Vzhledem k tomu, že tlak trhu nutí výrobce trubek hledat způsoby, jak zvýšit produktivitu a zároveň dodržovat přísné standardy kvality, je výběr nejlepší metody kontroly a podpůrného systému důležitější než kdy dříve. Zatímco mnoho výrobců trubek se spoléhá na konečnou kontrolu, v mnoha případech výrobci používají testování v dalších fázích výrobního procesu k včasnému odhalení vadných materiálů nebo procesů. To nejen snižuje zmetkovitost, ale také snižuje náklady spojené s manipulací s vadnými materiály. Tento přístup se v konečném důsledku promítá do vyšší ziskovosti. Z těchto důvodů má přidání systému nedestruktivního testování (NDT) do továrny dobrý ekonomický smysl.
Nejlepší test určuje mnoho faktorů – typ materiálu, průměr, tloušťka stěny, rychlost procesu a metoda svařování nebo tvarování trubky. Tyto faktory také ovlivňují výběr prvků použité metody kontroly.
Zkouška vířivými proudy (ET) se používá v mnoha potrubních aplikacích. Jedná se o relativně nízkonákladovou zkoušku, kterou lze použít v tenkostěnných trubkách, obvykle do tloušťky stěny 0,250 palce. Je vhodná pro magnetické i nemagnetické materiály.
Snímače nebo testovací cívky spadají do dvou základních kategorií: ovíjecí a tangenciální. Ovíjecí cívky kontrolují celý průřez trubky, zatímco tangenciální cívky kontrolují pouze svařovanou oblast.
Obklopující cívky detekují vady v celém vstupním pásu, nejen ve svarové zóně, a bývají účinnější při testování velikostí menších než 2 palce (5 cm). Jsou také tolerantní k posunu podložky. Hlavní nevýhodou je, že průchod vstupního pásu válcovací linkou vyžaduje další kroky a mimořádnou opatrnost při jeho průchodu testovanou cívkou. Pokud je také testovaná cívka těsně přiléhající k průměru, může neúspěšný svar způsobit prasknutí trubice a poškození testované cívky.
Tangenciální cívky zkoumají malou část obvodu trubky. V aplikacích s velkým průměrem obvykle použití tangenciálních cívek namísto ovinutých cívek vede k lepšímu poměru signálu k šumu (míra síly testovacího signálu vzhledem ke statickému signálu v pozadí). Tangenciální cívky také nevyžadují závity a snáze se kalibrují mimo válcovnu. Nevýhodou je, že kontrolují pouze svarovou zónu. Jsou vhodné pro trubky s velkým průměrem a lze je použít i pro malé rozměry, pokud je poloha svaru dobře kontrolována.
Oba typy cívek mohou testovat občasné diskontinuity. Testování vad, známé také jako testování dutin nebo diskrepancí, kontinuálně porovnává svar s přilehlou částí základního kovu a je citlivé na malé změny způsobené diskontinuitami. Je ideální pro detekci krátkých vad, jako jsou póry nebo přeskokové svary, což je primární metoda používaná ve většině aplikací válcovacích stolic.
Druhý test, absolutní metoda, odhalil rozsáhlé nedostatky. Tato nejjednodušší forma ET vyžaduje, aby operátor elektronicky vyvažoval systém na kvalitních materiálech. Kromě zjišťování obecných, spojitých změn detekuje také změny v tloušťce stěny.
Použití těchto dvou metod ET nemusí být nijak zvlášť problematické. Pokud je jimi přístroj vybaven, lze je použít současně s jednou testovací cívkou.
Konečně je kritické fyzické umístění testeru. Charakteristiky, jako je okolní teplota a vibrace mlýna (přenášené do trubice), mohou ovlivnit umístění. Umístění testovací cívky blízko pájecí krabice poskytuje obsluze okamžité informace o procesu pájení. Mohou však být vyžadovány teplotně odolné senzory nebo dodatečné chlazení. Umístění testovací cívky blízko konce mlýna může detekovat vady způsobené procesem dimenzování nebo tvarování; existuje však větší pravděpodobnost falešně pozitivních výsledků, protože toto umístění přibližuje senzor k oddělovacímu systému, kde je pravděpodobnější, že detekuje vibrace během řezání nebo stříhání.
Ultrazvukové testování (UT) využívá pulzy elektrické energie a přeměňuje ji na vysokofrekvenční zvukovou energii. Tyto zvukové vlny se přenášejí do testovaného materiálu prostřednictvím médií, jako je voda nebo chladicí kapalina mlýna. Zvuk je směrový; orientace senzoru určuje, zda systém hledá vady nebo měří tloušťku stěny. Sada snímačů může vytvořit obrys svarové zóny. Metoda UT není omezena tloušťkou stěny trubky.
Aby bylo možné použít proces UT jako měřicí nástroj, musí obsluha orientovat snímač tak, aby byl kolmý k trubce. Zvukové vlny vstupují do vnějšího průměru trubky, odrážejí se od vnitřního průměru a vracejí se do snímače. Systém měří dobu letu – dobu, kterou zvuková vlna potřebuje k cestě z vnějšího do vnitřního průměru – a převádí tento čas na hodnotu tloušťky. V závislosti na podmínkách válcovny dokáže toto nastavení měřit tloušťku stěny s přesností ± 0,001 palce.
Pro detekci vad materiálu umístí operátor snímač do šikmého úhlu. Zvukové vlny vstupují z vnějšího průměru, putují k vnitřnímu průměru, odrážejí se zpět k vnějšímu průměru a tímto směrem se šíří podél stěny. Přerušení svařování způsobuje odraz zvukové vlny; ta se stejnou cestou vrací zpět k senzoru, který ji přeměňuje zpět na elektrickou energii a vytváří vizuální zobrazení, které indikuje umístění vady. Signál také prochází ochranou proti vadám, která buď spustí alarm, který upozorní operátora, nebo spustí systém nátěru, který označí umístění vady.
Systémy UT mohou používat jeden měnič (nebo více měničů s jedním krystalem) nebo měniče s fázovaným polem.
Tradiční UT používají jeden nebo více monokrystalových měničů. Počet senzorů závisí na očekávané délce defektu, rychlosti linky a dalších požadavcích na testování.
Fázované senzory UT používají v tělese více měničů. Řídicí systém elektronicky řídí zvukové vlny bez nutnosti přemisťování měničů pro skenování oblasti svaru. Systém může provádět řadu činností, jako je detekce vad, měření tloušťky stěny a sledování změn v čištění svarové zóny. Tyto kontrolní a měřicí režimy lze provádět v podstatě současně. Důležité je, že přístup s fázovaným polem toleruje určitý posun svaru, protože pole může pokrýt větší plochu než tradiční senzory s pevnou polohou.
Třetí metoda NDT, magnetická kontrola úniku (MFL), se používá ke kontrole magnetických trubek o velkém průměru, tlustých stěnách a v magnetické kvalitě. Je ideální pro aplikace v ropném a plynárenském průmyslu.
MFL používají silné stejnosměrné magnetické pole, které prochází trubicí nebo její stěnou. Intenzita magnetického pole se blíží plné saturaci, tedy bodu, ve kterém jakékoli zvýšení magnetizační síly nevede k významnému zvýšení hustoty magnetického toku. Když siločáry magnetického pole narazí na vadu v materiálu, výsledné zkreslení magnetického toku může způsobit jeho vyzařování nebo bublání z povrchu.
Jednoduchá drátěná sonda procházející magnetickým polem dokáže takové bubliny detekovat. Stejně jako u jiných aplikací magnetické indukce vyžaduje systém relativní pohyb mezi testovaným materiálem a sondou. Tohoto pohybu se dosahuje otáčením sestavy magnetu a sondy po obvodu trubky nebo potrubí. Pro zvýšení rychlosti zpracování toto nastavení používá další sondy (opět jedno pole) nebo více polí.
Rotační jednotka MFL dokáže detekovat podélné nebo příčné defekty. Rozdíly spočívají v orientaci magnetizačních struktur a konstrukci sondy. V obou případech signálový filtr zajišťuje proces detekce defektů a rozlišuje mezi vnitřním a vnějším průměrem.
MFL je podobný ET a oba se vzájemně doplňují. ET je vhodný pro výrobky s tloušťkou stěny menší než 0,250 palce, zatímco MFL se používá pro výrobky s tloušťkou stěny větší než tato.
Jednou z výhod MFL oproti UT je jeho schopnost detekovat méně než ideální defekty. Například MFL dokáže snadno detekovat spirálové defekty. Defekty v takových šikmých směrech lze detekovat pomocí UT, ale vyžadují specifické nastavení pro očekávaný úhel.
Máte zájem o více informací k tomuto tématu? Více informací nabízí Asociace výrobců a výrobců (FMA). Autoři Phil Meinczinger a William Hoffmann poskytnou celodenní informace a poradenství ohledně principů, možností vybavení, nastavení a používání těchto procesů. Setkání se konalo 10. listopadu v sídle FMA v Elginu ve státě Illinois (nedaleko Chicaga). Registrace je otevřena pro virtuální i osobní účast. Zjistěte více.
Časopis Tube & Pipe Journal se v roce 1990 stal prvním časopisem věnovaným odvětví kovových trubek. Dnes zůstává jedinou publikací v Severní Americe věnovanou tomuto odvětví a stal se nejdůvěryhodnějším zdrojem informací pro odborníky na potrubí.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The FABRICATOR máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně dostupné a poskytuje snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.
Získejte plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který nabízí nejnovější technologický pokrok, osvědčené postupy a novinky z oboru lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání časopisu The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným oborovým zdrojům.