Vorteile und Nachteile der Phased-Array-Prüfung von Rohrbögen
Die Phased-Array-Technologie (PA) bietet Prüfern verschiedene vorteilhafte Funktionen, wie Prüfdaten von hoher Auflösung, eine hochwertige Bildverarbeitung und eine hervorragende Abdeckung des Prüfbereichs. Wenn PA-Prüfgeräte zur Prüfung von Rohren verwendet werden, stellen Prüfer häufig eine Verbesserung ihrer Produktivität fest, da die PA-Bilder für sie leichter zu interpretieren sind, die Erkennungswahrscheinlichkeit hoch ist und die Ergebnisse weniger von den Fähigkeiten des Prüfers abhängig sind. Diese Vorteile konnten bisher für die Prüfung von Rohrbögen vor allem aufgrund physikalischer Einschränkungen nicht vollständig genutzt werden. Die Prüfung ungleichmäßiger Oberflächenformen, von konkav (innere Krümmung des Rohrbogens) zu konvex (äußere Krümmung des Rohrbogenrückens) sowie verschiedene Rohrdurchmesser stellen für derzeitige Phased-Array-Geräte eine besondere Herausforderung dar. Da große steife Phased-Array-Sensoren für die Prüfung von gekrümmten Rohrbögen ungeeignet sind, verwenden Prüfer kleine UT-Schallköpfe zur Überprüfung von Stichproben, was auch das Zeichnen eines Rasters auf den Rohrbogen und das Notieren der Ergebnisse jedes Rasterfeldes beinhaltet. Dieses Verfahren bringt mehrere Nachteile mit sich: Es ist zeitaufwendig und mühsam, es ist in hohem Maße von den Fähigkeiten des Prüfers abhängig und Prüfer können nicht von den einfach zu interpretierenden Bildern der Phased-Array-Technologie profitieren.
Korrosionsdarstellung von Rohrbögen mit UT-Schallköpfen mit kleiner Ankoppelfläche
Herausforderungen bei der Prüfung von beschichteten Rohrbögen mit der Durchstrahlungsprüfung
Zum Schutz von Rohren, in denen korrosive Flüssigkeiten transportiert werden, kann die Rohrinnenwand mit einem korrosionsbeständigen Material beschichtet werden. So sind Rohre aus Kohlenstoffstahl häufig mit einer Metallbeschichtung (wie einer Nickellegierung) versehen. Beschichtete Rohre sind anfällig für Lochfraßkorrosion und Delamination, eine regelmäßige Prüfung ist somit unentbehrlich. Zusätzlich zur Prüfung mit konventionellem UT werden beschichtete Rohre häufig mittels der Durchstrahlungsprüfung geprüft. Diese Prüfung bringt jedoch bei der Prüfung von Rohrbögen mehrere Nachteile mit sich. 1. Der Strömungsfluss durch die Pipeline muss angehalten, das Rohr geleert, der Rohrbogen entfernt und für die Durchstrahlungsprüfung eingeschickt werden. 2. Der Prozess dauert bis zu anderthalb Tagen und ist so zeitlich ineffizient und damit kostspielig. 3. Für Prüfer besteht ein gewisses Sicherheitsrisiko, da sich Rohrbögen gewöhnlich hoch über dem Boden befinden, sie schwer sind und ihr gefährlicher Inhalt schwer zu handhaben ist.
Die Phased-Array-Lösung mit dem FlexoFORM Scanner für Rohrbögen
Um die Probleme bei der Prüfung von beschichteten Rohrbögen zu lösen, hat Olympus einen flexiblen Phased-Array-Sensor und Scanner für Rohrbögen entwickelt - die FlexoFORM Lösung. Diese innovative Sensor-Scanner-Lösung ermöglicht eine Dickendarstellung des gesamten Rohrbogens mit hoher Auflösung, was Prüfern genaue Diagnosen erleichtert. Dank der präzisen Informationen des FlexoFORM Scanners kann der Prüfer die verbleibende Betriebsdauer der Rohrbögen schnell und zuverlässig einschätzen sowie ggf. erforderliche Reparatur- oder Wartungsmaßnahmen festlegen.
Die FlexoFORM Lösung besteht aus drei Komponenten: einem flexiblen Phased-Array-Sensor, Wasserstreckenvorlaufkeilen für die Tauchtechnik (mit verschiedenen Rohrdurchmessern einsetzbar) und einem Scanner für eine stabile Positionierung auf der Prüfteiloberfläche.
Komponenten der FlexoFORM Lösung
Prüfergebnisse zu Lochfraßkorrosion und Delamination an einem beschichteten Rohr
Mit der FlexoFORM Lösung kann eine komplette Prüfung eines beschichteten Rohrbogens vor Ort zu einem Bruchteil der Zeit verglichen mit der Durchstrahlungsprüfung durchgeführt werden, welche mehr als einen Tag dauern würde. Während der von Olympus durchgeführten Prüfungen konnten die Rohrbögen mit dem Rohr weiterhin im Betrieb bleiben, wodurch nicht nur die Zeit, sondern auch die Betriebskosten gesenkt wurden. Zudem wurden Sicherheitsprobleme verringert, die mit dem Entfernen des Rohrbogens vom Rohr und dem Einschicken zur Durchstrahlungsprüfung einhergehen.
Das Prüfteil war in diesem Beispiel ein Rohr aus Kohlenstoffstahl mit einer Innenschicht aus einer Nickellegierung. Der Rohrbogen hatte einen Außendurchmesser von 16 Zoll und eine Dicke von 23 mm. Der FlexoFORM Scanner lieferte eine Auflösung von 1 mm × 2 mm mit einer Schallbündelapertur von 4 Elementen.
Die Prüfung dauerte, einschließlich der Vorbereitungszeit, insgesamt 35 Minuten.
Um die Klarheit und Präzision der Prüfergebnisse des FlexoFORM Scanners zu demonstrieren, führten wir einen Vergleich mit einer Probe aus der Produktion durch. Der Abschnitt wurde der Länge nach in zwei Hälften geschnitten, sodass sowohl die beschichtete Schweißlage als auch die Lochfraßkorrosion an einer Verbindungsstelle dazwischen erkennbar waren. Das C- und B-Bild auf dem OmniScan Prüfgerät zeigt, mit welcher hohen Auflösung die Bildgebung mittels Phased-Array-Technologie erfolgte, was die Interpretation und Diagnose erleichterte. Die Lochfraßkorrosion und ungenügende Durchschweißung der Beschichtung war leichter zu erkennen. Die Verbindungsstelle zwischen Beschichtung und Schweißlage kann als lochfraßanfällig gekennzeichnet werden, insbesondere bei ungenügender Aufschmelzung zwischen Beschichtung und dem Grundmaterial. Diese Kenntnis ermöglicht dem Prüfer, die verbleibende Lebensdauer des Rohrbogens besser einzuschätzen und den Prüfplan zu optimieren. |  Lochfraßkorrosion an der Verbindungsstelle zwischen Beschichtung und Schweißlage |
Daten mit C- und B-Bild mit angezeigter Lochfraßkorrosion und ungenügender Aufschmelzung an beschichteter Schweißlage
Zusammenfassung der Vorteile mit der FlexoFORM Scanner-Lösung
Mit der FlexoFORM Phased-Array-Lösung können Prüfer einige der Herausforderungen bei der Prüfungen auf Lochfraßkorrosion und Delamination bei Rohrbögen bewältigen. Der Prüfung des gesamten Rohrbogens kann vor Ort durchgeführt werden, ohne dass das Rohr außer Betrieb genommen werden muss. Dank des flexiblen Phased-Array-Sensors können Prüfer von der erweiterten Bildgebung mit hoher Auflösung der Phased-Array-Technologie profitieren und der Weggeber des Scanners ermöglicht eine Dickendarstellung des gesamten Rohrbogens. Die Lösung ist kostengünstig, bedienerfreundlich und für die verschiedensten Rohrdurchmesser geeignet.
