Virrantiheyskoe vs. ultraäänikoe ruostumattomasta teräksestä valmistetuille putkille: oikean ei-tuhovaan testaukseen (NDT) liittyvän menetelmän valinta

Ruostumattomista teräksistä valmistettujen putkien osalta virtausvirrakoe (ET) on nopea rivityskoe, jolla havaitaan pinnallisiat ja läheiset pinnan alapuoliset viat, kuten neulapierut, päällystysvirheet ja lyhyet pituussuuntaiset halkeamat. Ultraäänikoe (UT) taas käytetään seinämänpaksuuden tarkistamiseen sekä syvällisten tai kerroksellisten vikojen löytämiseen. Hydrostaattinen koe osoittaa lopullisesti, että valmiin putkenpituuden paineenvastuskyky on riittävä. Käytännössä yhtä menetelmää ei juurikaan valita erillisesti. Esimerkiksi ASTM A312 -standardi sallii valmistajan käyttää joko ei-tuhoavaa sähkökoetta (ET) tai hydrostaattista koetta jokaiselle putkenpituudelle, ja monet vaativat tilaukset edellyttävät molempia menetelmiä sekä UT:tä. Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. -yrityksessä valitsemme testausmenetelmän tuotteen muodon, hyväksyntästandardin ja käyttöriskin perusteella.

Miten virtausvirrakoe toimii
Virtahäviötestaus energoi käämin, joka indusoi kiertäviä virtoja putken seinämään. Epäjatkuvuus, joka katkaisee tai vääntää näitä virtoja, muuttaa käämin impedanssia, ja muutos ilmenee signaalina. Indusoitu kenttä on voimakkain pinnalla ja heikkenee syvyyden kasvaessa – ns. ihoilmiö – joten virtahäviötestaus on luonteeltaan pintatason ja läheisen pintatason menetelmä. Austeniittiset teräslajit, kuten 304/304L ja 316/316L, ovat ei-magneettisia, joten kiertävän käämin virtahäviötestaus toimii tehokkaasti korkeilla linjanopeuksilla. Tämä tekee siitä hyvän vaihtoehdon 100 %:n sisäiseen tarkastukseen pien- ja keskikokoisille putkille, jotka valmistetaan ASTM A249-, A269- ja A213 -standardien mukaisesti.
Herkkyyden säätö perustuu teko-ohjausstandardien käyttöön. Valmistamme kalibrointiputken poratuilla rei’illä tai urilla ja säädämme laitteistoa, kunnes nämä heijastimet tuottavat selkeän ja toistettavan signaalin kohinatasoa korkeammalla tasolla. Tyypillisiä ohjausheijastimia ovat läpi porattu reikä (yleensä 0,8 mm tai standardin taulukon mukainen koko) tai pituussuuntainen ja poikittainen ura, jonka syvyys on tietty prosentuaalinen osuus putken seinämänpaksuudesta. Kaikki indikaatiot, jotka ovat yhtä suuria kuin ohjausarvo tai suurempia, johtavat hylkäämiseen tai tarkempaan tarkasteluun. ET on nopea, kuiva ja hyvin toistettava menetelmä, mutta se ei luotettavasti mitanna syvällä sijaitsevia alapinnan vikoja, eikä sitä voida luotettavasti käyttää ferromagneettisilla tai voimakkaasti kylmämuokatuilla materiaaleilla ilman magneettista kyllästystä.

Ulträänitestauksen toimintaperiaate
Ulträäni­testaus lähettää korkeataajuista ääntä, yleensä 2–15 MHz, seinämän läpi kytkeytysaineen kautta. Heijastukset vastakkaisesta seinämästä antavat seinämän paksuuden, kun taas sisäisten epäjatkuvuuksien aiheuttamat kaikut kertovat niiden sijainnin. Kulma­säteisellä leikkaus­aalto­ulträäni­testauksella löydettävät pitkittäis- ja poikittaissärkymät, kerrostumat ja epäpuhtaudet sekä erottaa ne ET:stä (eddy current testing) siten, että se voi arvioida myös vian syvyyttä ja sen ulottumista seinämän läpi. Painavamman seinämän omaavassa hitsaamattomassa putkessa sekä duplex 2205 - ja super duplex 2507 -teräksessä UT on usein ensisijainen tilavuus­testausmenetelmä, koska käyttöikää määrittävät seinämän eheys ja alapinnan laatu.
UT ohjaa myös mittojen hallintaa. Jatkuvalla ulträäni­seurannalla seinämän paksuutta tuotannon aikana havaitaan epäkeskisyys ja paikallinen ohentuminen ennen kuin putkenpituus jättää tehdasta. Koska UT vaatii kytkeytysainetta ja riittävän hyvän pinnan sekä koska karkean valugyön tai voimakkaasti muokatun materiaalin jyvä­rakenne hajottaa ääntä, menetelmä on validoitava ensin edustavilla näytteillä.

Hydrostaattinen testaus ja ASTM A312 -valinta
Hydrostaattinen koe täyttää jokaisen putkenpituuden vedellä ja lisää painetta, pitäen sen vähintään tietyn ajan – yleensä vähintään viisi sekuntia A312:n mukaisesti – kunnes operaattori tarkkailee vuotoja tai paineen laskua. Se osoittaa, että paineraja on hyväksytty tai hylätty; se ei kuitenkaan löydä puutteita. ASTM A312 sallii valmistajan korvata hydrostaattisen kokeen ei-tuhoavalla sähköisellä testillä tai suorittaa molemmat testit, mutta todistukseen on merkittävä, kumpi testi on tehty. Kun ostaja vaatii vuotamattomuuden todistusta ja virheiden seulontaa, yhdistämme hydrostaattisen testin ET- tai UT-testin kanssa ja kirjaamme kaikki parametrit EN 10204 3.1 -tai 3.2 -materiaalitestitodistukseen.

Soveltuvuus tuotemuodon mukaan
Pienihalkaisijainen, ohutseinäinen hitsattu ja tarkkuusputki edistää korkean nopeuden sisäistä ET-tutkintaa, joka yleensä yhdistetään hydrostaattiseen koeputkistoon. Kapillaariputket, joissa pinnan eheys on kaiken keskipisteessä, vaativat ET-tutkinnan lisäksi visuaalisia ja mittausperusteisia tarkastuksia. Paksuseinäisessä saumattomassa putkessa käytetään tilavuudellista varmistusta UT-menetelmällä. A249- tai A928-standardin mukaisten hitsattujen putkien hitsausnaulat tutkitaan usein UT-menetelmällä tai radiografialla liitoksen sulamislinjan tarkastamiseksi sekä ET-pintatutkinnalla. Duplex- ja superduplex-tuotteet, jotka on tarkoitettu kloridikäyttöön, tutkitaan yleensä UT-menetelmällä seinämän eheyden varmistamiseksi, koska syövytysreikien ja jännityskorroosion riski tekee piilotettujen vikojen havaitsemisesta kustannusintensiivistä.

B puolustettavan tarkastussuunnitelman laatiminen
Hyvä suunnitelma alkaa ohjaavasta standardista ja hyväksyntäluokasta, jonka jälkeen menetelmät valitaan niin, että jokainen vianmuoto kattaa: ET pinnallisille virheille, UT tilavuudellisille ja paksuusongelmille sekä hydrostaattinen testaus paineellisuuden tarkistamiseen. Viitetasot on oltava jäljitettävissä, ja laitteiden kalibrointi on varmistettava jokaisen työvuoron alussa sekä minkä tahansa katkon jälkeen. Henkilökunnan on oltava koulutettua tunnetun koulutusjärjestelmän mukaisesti, ja tulokset on arkistoitava jokaista sulatetta ja pituusnumeroa kohti.
Wenqiang toimii sisäisessä laboratoriossa, joka kattaa positiivisen materiaalitunnistuksen, kemialliset ja mekaaniset testit, hydrostaattiset testit sekä ei-tuhottavat testit (NDT), joten tarkastukset eivät ole ulkoistettuja eikä niitä tehdä improvisoidusti. Määrittele menetelmä selkeästi ostotilauksessa: ilmoita viitereflektori, hyväksyntätaso sekä se, haluatko ET:n, UT:n, hydrostaattisen testin vai yhdistelmän näistä. Tällainen selkeys estää tavallisen riidan, jossa todistus mainitsee "ei-tuhottavan sähkötestin", mutta ei kerro mitään herkkyydestä.

Käytännön ohjeet
Valitse ET, kun nopeus, pinnan virheiden tunnistaminen ja ohuen seinämän putken 100 % kattavuus ovat tärkeimmät tekijät. Valitse UT, kun seinämän paksuuden tarkistus, alapinnan laadun varmistus tai hitsausten tutkiminen määrittävät hyväksynnän. Säilytä hydrostaattinen koe aina, kun sovellus vaatii dokumentoitua todistetta painekestävyysominaisuudesta. Kriittisiä duplex- tai korkeapaineisia putkia varten turvallisimman eritelmän muodostavat pinnan tutkimusmenetelmä, tilavuudellinen tutkimusmenetelmä ja kokeellinen testi, joista jokainen liitetään kirjattuun hyväksyntätasoon ja merkitään 3.1- tai 3.2-todistukseen. Valitse tutkimusmenetelmä epäonnistumismekanismiin perustuen, ei tapana, jolloin testaus todella osoittaa arvonsa.

Usein kysytyt kysymykset
K: Voiko sähkömagneettinen induktiotutkimus korvata hydrostaattisen testin ASTM A312 -standardin mukaisesti?
V: Kyllä. A312 sallii valmistajan suorittaa ei-tuhottavan sähköisen testin, kuten sähkömagneettisen induktiotutkimuksen, hydrostaattisen testin sijaan, mutta todistukseen on ilmoitettava, kumpi testi on suoritettu, ja monet ostajat vaativat molemmat testit lisätyn varmuuden saavuttamiseksi.
K: Miksi ultraäänitutkimus on suositeltavinta paksuseinäisille ja kaksinkertaisille putkille?
V: UT tutkii koko seinämän tilavuuden, varmistaa seinämän paksuuden ja havaitsee alapinnallisia ja laminaarisia vikoja, joita virrantiheysmenetelmällä ei voida luotettavasti mitata; tämä on erityisen tärkeää siellä, missä seinämän eheys määrittää käyttöikää.

Tarkistettua ruostumatonta terästä sisältävän putken, johon liittyy täysi EN 10204 3.1/3.2 -asiakirjasto, saa Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. –yhtiöltä puhelimitse numeroon +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/