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Prüfung austenitischer Stahlrohre mit kleinem Durchmesser mit einem Dual Linear Array (DLA)-Sensor


Prüfung von Rohren mit kleinem Durchmesser

Anwendung:

Prüfung von dünnwandigen Rohren mit kleinem Durchmesser aus austenitischem Stahl, bei denen eine Prüfung mit linearen Transversalwellen scheitern würde.

Problem:

Eine Standardprüfung mit linearen Transversalwellen ist für diese Prüfanwendung ungeeignet. Die akustischen Eigenschaften von dünnwandigen, geschweißten Rohren mit kleinem Durchmesser stellen einzigartige Anforderungen an Dual Linear Arrays. Um sicherzustellen, dass der gewünschte Bereich fokussiert wird, wird für jeden Durchmesser ein anderer Dachwinkel des Vorlaufkeils benötigt.

Lösung:

Wir haben einen Dual Linear Array Sensor (DLA) mit verschiedenen Dachwinkeln in einem Standardgehäuse entwickelt, um diese Forderung zu erfüllen. Dieser Sensor ist an die Vorlaufkeile in dem Paket anpassbar, mit dem ein Rohr-AD von 1 Zoll bis 4,5 Zoll abgedeckt ist. Der Sensor wird an den COBRA Scanner zur Prüfung von geschweißten Rohren mit kleinem Durchmesser angeschlossen und mit dem OmniScan SX Prüfgerät eingesetzt. Dieses Paket bietet eine Prüflösung für Situationen, in denen lineare Transversalwellen keine Fehler in schallstreuenden oder schallschwächenden Werkstoffen erkennen.

Dual Linear Array Sensor: Ansicht von unten

Artikelnummer Teilenummer Beschreibung
Q3301132 5DL16-12X5-A25-P-2.5-OM Standard Phased-Array-Sensor, 5 MHz, Dual-Arrays mit 16 Elementen, gesamte aktive Apertur 12 mm × 5 mm, Abstand 0,75 mm, Höhe 5 mm, Gehäusetyp A25, Impedanzanpassung an Rexolite, PVC-Ummantelung, 2,5 m Kabel, ein (1) OmniScan Anschluss.
Q7201159 SA25-DN70L-Kit Ein (1) flacher SA25-DN70L Vorlaufkeil und neun (9) gekrümmte SA25-DN70L Vorlaufkeile zur Abdeckung der Nenn-AD des Rohrs von 0,84 Zoll bis 4,5 Zoll. Besitzt IH-Option (Wasserzulauf und Scannerbohrungen). Passt zu A25 Dual Array Sensoren. WICHTIGER HINWEIS: Sendemodulierungen für das OmniScan SX können mit dieser Lösung nicht im OmniScan Prüfgerät erstellt werden; stattdessen muss die Software NDT SetupBuilder oder TomoView verwendet werden. Bei dieser Lösung ist die minimale lichte Höhe höher, als sie für einem COBRA Scanner alleine erforderlich ist.
U8750063 COBRA-HALF Paket mit COBRA Scanner für die einseitige Prüfung von Rohren mit einem AD von 0,84 Zoll bis 4,5 Zoll mit einem Sensor einschließlich Wasserleistungssystem und Einrichtungsschablonen. Weggeberkabel 2,5 m mit LEMO-Anschluss, kompatibel mit dem OmniScan X3 und SX. NICHT INBEGRIFFEN: Vorlaufkeile und Sensoren.
Q1000036 OMNISXPA1664PR-A25-SA25 OmniScan SX und A25 COBRA Scanner DLA Spezialpaket. Enthält ein tragbares OmniScan SX 16:64PR Phased-Array-Prüfgerät (mit einem Kanal zur Prüfung mit konventionellem Ultraschall) mit: Netzteil, Akku, kleinem Transportkoffer, SD-Karte, USB-Flashdrive, zwei (2) entspiegelten Blendschutzfolien, Benutzerhandbuch, USB-Stick mit den Benutzerhandbüchern der OmniScan Software, 1 Jahr Garantie. Enthält auch die folgenden Artikel: (1) OmniPC HASP-Schlüssel mit OmniPC und NDT SetupBuilder (OMNIPC-A) -(1).
+ Paket mit COBRA Scanner für die einseitige Prüfung von Rohren mit einem AD von 0,84 Zoll bis 4,5 Zoll (COBRA-HALF), einem (1) 5 MHz DLA-Sensor mit 16 Elementen, A25-Gehäuse für COBRA Scanner (5DL16-12X5-A25- P-2.5-OM), einem (1) Vorlaufkeilsatz der Serie A25, mit einem (1) flachen Vorlaufkeil und neun (9) gekrümmten Vorlaufkeilen (SA25-DN70L-KIT), einem (1) ES BeamTool Version 8 HardLock (HASP-Schlüssel) Paket für PA-Technikentwicklung (SOFT-ESBEAM8HL).

Einrichtung

Einrichtung der Lösung

  1. Wählen Sie den Vorlaufkeil und die Sendemodulierungsdatei für den gewünschten Außendurchmesser aus.
  2. Koppeln Sie den Sensor und den Vorlaufkeil.
  3. Laden Sie die Sendemodulierungsdatei für die spezifische Fokustiefe und den Außendurchmesser herunter. (Ein USB-Stick mit Advanced Calculator Setup und Sendemodulierungsdateien ist im Lieferumfang jedes Sensors enthalten.)
  4. Richten Sie das Prüfteil mit der Schweißnaht für die Prüfung aus.
  5. Kalibrieren Sie den ID und AD der Bohrungen unter Verwendung des gleichen Basismaterials:
    • Stellen Sie den Vorlaufkeilvorlauf (ca. 0,6 μs ist häufig ausreichend) manuell ein.
    • Verwenden Sie Reflektoren mit dem gewünschtem Index-Offset, um eine Kalibrierung der Empfindlichkeit mit zwei Punkten im OmniScan Assistenten zu beenden.

Abbildung zur Einrichtung der Lösung

Das Prüfergebnis sollte aus zwei Reflektor-Peaks an der Schweißmittellinie bestehen.

Phased Array Sensoreinrichtung auf einem Rohr mit kleinem DurchmesserBildschirmansicht der Ergebnisse bei ordnungsgemäßer Einrichtung

Im Folgendem zeigt eine Darstellung die möglichen Signalwege des DLA-Sensors in Längsprüfrichtung. Sind die Blenden richtig eingestellt, zeigt die A-Blende die Techniken 1 und 2 mit longitudinaler komprimierter Geschwindigkeit an und zeichnet in der Schweißnahtmaske an der richtigen volumetrischen Position auf. Die B-Blende zeigt die Techniken 3 und 4 mit mindestens einer Umlenkung der Transversalwelle an. Trotz der falschen Aufzeichnung ist es dennoch nützlich zur Fehlererkennung und Fehlergrößenbestimmung.

Echopfade des Prüfkopfs

Ergebnisse:

Wir haben unter Verwendung der kalibrierten Einstellungen die Prüfung durchgeführt und Prüfdaten aufgezeichnet. Wir haben festgestellt, dass die A-Blende die Schweißnahtgeometrie mit den empfangenen Signalen von vier Fehlern im Rohr aufzeichnet. Die Änderung des C-Bilds zur Anzeige der B-Blende zeigte, dass die Fehler an Positionen entlang der Scan-Achse bei Betrachtung des konvertierten Signals leicht erkannt wurden.

Ergebnisse: Änderung des C-Bilds zur Anzeige der B-Blende

Dann haben wir jeden Fehler in der A-C-R-S-Ansicht betrachtet. Dadurch konnte jede Indikation entlang der Scan-Achse, das A-Bild mit positioniertem Cursor und das R-/S-Bild gesehen werden, die die Indikationen in der Schweißnaht zeigen.* Wir betrachteten die Prüfdaten im A-Bild, um zu überprüfen, ob sie richtig aufgezeichnet wurden, unter Berücksichtigung der zusätzlichen Indikationen vom konvertiertem Signal.

* Die Position der Indikation ist nur genau, wenn die direkte Longitudinalwelle den Schwellenwert der A-Blende durchbricht.

Fehler 1 ist ein Riss in der Schweißnahtmitte und wurde in der A- und B-Blende erkannt. Wir können den Riss in der Schweißnahtmitte richtig aufgezeichnet im Schweißnahtvolumen über der Wurzelgeometrie sehen. Außerdem ist ein sekundäres konvertiertes Signal vorhanden, das nicht richtig positioniert ist, aber nützlich für die Erkennung und Größenbestimmung von Fehlern auf der der Scan-Achse ist.

Fehler 1: Abbildung des Risses in der SchweißnahtmitteFehler 1: Ergebnisse der Prüfung des Risses in der Schweißnahtmitte

Fehler 2 ist ein anderer Riss in der Schweißnahtmitte, der deutlich mit dem konvertierten Signal erkannt wird, aber sehr schwach in der direkten Longitudinalwelle erscheint. In diesem Fall ist zu erkennen, dass der Fehler bei 23,5 % der Amplitude in der Schweißnahtmitte angezeigt wird.

Fehler 2: Abbildung des Risses in der Schweißnahtmitte (tieferer Riss)Fehler 2: Ergebnisse der Prüfung des Risses in der Schweißnahtmitte

Fehler 3 ist ein außenliegender Ermüdungsriss entlang der Schweißnahtfase. Die Indikation wird anhand der konvertierten Prüfdaten sehr klar angezeigt, aber erscheint nur bei 19,6 % der Amplitude für die direkte Longitudinalwelle.

Fehler 3: Abbildung des  Ermüdungsrisses entlang der SchweißnahtfaseFehler 3: Ergebnisse der Prüfung des Ermüdungsrisses entlang der Schweißnahtfase

Fehler 4 ist ein innenliegender Ermüdungsriss entlang der Schweißnahtwurzel. Er wird nur in der zweiten Umlenkung des Longitudinalsignals angezeigt und korrekt an der Schweißnahtmaske aufgetragen.

Fehler 4: Abbildung des innenliegenden ErmüdungsrissesFehler 4: Ergebnisse der Prüfung des innenliegenden Ermüdungsrisses

Fazit

Der A25 Dual Linear Sensor kann dünnwandige, austenitische Schweißnähte mit kleinem Durchmesser prüfen. Die Verwendung von Blenden zur Anzeige aller Signalmodi gewährleistet eine gute Erkennung und Größenbestimmung von Fehlern. Umfassende Kenntnisse über die Echodynamik, Dual Linear Signalmodi und die Kalibrierung des Sensors sind für eine erfolgreiche Prüfung wichtig.

Olympus IMS

Verwendete Produkte
Dual Matrix Array (DMA) Sensoren bestehen aus zwei Matrix Array Sensoren, die mit dem gleichen Anschluss verdrahtet sind, um Schallbündel mit Longitudinalwellen zu senden und zu empfangen. Sie sind besonders bei der Prüfung von beschichteten Rohren oder bei sehr schallschwächenden Materialien hilfreich.
Das OmniScan SX für Einzelgruppen ist leicht, besitzt einen hellen 8,4 Zoll (21,3 cm) großen Touchscreen und stellt eine kostengünstige Lösung dar. Zwei Modelle des OmniScan SX stehen zur Verfügung: das SX PA und das SX UT. Das SX PA (16:64PR) sowie das SX UT verfügen über einen Kanal für konventionellen Ultraschall für IE-, SE- und TOFD-Prüfungen.
Der COBRA-Handscanner zusammen mit dem OmniScan X3 Prüfgerät wird zur Prüfung von Schweißnähten in Umfangsrichtung an Rohren mit kleinem Durchmesser eingesetzt. Der COBRA Scanner für kleine Durchmesser kann zwei PA-Sensoren für die Prüfung von Rohren mit einem AD von 0,84 Zoll bis 4,5 Zoll aufnehmen.
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