Herstellung nahtloser Rohre und Verarbeitung von Rohren
Häufig treten in einem nahtlosen Rohr Fehler von rundlicher Form im Rohrinnern auf, die auch als U-Kerbe bezeichnet werden. Diese Fehler können während der Rohrherstellung oder nach der Rohrverarbeitung entstehen. Prüfer müssen diese Fehler bei Rohren, die in der Erdöl- und Erdgasindustrie zum Einsatz kommen, identifizieren und bewerten.
Abbildung 1: Häufig auftretende rundliche Fehler.
Rundliche Fehler im Inneren ähneln einer Wanddickenreduzierung, aber sie verhalten sich bei Ultraschallprüfungen (UT) anders. Daher erfordern diese Fehler ein besonderes Vorgehen bei der Prüfung.
Herausforderungen bei der Erkennung rundlicher Fehler im Rohrinneren
Rundliche Fehler im Rohrinneren sind während der Prüfung nur schwer zu erkennen, da die Schallwellen aufgrund der gerundeten Form in mehrere Richtungen reflektiert werden. Dies erzeugt ein schwaches Signal ähnlich einem Ankopplungsverlust, selbst wenn die Energie weiter durch den Stahl auf die Rohrinnenoberfläche übertragen wird.
Abbildung 2: Schallreflexion von einem rundlichen Fehler.
Effiziente Erkennung von rundlichen Fehlern im Rohrinneren
Die Rotationsrohrprüfanlage von Olympus erkennt rundliche Fehler mithilfe eines speziellen Algorithmus und einer hochauflösenden 2D-Darstellung der Rohrinnenoberfläche. Diese Methode kombiniert das Amplitudensignal der Innenwand mit dem Ankoppelecho. Das Signal wird mittels definierter Parameter zusammengeführt, um die Kontur einer unvollständigen Fehlererkennung festzulegen, wie in Abbildung 3 gezeigt.
Abbildung 3: Typische Erkennung eines rundlichen Fehlers unter Verwendung des Algorithmus der Rotationsrohrprüfanlage von Olympus.
Um das Fehlermuster zu identifizieren, werden die Informationen mithilfe von Algorithmusparametern von der Anlage analysiert. Ist eine bestimmte Anzahl Alarme im selben sich bewegenden Fenster vorhanden, wird das Vorhandensein eines rundlichen Fehlers durch die Anlage bestätigt.
Ergebnisse
Bestätigte Fehler werden in einer speziellen Darstellung angezeigt und über einen konfigurierbaren Alarm an die SPS und Ebene 2 ausgegeben.
In den folgenden Abbildungen 4 bis 6 repräsentieren lange vertikale Balken die Schweißnaht in Umfangsrichtung des Prüfrohrs. Rundliche Fehler befinden sich in den roten Kreisen
Abbildung 4: Vom Algorithmus verwendete Rohdaten.
Abbildung 5: Zusammengeführte Angaben (orange) möglicher rundlicher Fehler.
Abbildung 6: Alarme für rundliche Fehler nach Anlegen von Filterkriterien.
Zusammenfassung
Mit dem Algorithmus der Rotationsrohrprüfanlage von Olympus können rundliche Fehler mit einer Kombination aus Vorderwand- und Rückwandecho effektiv erkannt werden. Das Ergebnis wird in Echtzeit angezeigt und von bestehenden Kanälen verwendet, sodass die Prüfung planmäßig verlaufen kann. Sie können die Größenparameter des Fehlers festlegen, typisch 25,4 mm × 12,7 mm, um so die höchste Erkennungsrate für rundliche Fehler zu erreichen. Die Algorithmusdaten werden verwendet, um die Wanddicke zu messen und diese Fehler zu erkennen, was effiziente Prüfungen ermöglicht.
