เนื่องจากแรงกดดันจากตลาดทำให้ผู้ผลิตท่อต้องหาวิธีเพิ่มผลผลิตในขณะที่ยังคงรักษามาตรฐานคุณภาพที่เข้มงวด การเลือกวิธีการตรวจสอบและระบบสนับสนุนที่ดีที่สุดจึงมีความสำคัญมากกว่าที่เคย ในขณะที่ผู้ผลิตท่อจำนวนมากพึ่งพาการตรวจสอบขั้นสุดท้าย แต่ในหลายกรณี ผู้ผลิตใช้การทดสอบในขั้นตอนต้นน้ำของการผลิตเพื่อตรวจจับวัสดุหรือกระบวนการที่บกพร่องตั้งแต่เนิ่นๆ ซึ่งไม่เพียงแต่จะลดของเสีย แต่ยังช่วยลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการจัดการวัสดุที่บกพร่องอีกด้วย แนวทางนี้ส่งผลให้มีกำไรสูงขึ้นในที่สุด ด้วยเหตุผลเหล่านี้ การเพิ่มระบบการทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) เข้าไปในโรงงานจึงเป็นการตัดสินใจที่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ
ปัจจัยหลายอย่าง เช่น ประเภทวัสดุ เส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนาของผนัง ความเร็วในการผลิต และวิธีการเชื่อมหรือขึ้นรูปท่อ ล้วนเป็นตัวกำหนดวิธีการทดสอบที่ดีที่สุด ปัจจัยเหล่านี้ยังมีอิทธิพลต่อการเลือกคุณลักษณะในวิธีการตรวจสอบที่ใช้ด้วย
การทดสอบด้วยกระแสไหลวน (Eddy Current Testing หรือ ET) ใช้ในงานท่อหลายประเภท เป็นการทดสอบที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ และสามารถใช้ได้กับท่อผนังบาง โดยทั่วไปมีความหนาของผนังไม่เกิน 0.250 นิ้ว เหมาะสำหรับวัสดุแม่เหล็กและวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก
เซนเซอร์หรือขดลวดทดสอบแบ่งออกเป็นสองประเภทพื้นฐาน ได้แก่ แบบพันรอบและแบบสัมผัส ขดลวดแบบพันรอบจะตรวจสอบหน้าตัดทั้งหมดของท่อ ในขณะที่ขดลวดแบบสัมผัสจะตรวจสอบเฉพาะบริเวณรอยเชื่อมเท่านั้น
ขดลวดแบบพันรอบตรวจจับข้อบกพร่องได้ทั่วทั้งแผ่นโลหะที่เข้ามา ไม่ใช่แค่บริเวณรอยเชื่อม และมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อทดสอบขนาดที่เล็กกว่า 2 นิ้วในเส้นผ่านศูนย์กลาง นอกจากนี้ยังทนต่อการเคลื่อนตัวของแผ่นรองได้ดี ข้อเสียเปรียบที่สำคัญคือ การส่งแผ่นโลหะที่เข้ามาผ่านเครื่องรีดนั้นต้องใช้ขั้นตอนเพิ่มเติมและความระมัดระวังเป็นพิเศษในการส่งผ่านขดลวดทดสอบ นอกจากนี้ หากขดลวดทดสอบแน่นเกินไปกับเส้นผ่านศูนย์กลาง รอยเชื่อมที่ล้มเหลวอาจทำให้ท่อแตกออก ทำให้ขดลวดทดสอบเสียหายได้
ขดลวดสัมผัสจะตรวจสอบเพียงส่วนเล็ก ๆ ของเส้นรอบวงของท่อ ในการใช้งานกับท่อขนาดใหญ่ การใช้ขดลวดสัมผัสแทนขดลวดพันรอบโดยทั่วไปจะให้ค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ดีกว่า (ซึ่งเป็นตัววัดความแรงของสัญญาณทดสอบเมื่อเทียบกับสัญญาณคงที่ในพื้นหลัง) ขดลวดสัมผัสยังไม่จำเป็นต้องมีเกลียวและปรับเทียบได้ง่ายกว่านอกโรงงาน ข้อเสียคือตรวจสอบได้เฉพาะบริเวณรอยเชื่อมเท่านั้น เหมาะสำหรับท่อขนาดใหญ่และสามารถใช้สำหรับงานขนาดเล็กได้หากควบคุมตำแหน่งรอยเชื่อมได้ดี
ขดลวดทั้งสองประเภทสามารถใช้ทดสอบความไม่ต่อเนื่องเป็นช่วงๆ ได้ การทดสอบข้อบกพร่อง หรือที่เรียกว่าการทดสอบช่องว่างหรือความคลาดเคลื่อน จะเปรียบเทียบรอยเชื่อมกับส่วนที่อยู่ติดกันของโลหะฐานอย่างต่อเนื่อง และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่เกิดจากความไม่ต่อเนื่อง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องขนาดเล็ก เช่น รูเล็กๆ หรือรอยเชื่อมกระโดด ซึ่งเป็นวิธีการหลักที่ใช้ในงานรีดเหล็กส่วนใหญ่
การทดสอบครั้งที่สอง ซึ่งเป็นวิธีการแบบสัมบูรณ์ พบข้อบกพร่องที่มีรายละเอียดมาก รูปแบบ ET ที่ง่ายที่สุดนี้ต้องการให้ผู้ปฏิบัติงานปรับสมดุลระบบทางอิเล็กทรอนิกส์บนวัสดุที่ดี นอกจากการค้นหาการเปลี่ยนแปลงทั่วไปอย่างต่อเนื่องแล้ว ยังตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในความหนาของผนังได้อีกด้วย
การใช้สองวิธี ET นี้ไม่จำเป็นต้องยุ่งยากเป็นพิเศษ หากเครื่องมือมีอุปกรณ์ดังกล่าว ก็สามารถใช้พร้อมกันได้โดยใช้ขดลวดทดสอบเพียงอันเดียว
สุดท้ายนี้ ตำแหน่งทางกายภาพของเครื่องทดสอบมีความสำคัญอย่างยิ่ง คุณลักษณะต่างๆ เช่น อุณหภูมิแวดล้อมและการสั่นสะเทือนของเครื่องกัด (ที่ส่งผ่านไปยังท่อ) สามารถส่งผลต่อตำแหน่งการวางได้ การวางขดลวดทดสอบไว้ใกล้กับกล่องบัดกรีจะทำให้ผู้ปฏิบัติงานได้รับข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการบัดกรีได้ทันที อย่างไรก็ตาม อาจจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์ที่ทนต่ออุณหภูมิหรือระบบระบายความร้อนเพิ่มเติม การวางขดลวดทดสอบไว้ใกล้กับปลายเครื่องกัดสามารถตรวจจับข้อบกพร่องที่เกิดจากกระบวนการปรับขนาดหรือขึ้นรูปได้ อย่างไรก็ตาม มีโอกาสเกิดผลลัพธ์ที่ผิดพลาดมากขึ้น เนื่องจากตำแหน่งนี้ทำให้เซ็นเซอร์อยู่ใกล้กับระบบตัดมากขึ้น ซึ่งมีแนวโน้มที่จะตรวจจับการสั่นสะเทือนระหว่างการเลื่อยหรือการตัดได้มากกว่า
การทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิค (UT) ใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นพัลส์และแปลงเป็นพลังงานเสียงความถี่สูง คลื่นเสียงเหล่านี้จะถูกส่งไปยังวัสดุที่ต้องการทดสอบผ่านตัวกลาง เช่น น้ำหรือสารหล่อเย็น เสียงมีทิศทาง การวางตำแหน่งของเซนเซอร์จะเป็นตัวกำหนดว่าระบบกำลังมองหาข้อบกพร่องหรือวัดความหนาของผนัง ชุดทรานสดิวเซอร์สามารถสร้างโครงร่างของบริเวณรอยเชื่อมได้ วิธีการ UT ไม่จำกัดด้วยความหนาของผนังท่อ
ในการใช้กระบวนการ UT เป็นเครื่องมือวัด ผู้ปฏิบัติงานต้องจัดวางทรานสดิวเซอร์ให้ตั้งฉากกับท่อ คลื่นเสียงจะเข้าสู่ท่อจากด้านนอก สะท้อนจากด้านใน และกลับมายังทรานสดิวเซอร์ ระบบจะวัดเวลาในการเดินทาง — เวลาที่คลื่นเสียงใช้ในการเดินทางจากด้านนอกไปยังด้านใน — และแปลงเวลานั้นเป็นการวัดความหนา ขึ้นอยู่กับสภาวะของโรงงาน การตั้งค่านี้สามารถวัดความหนาของผนังได้ด้วยความแม่นยำ ± 0.001 นิ้ว
เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องของวัสดุ ผู้ปฏิบัติงานจะวางหัววัดในมุมเฉียง คลื่นเสียงจะเข้าจากด้านนอก เดินทางไปยังด้านใน สะท้อนกลับไปยังด้านนอก และเดินทางไปตามผนังในลักษณะนั้น ความไม่ต่อเนื่องของการเชื่อมทำให้คลื่นเสียงสะท้อนกลับมายังเซ็นเซอร์ ซึ่งจะแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าและสร้างภาพแสดงผลที่ระบุตำแหน่งของข้อบกพร่อง สัญญาณยังผ่านประตูตรวจจับข้อบกพร่อง ซึ่งจะส่งสัญญาณเตือนเพื่อแจ้งผู้ปฏิบัติงาน หรือกระตุ้นระบบพ่นสีเพื่อทำเครื่องหมายตำแหน่งของข้อบกพร่อง
ระบบ UT สามารถใช้ทรานสดิวเซอร์เดี่ยว (หรือทรานสดิวเซอร์ผลึกเดี่ยวหลายตัว) หรือทรานสดิวเซอร์แบบอาร์เรย์เฟสได้
เครื่องอัลตราโซนิคแบบดั้งเดิมใช้ทรานสดิวเซอร์แบบผลึกเดี่ยวหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น จำนวนเซนเซอร์ขึ้นอยู่กับความยาวของข้อบกพร่องที่คาดการณ์ไว้ ความเร็วของสายการผลิต และข้อกำหนดการทดสอบอื่นๆ
เครื่องตรวจจับคลื่นเสียงแบบเฟสอาร์เรย์ใช้ตัวแปลงสัญญาณหลายตัวในตัวเดียวกัน ระบบควบคุมจะควบคุมคลื่นเสียงทางอิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ต้องปรับตำแหน่งของตัวแปลงสัญญาณเพื่อสแกนบริเวณรอยเชื่อม ระบบนี้สามารถทำกิจกรรมได้หลากหลาย เช่น การตรวจจับข้อบกพร่อง การวัดความหนาของผนัง และการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในการทำความสะอาดบริเวณรอยเชื่อม โหมดการตรวจสอบและการวัดเหล่านี้สามารถดำเนินการได้พร้อมกันอย่างมีประสิทธิภาพ ที่สำคัญคือ วิธีการแบบเฟสอาร์เรย์สามารถทนต่อการเคลื่อนตัวของรอยเชื่อมได้บ้าง เนื่องจากอาร์เรย์สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างกว่าเซ็นเซอร์แบบติดตั้งอยู่กับที่แบบดั้งเดิม
วิธีการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) วิธีที่สาม คือ การตรวจสอบการรั่วไหลด้วยสนามแม่เหล็ก (Magnetic Leakage: MFL) ซึ่งใช้ในการตรวจสอบท่อขนาดใหญ่ ผนังหนา และมีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ
MFLs ใช้สนามแม่เหล็กกระแสตรงแรงสูงที่ผ่านท่อหรือผนังท่อ ความแรงของสนามแม่เหล็กจะเข้าใกล้จุดอิ่มตัวเต็มที่ หรือจุดที่การเพิ่มแรงแม่เหล็กจะไม่ส่งผลให้ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเส้นสนามแม่เหล็กพบกับข้อบกพร่องในวัสดุ การบิดเบี้ยวของฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นอาจทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กพุ่งออกมาหรือเกิดเป็นฟองจากพื้นผิว
หัววัดแบบขดลวดอย่างง่ายที่ผ่านสนามแม่เหล็กสามารถตรวจจับฟองอากาศดังกล่าวได้ เช่นเดียวกับการใช้งานการเหนี่ยวนำแม่เหล็กอื่นๆ ระบบนี้ต้องการการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างวัสดุที่กำลังทดสอบและหัววัด การเคลื่อนที่นี้ทำได้โดยการหมุนชุดแม่เหล็กและหัววัดไปรอบๆ เส้นรอบวงของท่อหรือท่อ เพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผล การตั้งค่านี้ใช้หัววัดเพิ่มเติม (อีกหนึ่งชุด) หรือหลายชุด
ชุด MFL แบบหมุนได้สามารถตรวจจับข้อบกพร่องตามแนวยาวหรือแนวขวางได้ ความแตกต่างอยู่ที่ทิศทางของโครงสร้างแม่เหล็กและการออกแบบหัววัด ในทั้งสองกรณี ตัวกรองสัญญาณจะจัดการกระบวนการตรวจจับข้อบกพร่องและแยกแยะระหว่างตำแหน่งด้านในและด้านนอก
MFL มีลักษณะคล้ายกับ ET และทั้งสองชนิดเสริมซึ่งกันและกัน ET เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาของผนังน้อยกว่า 0.250 นิ้ว ในขณะที่ MFL ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนาของผนังมากกว่านี้
ข้อดีอย่างหนึ่งของ MFL เมื่อเทียบกับ UT คือความสามารถในการตรวจจับข้อบกพร่องที่ไม่สมบูรณ์แบบได้ ตัวอย่างเช่น MFL สามารถตรวจจับข้อบกพร่องแบบเกลียวได้อย่างง่ายดาย ข้อบกพร่องในทิศทางเฉียงเช่นนี้สามารถตรวจจับได้ด้วย UT แต่ต้องตั้งค่าเฉพาะสำหรับมุมที่คาดหวัง
สนใจข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือไม่? สมาคมผู้ผลิตและผู้ประกอบการ (FMA) มีข้อมูลเพิ่มเติม ผู้เขียน Phil Meinczinger และ William Hoffmann จะให้ข้อมูลและคำแนะนำตลอดทั้งวันเกี่ยวกับหลักการ ตัวเลือกอุปกรณ์ การติดตั้ง และการใช้งานกระบวนการเหล่านี้ การประชุมจัดขึ้นเมื่อวันที่ 10 พฤศจิกายน ณ สำนักงานใหญ่ของ FMA ในเมืองเอลกิน รัฐอิลลินอยส์ (ใกล้ชิคาโก) เปิดรับลงทะเบียนสำหรับการเข้าร่วมแบบออนไลน์และแบบตัวต่อตัว เรียนรู้เพิ่มเติม
นิตยสาร Tube & Pipe Journal เป็นนิตยสารฉบับแรกที่อุทิศให้กับการให้บริการอุตสาหกรรมท่อโลหะในปี 1990 ปัจจุบันยังคงเป็นสิ่งพิมพ์เดียวในอเมริกาเหนือที่มุ่งเน้นอุตสาหกรรมนี้ และกลายเป็นแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านท่อ
ตอนนี้คุณสามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The FABRICATOR ได้อย่างเต็มรูปแบบ เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
วารสาร The Tube & Pipe Journal ฉบับดิจิทัลสามารถเข้าถึงได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว ทำให้เข้าถึงแหล่งข้อมูลอันมีค่าในอุตสาหกรรมได้อย่างง่ายดาย
เพลิดเพลินไปกับการเข้าถึงฉบับดิจิทัลของวารสาร STAMPING Journal อย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด แนวปฏิบัติที่ดีที่สุด และข่าวสารในอุตสาหกรรมสำหรับตลาดการปั๊มโลหะ
ขณะนี้สามารถเข้าถึงฉบับดิจิทัลของ The Fabricator en Español ได้อย่างเต็มรูปแบบแล้ว เข้าถึงแหล่งข้อมูลอุตสาหกรรมที่มีค่าได้อย่างง่ายดาย