Vírivý prúd vs. ultrazvukové testovanie pre nerezové rúrky: výber správnej nedestruktívnej skúšobnej metódy

Pri nerezových rúrkach je testovanie vírivým prúdom (ET) rýchla inline metóda na zisťovanie povrchových a blízko-povrchových porúch, ako sú napríklad ihlové otvory, prekrytia a krátke pozdĺžne trhliny. Ultrazvukové testovanie (UT) sa používa na overenie hrúbky steny a na zisťovanie podpovrchových alebo vrstevnatých chýb. Hydrostatické testovanie potom preukáže, že hotový kus rúrky vydrží požadovaný tlak. V praxi sa zvyčajne nepoužíva len jedna metóda. Napríklad štandard ASTM A312 umožňuje výrobcovi vykonať na každom kuse buď nedestruktívny elektrický test (ET), alebo hydrostatický test; mnoho náročných objednávok však vyžaduje obe tieto metódy spolu s UT. Spoločnosť Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. prispôsobuje výber metódy tvaru výrobku, prijímacím štandardom a riziku v prevádzke.

Ako funguje testovanie vírivým prúdom
Testovanie vírivými prúdmi napája cievku, ktorá indukuje obiehajúce prúdy v stene rúrky. Nesúvislosť, ktorá tieto prúdy preruší alebo deformuje, zmení impedanciu cievky a táto zmena sa prejaví ako signál. Indukované pole je najintenzívnejšie na povrchu a so zvyšujúcou sa hĺbkou klesá – tento jav sa nazýva kožný efekt – preto je testovanie vírivými prúdmi (ET) prirodzene povrchovou a blízkopovrchovou metódou. Austenitické triedy, ako napríklad 304/304L a 316/316L, sú nemagnetické, takže ET s obklopujúcou cievkou beží hladko pri vysokých rýchlostiach výrobného pásu. To ho robí vhodným pre 100 % kontinuálnu in-line kontrolu tenkostenných a stredne hrubých rúrok vyrobených podľa noriem ASTM A249, A269 a A213.
Citlivosť sa nastavuje voči umelej referenčnej škále. Pripravíme kalibračnú trubicu s vŕtanými otvormi alebo zárezmi a upravujeme prístroj, kým tieto reflektory nevydajú jasný a opakovateľný signál nad úrovňou šumu. Typickými referenčnými reflektormi sú prechádzajúci vŕtaný otvor (zvyčajne 0.8 mm, alebo podľa tabuľky v norme) alebo pozdĺžne a priečne zárezy v určenom percente hrúbky steny. Akýkoľvek indikátor na úrovni referenčného signálu alebo vyššie spôsobí odmietnutie alebo podrobnejšiu kontrolu. ET je rýchla, suchá a dobre opakovateľná metóda, avšak nespôsobilá spoľahlivo určiť veľkosť hlbokých podpovrchových chýb a má problémy s feromagnetickými alebo silno studenou pracovanými materiálmi, ak sa nepoužije magnetická saturácia.

Ako funguje ultrazvuková skúška
Ultrazvukové testovanie vysiela vysokofrekvenčný zvuk, zvyčajne v rozsahu 2–15 MHz, cez stenu prostredníctvom kontaktnej kvapaliny. Odrazy od ďalekej steny určujú hrúbku, zatiaľ čo ozveny z vnútorných nesúladov ukazujú ich polohu. Ultrazvukové testovanie šikmým lúčom s posuvnou vlnou zisťuje pozdĺžne a priečne trhliny, vrstvy a nečistoty; na rozdiel od eddy-currentového testovania dokáže odhadnúť hĺbku chyby a jej rozsah v rámci steny. Pre bezševové rúry s hrubšou stenou a pre dvojfázové ocele 2205 alebo superdvojfázové ocele 2507 je ultrazvukové testovanie často hlavnou objemovou metódou, pretože životnosť v prevádzke závisí od integrity steny a kvality podpovrchových vrstiev.
Ultrazvukové testovanie tiež zabezpečuje kontrolu rozmerov. Neustála ultrazvuková kontrola hrúbky steny počas výroby odhaľuje excentricitu a lokálne ztenčenie ešte predtým, než sa akýkoľvek úsek opustí výrobný závod. Keďže ultrazvukové testovanie vyžaduje kontaktnú kvapalinu a dostatočne kvalitný povrch a keďže zrnitá štruktúra hrubo litých alebo intenzívne deformovaných materiálov rozptyľuje zvuk, techniku je potrebné najskôr overiť na reprezentatívnych vzorkách.

Hydrostatické testovanie a voľba ASTM A312
Hydrostatický test naplní každú dĺžku vodou a zvýši tlak, pričom sa udrží minimálna doba pôsobenia tlaku, čo je podľa normy A312 bežne najmenej 5 sekúnd, kým operátor pozoruje úniky alebo pokles tlaku. Tento test potvrdzuje, či je tlakové ohraničenie v poriadku alebo nie; nedokáže však odhaliť chyby. Podľa normy ASTM A312 môže výrobca nahradiť hydrostatický test nezničujúcim elektrickým testom alebo vykonať oba testy súčasne, avšak na osvedčení musí byť jasne uvedené, ktorý test bol vykonaný. Ak si zákazník vyžaduje preukázanie nepriepustnosti a kontrolu chýb, kombinujeme hydrostatické testovanie s ET alebo UT a zaznamenávame všetky parametre do materiálového skúšobného osvedčenia EN 10204 3.1 alebo 3.2.

Použiteľnosť podľa tvaru výrobku
Zvárané a presné rúry s malým priemerom a tenkou stenou sa vyznačujú vysokorýchlostným inline ET, zvyčajne spárovaným s hydrostatickým skúšaním. Kapilárne rúrky, kde je dôležitá výhradne integrita povrchu, sa skúšajú pomocou ET spolu s vizuálnymi a rozmerovými kontrolami. Bezševové rúry s hrubou stenou sa opierajú o UT pre objemové zabezpečenie. Zvárané švy na zváraných rúrach vyrobených podľa noriem A249 alebo A928 sa často skúšajú pomocou UT alebo rádiografiu na preskúmanie línie zvárania, pričom sa doplní povrchové skenovanie ET. Duplexné a superduplexné výrobky určené pre prostredie obsahujúce chloridy zvyčajne prechádzajú UT na overenie nepoškodenosti steny, pretože riziko puklin spôsobených koróziou a napäťovo-koróznym trhnutím robí skryté chyby nákladné.

B vytváranie odolného plánu kontrol
Zdá sa, že dobrý plán začína s platným štandardom a triedou prijatia, potom sa pridávajú metódy tak, aby každý režim poruchy bol pokrytý: ET pre povrchové defekty, UT pre objemové defekty a problémy s hrúbkou, hydrostatická skúška pre tlakovú celistvosť. Referenčné štandardy musia byť stopovateľné a kalibrácia zariadení sa musí overiť na začiatku každej zmeny a po každej prestávke. Personál musí byť kvalifikovaný podľa uznávaného systému a výsledky sa musia archivovať pre každé teplo a dĺžkové číslo.
Wenqiang prevádza vlastnú laboratóriu, ktorá pokrýva identifikáciu materiálu pozitívnou metódou, chemické a mechanické skúšky, hydrostatické skúšky a nedestruktívne skúšanie (NDT), preto kontrola nie je ani externá, ani improvizovaná. Metódu špecifikujte výslovne v objednávke: uveďte referenčný odrazový prvok, úroveň prijatia a to, či si želáte ET, UT, hydrostatické skúšanie alebo kombináciu týchto metód. Taký druh jasnosti predchádza bežným sporom, keď certifikát uvádza „nedestruktívne elektrické skúšanie“, avšak nič neuvádza o citlivosti.

Praktické pokyny
Vyberte ET, ak je najdôležitejšia rýchlosť, kontrola povrchových chýb a 100 % pokrytie tenkostenných rúr. Vyberte UT, ak sa prijatie rozhoduje na základe overenia hrúbky steny, integrity podpovrchových vrstiev alebo preskúmania zváraných švov. Zachovajte hydrostatický test všade tam, kde aplikácia vyžaduje zdokumentovaný dôkaz tlakovej integrity. Pre kritické dvojfázové alebo vysokotlakové potrubia je najbezpečnejšie špecifikovať kombináciu povrchovej metódy, objemovej metódy a skúšobného tlakového testu, pričom každá metóda musí mať písomne stanovenú úroveň prijatia a výsledky sa musia zaznamenať v certifikáte typu 3.1 alebo 3.2. Prispôsobte metódu mechanizmu poruchy, nie zvykom – tak sa skúšky skutočne ospravedlnia svoju nákladovosť.

Často kladené otázky
Otázka: Môže byť eddy current testing (ET) podľa ASTM A312 namiesto hydrostatického testu?
Odpoveď: Áno. ASTM A312 umožňuje výrobcovi vykonať nedestruktívnu elektrickú skúšku, napríklad eddy current testing (ET), namiesto hydrostatického testu; certifikát však musí uviesť, ktorá skúška bola vykonaná. Mnohí kupujúci však pre dodatočnú istotu vyžadujú obe skúšky.
Q: Prečo sa ultrazvukové testovanie uprednostňuje pre rúry s hrubými stenami a dvojité rúry?
A: UT skúma celý objem steny, overuje hrúbku a zisťuje podpovrchové a vrstevnaté chyby, ktoré nedá výživový prúd spoľahlivo kvantifikovať – čo je najdôležitejšie tam, kde celistvosť steny určuje životnosť v prevádzke.

Pre neškodné skúšanie (NDT) overené nerezové rúrky s úplnou dokumentáciou EN 10204 3.1/3.2 kontaktujte spoločnosť Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. na čísle +86 577 8922 2595 / https://www.chinawqsteel.com/