλές ταχύτητες γραμμής. Αυτό την καθιστά κατάλληλη για 100% εν-λάιν έλεγχο σωλήνων μικρής και μεσαίας διαμέτρου που παράγονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές ASTM A249, A269 και A213.
Η ευαισθησία ρυθμίζεται σε σχέση με τεχνητά αναφορικά πρότυπα. Ετοιμάζουμε ένα δοκιμαστικό σωλήνα με τρύπες ή εγκοπές και ρυθμίζουμε τον εξοπλισμό μέχρις ότου αυτοί οι ανακλαστήρες παράγουν ένα σαφές, επαναλαμβανόμενο σήμα πάνω από το επίπεδο θορύβου. Τυπικοί αναφορικοί ανακλαστήρες είναι μια διαπεραστική τρύπα (συνήθως 0,8 mm, ή σύμφωνα με τον πίνακα του προτύπου) ή διαμήκεις και εγκάρσιες εγκοπές σε καθορισμένο ποσοστό του πάχους του τοιχώματος. Κάθε ένδειξη στο επίπεδο του αναφορικού ορίου ή πάνω από αυτό προκαλεί απόρριψη ή περαιτέρω εξέταση. Η μέθοδος ET είναι γρήγορη, ξηρή και παρουσιάζει καλή επαναληψιμότητα, αλλά δεν μπορεί να μετρήσει με αξιόπιστο τρόπο το μέγεθος βαθιών υποεπιφανειακών ελαττωμάτων, ενώ αντιμετωπίζει δυσκολίες σε φερρομαγνητικά ή σε υλικά με ισχυρή ψυχρή πλαστική παραμόρφωση, εκτός εάν εφαρμοστεί μαγνητική κορεσμός.

Πώς λειτουργεί η υπερηχητική δοκιμή
Η υπερηχογραφική δοκιμασία εκπέμπει ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας, συνήθως 2–15 MHz, στο τοίχωμα μέσω ενός επαφικού μέσου. Οι ανακλάσεις από το απέναντι τοίχωμα προσδιορίζουν το πάχος, ενώ τα ηχητικά ηχώ από εσωτερικές ανωμαλίες δείχνουν τη θέση τους. Η υπερηχογραφική δοκιμασία με γωνιακή δέσμη διατμητικού κύματος εντοπίζει διαμήκεις και εγκάρσιες ρωγμές, στρώσεις και εγκλείσματα· σε αντίθεση με την ηλεκτρομαγνητική δοκιμασία (ET), μπορεί να εκτιμήσει το βάθος εισβολής μιας ατέλειας και το μήκος διάδοσής της μέσα στο τοίχωμα. Για σωλήνες χωρίς αρθρώσεις με παχύ τοίχωμα, καθώς και για διπλούς χάλυβες 2205 ή υπερδιπλούς χάλυβες 2507, η υπερηχογραφική δοκιμασία αποτελεί συχνά την κύρια όγκομετρική μέθοδο, διότι η ακεραιότητα του τοιχώματος και η ενδογενής ομοιογένειά του καθορίζουν τη διάρκεια ζωής του προϊόντος.
Η υπερηχογραφική δοκιμασία χρησιμοποιείται επίσης για τον έλεγχο διαστάσεων. Η συνεχής υπερηχογραφική παρακολούθηση του πάχους του τοιχώματος κατά την παραγωγή εντοπίζει εκκεντρότητα και τοπική λεπταίνση προτού οποιοδήποτε τμήμα αφήσει το εργοστάσιο. Δεδομένου ότι η υπερηχογραφική δοκιμασία απαιτεί επαφικό μέσο και επαρκή επιφάνεια, και επειδή η κρυσταλλική δομή σε χοντρούς χυτούς ή ιδιαίτερα εξεργασμένους υλικούς σκεδάζει τον ήχο, πρέπει να επικυρωθεί πρώτα η τεχνική σε αντιπροσωπευτικά δείγματα.

Υδροστατική δοκιμή και η επιλογή ASTM A312
Η υδροστατική δοκιμή γεμίζει κάθε μήκος με νερό και το υποβάλλει σε πίεση, διατηρώντας την ελάχιστη χρονική διάρκεια παραμονής, συνήθως τουλάχιστον 5 δευτερόλεπτα σύμφωνα με το πρότυπο A312, ενώ ο χειριστής παρακολουθεί για διαρροές ή πτώση πίεσης. Αποδεικνύει αν το όριο πίεσης είναι επιτυχές ή αποτυχημένο· δεν εντοπίζει ελαττώματα. Το πρότυπο ASTM A312 επιτρέπει στον κατασκευαστή να αντικαταστήσει την υδροστατική δοκιμή με μια μη καταστροφική ηλεκτρική δοκιμή ή να εκτελέσει και τις δύο, αλλά το πιστοποιητικό πρέπει να αναφέρει ποια από τις δύο εκτελέστηκε. Όταν ένας αγοραστής απαιτεί απόδειξη αδιαπερατότητας και ελέγχου ελαττωμάτων, συνδυάζουμε την υδροστατική δοκιμή με ET ή UT και καταγράφουμε κάθε παράμετρο στο πιστοποιητικό δοκιμής υλικού EN 10204 3.1 ή 3.2.

Εφαρμοσιμότητα ανά μορφή προϊόντος
Σωλήνες μικρής διαμέτρου, λεπτότοιχοι, συγκολλημένοι και ακριβείας προτιμώνται για υψηλής ταχύτητας εν-λάιν ηλεκτρομαγνητική δοκιμή (ET), συνήθως σε συνδυασμό με υδροστατική δοκιμή επαλήθευσης. Τα καπιλλαρικά σωληνάκια, όπου η ακεραιότητα της επιφάνειας είναι καθοριστική, βασίζονται στην ET σε συνδυασμό με οπτικές και διαστασιακές ελέγχους. Τα βαριά τοιχώματα ασυγκόλλητα σωλήνας εξαρτώνται από την υπερηχογραφική δοκιμή (UT) για όγκομετρική εγγύηση. Οι συγκολλητές συνδέσεις σε συγκολλημένους σωλήνες κατασκευασμένους σύμφωνα με τις προδιαγραφές A249 ή A928 ελέγχονται συχνά με UT ή ακτινογραφία για εξέταση της γραμμής συγκόλλησης, ενώ παράλληλα εκτελείται επιφανειακή σάρωση με ET. Τα διπλά και υπερδιπλά σωληνικά προϊόντα που προορίζονται για χλωριούχα περιβάλλοντα υπόκεινται συνήθως σε UT για επαλήθευση της ακεραιότητας του τοιχώματος, καθώς ο κίνδυνος πιτινγκ και διαβρωτικής ρηγμάτωσης υπό τάση καθιστά τα κρυφά ελαττώματα ακριβά.

Β κατάρτιση ελέγξιμου σχεδίου επιθεώρησης
Ένα σωστό σχέδιο ελέγχου ξεκινά με το καθοριστικό πρότυπο και την κλάση αποδοχής, και στη συνέχεια εφαρμόζει μεθόδους έτσι ώστε κάθε τρόπος αστοχίας να καλύπτεται: ηλεκτρομαγνητική δοκιμασία (ET) για επιφανειακές ατέλειες, υπερηχητική δοκιμασία (UT) για όγκους και προβλήματα πάχους, υδροστατική δοκιμασία για τη διατήρηση της ακεραιότητας υπό πίεση. Τα αναφοράς πρότυπα πρέπει να είναι ελέγξιμα, και η βαθμονόμηση των οργάνων πρέπει να επαληθεύεται στην αρχή κάθε βάρδιας και μετά από κάθε διακοπή. Το προσωπικό πρέπει να είναι εξουσιοδοτημένο σύμφωνα με αναγνωρισμένο πρόγραμμα, και τα αποτελέσματα πρέπει να αρχειοθετούνται για κάθε παρτίδα και αριθμό μήκους.
Ο Wenqiang διαθέτει εσωτερικό εργαστήριο που καλύπτει την επιβεβαίωση της χημικής σύστασης του υλικού (PMI), χημικές και μηχανικές δοκιμασίες, υδροστατική δοκιμασία και μη καταστροφικό έλεγχο (NDT), οπότε ο έλεγχος δεν εκτελείται από τρίτους ούτε εφευρίσκεται επί της ευκαιρίας. Καθορίστε ρητά τη μέθοδο στην παραγγελία αγοράς: αναφέρετε τον αναφοράς ανακλαστήρα, το επίπεδο αποδοχής και εάν επιθυμείτε ET, UT, υδροστατική δοκιμασία ή συνδυασμό αυτών. Αυτό το επίπεδο σαφήνειας αποτρέπει τις συνήθεις διαφορές, όπου ένα πιστοποιητικό αναφέρει «ηλεκτρική μη καταστροφική δοκιμασία» χωρίς να αναφέρει τίποτα για την ευαισθησία.

Πρακτικές Οδηγίες
Επιλέξτε ηλεκτρομαγνητική δοκιμή (ET) όταν η ταχύτητα, ο έλεγχος επιφανειακών ελαττωμάτων και η 100% κάλυψη λεπτότοιχων σωλήνων είναι κρίσιμοι παράγοντες. Επιλέξτε υπερηχητική δοκιμή (UT) όταν η επαλήθευση του πάχους του τοιχώματος, η διαπίστωση της ακεραιότητας υποεπιφανειακών περιοχών ή ο έλεγχος των συγκολλήσεων καθορίζουν την αποδοχή. Διατηρήστε την υδροστατική δοκιμή όπου απαιτείται τεκμηριωμένη απόδειξη αντοχής σε πίεση. Για κρίσιμες διπλές ή υψηλής πίεσης γραμμές, η ασφαλέστερη προδιαγραφή συνδυάζει μία επιφανειακή μέθοδο, μία όγκου μέθοδο και μία δοκιμή αντοχής, με καθεμία να συνδέεται με γραπτό επίπεδο αποδοχής και να καταγράφεται σε πιστοποιητικό τύπου 3.1 ή 3.2. Επιλέξτε τη μέθοδο βάσει του μηχανισμού αστοχίας, όχι βάσει συνήθειας, και οι δοκιμές θα αποδεικνύουν πραγματικά την αξία τους.

Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Μπορεί η δοκιμή επαγώμενων ρευμάτων (eddy current testing) να αντικαταστήσει την υδροστατική δοκιμή σύμφωνα με το ASTM A312;
Α: Ναι. Το A312 επιτρέπει σε έναν κατασκευαστή να εκτελέσει μία μη καταστροφική ηλεκτρική δοκιμή, όπως η δοκιμή επαγώμενων ρευμάτων, αντί της υδροστατικής δοκιμής, αλλά το πιστοποιητικό πρέπει να αναφέρει ποια δοκιμή εκτελέστηκε· πολλοί αγοραστές όμως καθορίζουν και τις δύο δοκιμές για επιπλέον εγγύηση.
Ε: Γιατί η υπερηχητική δοκιμή προτιμάται για σωλήνες μεγάλου πάχους τοιχώματος και διπλού τύπου;
Α: Η ΥΔ εξετάζει ολόκληρο τον όγκο του τοιχώματος, επαληθεύει το πάχος και ανιχνεύει ελαττώματα υποεπιφανειακά και στρωματοειδή τα οποία η δοκιμή με επαγωγικά ρεύματα δεν μπορεί να μετρήσει με αξιόπιστο τρόπο· αυτό έχει καθοριστική σημασία όπου η ακεραιότητα του τοιχώματος καθορίζει τη διάρκεια ζωής της λειτουργίας.

Για μη καταστρεπτικές δοκιμές επαληθευμένου ανοξείδωτου χάλυβα με πλήρη τεκμηρίωση EN 10204 3.1/3.2, επικοινωνήστε με την Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. στο +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/