Door de marktdruk moeten buizenfabrikanten manieren vinden om de productiviteit te verhogen en tegelijkertijd te voldoen aan strenge kwaliteitsnormen. De keuze voor de beste inspectiemethode en het bijbehorende ondersteuningssysteem is daarom belangrijker dan ooit. Hoewel veel buizenproducenten vertrouwen op eindinspectie, gebruiken fabrikanten in veel gevallen testen eerder in het productieproces om defecte materialen of processen vroegtijdig op te sporen. Dit vermindert niet alleen de hoeveelheid afval, maar ook de kosten die gepaard gaan met de verwerking van defecte materialen. Deze aanpak leidt uiteindelijk tot een hogere winstgevendheid. Om deze redenen is het economisch gezien verstandig om een ​​niet-destructief testsysteem (NDT) aan een fabriek toe te voegen.
Veel factoren – materiaalsoort, diameter, wanddikte, processnelheid en methode van lassen of vormen van de buis – bepalen de beste test. Deze factoren beïnvloeden ook de keuze van kenmerken in de gebruikte inspectiemethode.
Wervelstroomtesten (ED) worden in veel pijpleidingtoepassingen gebruikt. Het is een relatief goedkope test die geschikt is voor dunwandige pijpen, doorgaans tot een wanddikte van 0,250 inch. De test is geschikt voor zowel magnetische als niet-magnetische materialen.
Sensoren of testspoelen vallen in twee basiscategorieën: omwikkelende en tangentiële. Omwikkelende spoelen inspecteren de gehele dwarsdoorsnede van de buis, terwijl tangentiële spoelen alleen het lasgebied inspecteren.
Wikkelspoelen detecteren defecten in de gehele binnenkomende strip, niet alleen in de laszone, en ze zijn doorgaans effectiever bij het testen van diameters kleiner dan 2 inch. Ze zijn ook tolerant voor paddrift. Een belangrijk nadeel is dat het doorvoeren van de binnenkomende strip door de walserij extra stappen en extra zorg vereist om deze door de testspoel te leiden. Bovendien kan een mislukte las, als de testspoel nauw aansluit op de diameter, ervoor zorgen dat de buis openspringt en de testspoel beschadigt.
Tangentiële spoelen onderzoeken een klein deel van de omtrek van de buis. Bij toepassingen met een grote diameter levert het gebruik van tangentiële spoelen in plaats van omwikkelende spoelen over het algemeen een betere signaal-ruisverhouding op (een maat voor de sterkte van het testsignaal ten opzichte van een statisch achtergrondsignaal). Tangentiële spoelen vereisen ook geen schroefdraad en zijn gemakkelijker buiten de fabriek te kalibreren. Het nadeel is dat ze alleen de laszone controleren. Ze zijn geschikt voor buizen met een grote diameter en kunnen ook voor kleinere diameters worden gebruikt als de laspositie goed gecontroleerd is.
Beide spoeltypen kunnen worden gebruikt om intermitterende discontinuïteiten op te sporen. Bij defecttesten, ook wel bekend als holte- of discrepantietesten, wordt de las continu vergeleken met een aangrenzend gedeelte van het basismetaal. Deze methode is gevoelig voor kleine veranderingen die worden veroorzaakt door discontinuïteiten. Ideaal voor het detecteren van korte defecten zoals gaatjes of overbruggingslassen, de belangrijkste methode die in de meeste walserijtoepassingen wordt gebruikt.
De tweede test, de absolute methode, bracht veel fouten aan het licht. Deze eenvoudigste vorm van ET vereist dat de operator het systeem elektronisch balanceert op goede materialen. Naast het opsporen van algemene, continue veranderingen, detecteert het ook veranderingen in wanddikte.
Het gebruik van deze twee ET-methoden hoeft niet bijzonder lastig te zijn. Indien het instrument hiermee is uitgerust, kunnen ze gelijktijdig met één enkele testspoel worden gebruikt.
Tot slot is de fysieke locatie van de tester cruciaal. Kenmerken zoals de omgevingstemperatuur en trillingen van de freesmachine (die op de buis worden overgebracht) kunnen de plaatsing beïnvloeden. Door de testspoel dicht bij de soldeerbox te plaatsen, krijgt de operator direct informatie over het soldeerproces. Temperatuurbestendige sensoren of extra koeling kunnen echter nodig zijn. Door de testspoel dicht bij het uiteinde van de freesmachine te plaatsen, kunnen defecten worden gedetecteerd die ontstaan ​​tijdens het kalibreren of vormen; er is echter een grotere kans op valse positieven, omdat de sensor zich op deze locatie dichter bij het afsnijdsysteem bevindt, waar de kans groter is dat trillingen tijdens het zagen of knippen worden gedetecteerd.
Ultrasoon onderzoek (UT) maakt gebruik van pulsen elektrische energie die worden omgezet in hoogfrequente geluidsenergie. Deze geluidsgolven worden via een medium zoals water of koelvloeistof naar het te onderzoeken materiaal geleid. Geluid is directioneel; de oriëntatie van de sensor bepaalt of het systeem naar defecten zoekt of de wanddikte meet. Een set transducers kan de omtrek van de laszone in kaart brengen. De UT-methode is niet beperkt door de wanddikte van de buis.
Om het UT-proces als meetinstrument te gebruiken, moet de operator de transducer zo oriënteren dat deze loodrecht op de buis staat. Geluidsgolven dringen de buitendiameter (OD) van de buis binnen, weerkaatsen tegen de binnendiameter (ID) en keren terug naar de transducer. Het systeem meet de looptijd – de tijd die een geluidsgolf nodig heeft om van de OD naar de ID te reizen – en zet deze tijd om in een diktemeting. Afhankelijk van de omstandigheden in de fabriek kan deze opstelling de wanddikte meten met een nauwkeurigheid van ± 0,001 inch.
Om materiaaldefecten op te sporen, positioneert de operator de transducer onder een schuine hoek. Geluidsgolven komen binnen vanaf de buitendiameter (OD), reizen naar de binnendiameter (ID), reflecteren terug naar de OD en bewegen zich op die manier langs de wand. De lasnaad zorgt ervoor dat de geluidsgolf reflecteert; deze volgt hetzelfde pad terug naar de sensor, die de geluidsgolf omzet in elektrische energie en een visuele weergave creëert die de locatie van het defect aangeeft. Het signaal passeert ook de defectpoort, die ofwel een alarm activeert om de operator te waarschuwen, ofwel een verfsysteem activeert dat de locatie van het defect markeert.
UT-systemen kunnen gebruikmaken van een enkele transducer (of meerdere transducers met één kristal) of van phased array-transducers.
Traditionele ultrasone testers gebruiken een of meer transducers met één kristal. Het aantal sensoren is afhankelijk van de verwachte lengte van het defect, de lijnsnelheid en andere testvereisten.
Gefaseerde array-ultrasoundscanners gebruiken meerdere transducer-elementen in één behuizing. Het besturingssysteem regelt elektronisch de geluidsgolven zonder de transducer-elementen te hoeven verplaatsen om het lasgebied te scannen. Het systeem kan diverse taken uitvoeren, zoals het detecteren van defecten, het meten van wanddiktes en het monitoren van veranderingen in de reiniging van de laszone. Deze inspectie- en meetmodi kunnen grotendeels gelijktijdig worden uitgevoerd. Belangrijk is dat de gefaseerde array-methode enige lasafwijking kan tolereren, omdat de array een groter gebied kan bestrijken dan traditionele sensoren met een vaste positie.
Een derde NDT-methode, magnetische lekdetectie (MFL), wordt gebruikt voor het inspecteren van leidingen met een grote diameter, dikke wanden en een magnetisch profiel. Deze methode is ideaal voor toepassingen in de olie- en gasindustrie.
MFL's maken gebruik van een sterk gelijkstroommagnetisch veld dat door een buis of buiswand loopt. De magnetische veldsterkte nadert volledige verzadiging, oftewel het punt waarop elke toename van de magnetiserende kracht niet resulteert in een significante toename van de magnetische fluxdichtheid. Wanneer magnetische veldlijnen een defect in het materiaal tegenkomen, kan de resulterende vervorming van de magnetische flux ervoor zorgen dat deze uit het oppervlak straalt of borrelt.
Een eenvoudige draadgewonden sonde die door een magnetisch veld wordt geleid, kan dergelijke luchtbellen detecteren. Net als bij andere magnetische inductietoepassingen vereist het systeem relatieve beweging tussen het te testen materiaal en de sonde. Deze beweging wordt bereikt door de magneet en sonde rond de omtrek van de buis of pijp te roteren. Om de verwerkingssnelheid te verhogen, maakt deze opstelling gebruik van extra sondes (opnieuw één array) of meerdere arrays.
De roterende MFL-eenheid kan longitudinale of transversale defecten detecteren. De verschillen zitten in de oriëntatie van de magnetiserende structuren en het ontwerp van de sonde. In beide gevallen zorgt het signaalfilter voor het detecteren van defecten en het onderscheiden tussen ID- en OD-locaties.
MFL is vergelijkbaar met ET en de twee vullen elkaar aan. ET is geschikt voor producten met een wanddikte van minder dan 0,250 inch, terwijl MFL wordt gebruikt voor producten met een grotere wanddikte.
Een voordeel van MFL ten opzichte van UT is het vermogen om minder ideale defecten te detecteren. Zo kan MFL bijvoorbeeld gemakkelijk spiraalvormige defecten opsporen. Defecten in dergelijke schuine richtingen kunnen ook door UT worden gedetecteerd, maar vereisen specifieke instellingen voor de verwachte hoek.
Geïnteresseerd in meer informatie over dit onderwerp? De Manufacturers and Manufacturers Association (FMA) heeft meer informatie. Auteurs Phil Meinczinger en William Hoffmann verzorgen een volledige dag vol informatie en begeleiding over de principes, apparatuurmogelijkheden, installatie en het gebruik van deze processen. De bijeenkomst vond plaats op 10 november op het hoofdkantoor van de FMA in Elgin, Illinois (nabij Chicago). Registratie is mogelijk voor zowel virtuele als fysieke deelname. Lees meer.
Tube & Pipe Journal was in 1990 het eerste tijdschrift dat volledig was gewijd aan de metaalbuizenindustrie. Het is tot op de dag van vandaag de enige publicatie in Noord-Amerika die zich op deze sector richt en is uitgegroeid tot de meest betrouwbare informatiebron voor professionals in de buizenbranche.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The FABRICATOR, heeft u eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.
De digitale editie van The Tube & Pipe Journal is nu volledig toegankelijk en biedt gemakkelijke toegang tot waardevolle branchebronnen.
Geniet van volledige toegang tot de digitale editie van STAMPING Journal, met de nieuwste technologische ontwikkelingen, beste praktijken en branchenieuws voor de metaalstempelmarkt.
Nu met volledige toegang tot de digitale editie van The Fabricator en Español, eenvoudig toegang tot waardevolle branchebronnen.