Einschränkungen der Phased-Array-Technologie bei der Prüfung von Rohrbögen
Die Phased-Array-Technologie (PA) wurde in den letzten zehn Jahren häufig für Korrosionsprüfungen bei Pipelines und Rohrleitungssystemen eingesetzt. Sie bietet verschiedene Vorteile, wie Prüfdaten von hoher Auflösung, eine hochwertige Bildverarbeitung und eine hervorragende Abdeckung des Prüfbereichs. Prüfer, die die PA-Technologie einsetzten, stellen häufig eine Verbesserung ihrer Produktivität fest, da die Prüfdatenanalyse recht problemlos erfolgte. Eine hochwertige Bildverarbeitung, einschließlich farbcodierter C-Bilder, erleichtern die Interpretation der Prüfergebnisse, die so weniger von den Fähigkeiten des Prüfers abhängig ist, und erhöhen die Erkennungswahrscheinlichkeit. Doch die großen steifen handelsüblichen Phased-Array-Sensoren eignen sich nicht für die Prüfung von Rohrbögen. Große steife Phased-Array-Sensoren können sich nicht an ungleichmäßige Oberflächenformen, von konkav (innere Krümmung des Rohrbogens) zu konvex (äußere Krümmung des Rohrbogenrückens) oder an verschiedene Rohrdurchmesser anpassen. Dies bedeutet, dass die Ultraschallprüfung von Rohrbögen aufgrund kleiner Ankoppelflächen mit UT-Schallköpfen bisher auf die manuelle Überprüfung von Stichproben begrenzt war. Dieser Prozess umfasst das Zeichnen eines Rasters auf den Rohrbogen und das Überprüfen jedes Rasterfeldes. Das Verfahren mit konventionellem Ultraschall ist zeitaufwendig und mühsam, außerdem können Prüfer nicht von den Vorteilen der Phased-Array-Technologie profitieren.
Derzeitiges Prüfverfahren für die Korrosionsdarstellung von Rohrbögen
Strömungsbeschleunigte Korrosion und Erosionskorrosion
In Kraftwerken, in denen Wasser oder Dampf in Pipelines transportiert wird, sind die Innenwände dieser Rohre für eine spezifische Korrosionsart anfällig. Da strömendes Wasser oder Dampf die Bildung einer Oxidschutzschicht verhindert, verbreitet sich strömungsbeschleunigte Korrosion viel schneller als Korrosion in stehendem Wasser. Ein ähnlicher Effekt ist in der Erdöl- und Erdgas-Industrie zu beobachten.
Durch die Erosionskorrosion wird die Innenwand abgetragen, was durch den Strömungsdruck der fließenden Flüssigkeit im Rohr verstärkt wird. Strömungsbeschleunigte Korrosion oder Erosionskorrosion können unerkannt zu Fehlversagen führen. Die bloße Anzahl zu prüfender Rohre bedeutet, dass Prüfer ein Verfahren zur Optimierung von Zeit und Kosten benötigen, die bei Schutzmaßnahmen gegen strömungsbeschleunigte Korrosion und Erosionskorrosion anfallen. Das Verfahren mit konventionellem UT für die Prüfung von Rohrbögen ist aufgrund der Einschränkungen ungeeignet.
Die Lösung mit dem FlexoFORM Scanner für Rohrbögen
Olympus hat einen flexiblen Phased-Array-Sensor und Scanner entwickelt, die vom gesamten Rohrbogen eine Dickendarstellung mit hoher Auflösung erstellen. Die Bildgebung erleichtert Prüfern die Identifizierung von strömungsbeschleunigter Korrosion und die Entwicklung einer gezielten Reparatur und/oder Wartungsstrategie. Die FlexoFORM Phased-Array-Lösung kann zur Einschätzung der verbleibenden Betriebsdauer und Verlängerung der Lebensdauer von Rohrbögen ein nützliches Werkzeug sein.
Die FlexoFORM Lösung besteht aus drei Hauptkomponenten: einem flexiblen Phased-Array-Sensor, Wasserstreckenvorlaufkeilen für die Tauchtechnik und einem Scanner für eine stabile Positionierung auf der Prüfteiloberfläche.
Komponenten der FlexoFORM Lösung
FlexoFORM Phased-Array-Scanner verglichen mit der Prüfung mit konventionellem Ultraschall
Wir führten eine Prüfung an einem Rohrbogen aus Kohlenstoffstahl mit einem Außendurchmesser von 8,625 Zoll und einer Dicke von 7 mm mit dem FlexoFORM Scanner und einem OmniScan Prüfgerät durch. Der flexible Phased-Array-Sensor lieferte eine Auflösung von 1 mm × 1 mm mit einer Schallbündelapertur von 3 Elementen. Es dauerte nur 4 Minuten, um den gesamten Rohrbogen zu prüfen. Das Verfahren mit konventionellem UT erforderte eine zeitaufwendige Vorbereitung und der gesamte Prozess, einschließlich der Prüfung, kann bis zu 5 Stunden dauern. Die Zeitersparnis und die Bildverarbeitung sind die wesentlichen Vorteile der Phased-Array-Lösung. Die Prüfergebnisse zeigten einen starken Wanddickenverlust. Die unterschiedlichen Ansichten (C-, B-, D- und A-Bilder) zeigten den Erosionsbereich und seine Ausbreitung deutlich an. Die gemessene Mindestdicke lag nah an 2 mm, was für eine hervorragende Auflösung nahe der Oberfläche stand, die mit dieser Lösung erzielt werden konnte. |  C-, B-, D- und A-Bilder von strömungsbeschleunigter Korrosion in einem Rohr aus Kohlenstoffstahl |
Zusammenfassung der Vorteile mit der FlexoFORM Scanner-Lösung
Mit Verwendung der Phased-Array-Scanner-Lösung können Prüfer in der Energieerzeugungs- sowie der Erdöl- und Erdgasindustrie Dickendarstellungen von Rohrbögen mit hoher Auflösung erzielen. Der FlexoFORM Scanner für Rohrbögen ermöglicht schnelle und zuverlässige Diagnosen der Wanddickenabnahme, die durch strömungsbeschleunigte Korrosion und Erosionskorrosion verursacht wird. Der flexible Phased-Array-Sensor und die Wasserstreckenvorlaufkeile, die Teil der in der Lösung mit FlexoFORM Scanner sind, lassen sich an viele Rohrdurchmesser anpassen und heben so die Einschränkungen von steifen Phased-Array-Sensoren auf. Die Lösung ist kosteneffektiv, bedienerfreundlich und trägt dazu bei, dass Prüfer ihre Produktivität wesentlich steigern können.
