Использование HydroFORM для мониторинга наружной коррозии

Введение

Внутренняя и наружная поверхности труб из углеродистой стали с течением времени подвергаются коррозии, вне зависимости от условий эксплуатации. Регулярный контроль коррозии необходим для оценки целостности трубопроводов. Коррозионный сканер HydroFORM® особенно необходим для измерения остаточной толщины стенок труб. При использовании с контрольно-измерительным прибором на фазированных решетках, например, дефектоскопом OmniScan®, сканер HydroFORM – эффективный инструмент контроля коррозии, обеспечивающий высокую точность измерения остаточного материала с учетом отражений от внутренней и наружной поверхности. Дефектоскоп OmniScan анализирует отраженные ультразвуковые волны и рассчитывает задержку между эхо-сигналами от наружной и внутренней поверхностей для определения значения остаточной толщины стенки в каждой точке (1×1 мм).

Однако, в некоторых случаях, операторы хотят измерить только наружную коррозию, или определить влияние наружной и внутренней коррозии на остаточную толщину стенки.

Проблематика

Ручной контроль поверхности занимает много времени, и полученные результаты часто зависят от квалификации оператора. Результаты измерений могут варьироваться от пользователя к пользователю, и от контроля к контролю. Операторы нуждаются в более надежном и эффективном методе контроля. Использование лазера для измерения наружной коррозии требует значительных инвестиций в оборудование и обучение персонала. Кроме того, лазерный контроль не дает полной оценки целостности трубопровода, поскольку не достигает внутренней поверхности труб. Лазерная дефектоскопия должна сопровождаться другими технологиями/системами, которые, в свою очередь, могут потребовать подготовки и обучения персонала, управления данными и координации групп контроля.

Решение

Сканер HydroFORM – это проверенное решение для контроля внутренней коррозии труб. Благодаря концепции водяного столба, которая устраняет необходимость в призме, сканер HydroFORM имеет все преимущества иммерсионного контроля с применением фазированных решеток. Сканер обеспечивает оптимальное прилегание к поверхности и прекрасный акустический контакт, даже на неровных поверхностях.

При использовании сканера HydroFORM с многогрупповым прибором, мониторинг наружной и внутренней коррозии можно выполнить одновременно, за одно сканирование. Первая группа оптимизирована для мониторинга внутренней коррозии, вторая группа (с использованием того же ПЭП) – для контроля наружной коррозии. В итоге, генерируются два отдельных C-скана, которые можно проанализировать напрямую в дефектоскопе OmniScan, на компьютере с использованием ПО OmniPC^™ , или экспортировать в формате .csv. Электронные таблицы затем можно использовать для последующей обработки данных.

Типичная процедура

Процедура контроля наружной коррозии аналогична типичному применению сканера HydroFORM, но с некоторым отличием в параметрах.

Сначала необходимо создать группу внутренней коррозии путем установки конфигурации закона первой группы на «Линейн.» вместо «Линейн. при 0°». Угол контроля равен 0°.

Рис. 1: Установка конфигурации закона на «Линейн.»

Затем, для создания второй группы для наружной коррозии, следует скопировать настройки первой группы и изменить параметр призмы на «контакт». Данная конфигурация позволяет выполнить контроль наружной поверхности трубы через водяной столб.

Рис. 2: Выбор «контактной» призмы

Число элементов на луч устанавливается на 1.

Рис. 3: Число элементов на луч устанавливается на 1 (1)

Для того, чтобы обе группы имели одну общую апертуру и занимали одно положение на объекте контроля, первый и последний элементы должны быть установлены в соответствии со следующими формулами:

В примере ниже (Рис. 4), в первой группе было использовано 4 элемента, поэтому первый и последней элементы второй группы были установлены на 2 и 62, соответственно.

Рис. 4: Установка первого и последнего элементов

Параметр Глубина фокусировки не актуален, поскольку сфокусировать луч невозможно, когда мы имеет только 1 элемент на луч. Для отчетности, этот параметр установлен на «Несфокус.».

Рис. 5: Установка глубины фокусировки на «Несфокус.»

Скорость звука должна соответствовать значению воды (1480 м/с). Это позволяет обеспечить точность значений глубины.

Рис. 6: Настройка задержки в призме и скорости звука

Преобразователь устанавливается на бездефектную зону трубы, затем вручную настраивается задержка в призме, так чтобы передний эхо-сигнал был на 0 мм.

Рис. 7: Настройка переднего эхо-сигнала на 0 мм с помощью задержки в призме

• Поскольку рассматривается только поверхность объекта, а затухание ультразвука в воде незначительно, временная регулировка чувствительности (ВРЧ) для второй группы не требуется.
• Синхронизация строба не может быть использована для группы наружной коррозии, поэтому важно иметь стабильный держатель, как например, сканеры HydroFORM® и MapROVER™ производства Olympus. Более того, нестабильный держатель может провалиться в углубление на трубе, и привести к потере номинального опорного сигнала.
• Строки сканирования не могут перекрываться в режиме линейного сканирования. Соответственно, важно указать index delta в параметре Конец индекс. в меню Скан>Зона первой группы (внутренняя коррозия), чтобы правильно задать механический шаг на оси индексирования.
  
  Рис. 8: Index delta

Результаты Данные коррозии на корродированном образце Контроль был выполнен на трубе (НД 508 мм) с номинальной толщиной стенки 9 мм, с коррозией на внутренней и наружной поверхностях. Сканирование выполнено по окружности (по наружному диаметру) с использованием сканера HydroFORM и автоматизированного сканера MapROVER. Поверхность просканирована с разрешением 1 мм × 1 мм.

Рис. 9: Контроль трубы диам. 508 мм

Развертки S-скан и C-скан были использованы для визуализации коррозии. C-скан первой группы (Рис. 10) был использован для визуализации значения остаточной толщины стенки с учетом внутренней коррозии. Синий цвет на C-скане представляет номинальную толщину, а переход цвета из желтого в оранжевый и красный указывает на уменьшение толщины стенки. На C-скане, вы можете заметить 4 зоны с некогерентными (противоречивыми) данными. Это зоны, где ультразвуковой сигнал обрывается вследствие наружной коррозии.

Рис. 10: C-скан остаточной толщины с нарушенным сигналом вследствие наружной коррозии

Что касается второй группы, мы можем видеть наружную коррозию на обеих развертках: S-скане (Рис. 12) и C-скане (Рис. 11). В данном примере используется пользовательская цветовая палитра (типичная палитра для контроля коррозии): чем краснее цвет, тем глубже наружная коррозия. Наружная коррозия легко выявляется, и коррелируется с C-сканом остаточной толщины, полученным первой группой.

Рис. 11: C-скан наружной коррозии, полученный сканером HydroFORM   Рис. 12: S-скан наружной коррозии, полученный сканером HydroFORM

Заключение

С новой процедурой контроля с использованием сканера HydroFORM Olympus, мониторинг наружной коррозии выполняется во время обычной процедуры измерения внутренней коррозии/остаточной толщины. Вторая группа, оптимизированная для наружной коррозии, может быть создана с помощью дефектоскопа OmniScan MX2. Данные наружной и внутренней коррозии (остаточная толщина) могут быть экспортированы в файл CSV для дальнейшего анализа. Данный метод позволяет не только существенно сократить время контроля, но и избежать больших издержек на обучение и тренинги, необходимые при использовании нескольких технологий.