使用FlexoFORM掃查器檢測管道彎頭的點蝕和堆焊分層缺陷

使用OmniScan SX探傷儀檢測管道彎頭

使用相控陣技術檢測管道彎頭的優勢和劣勢

相控陣(PA)技術具有多個優勢特性:數據分辨率高,成像質量好,以及覆蓋區域大。 當檢測人員使用相控陣儀器檢測管線時,通常會感受到檢測效率的提高,因為相控陣技術提供的圖像更容易判讀,可以獲得更高的檢出率,而且檢測結果受操作人員技能的影響更小。以前在管道彎頭的相控陣檢測中,主要是由于物理方面的一些限制,這些優勢特性沒有完全體現出來。管道彎頭表面形狀從拱腹的凹面到拱背的凸面的變化,以及所需覆蓋的較大的管徑范圍,對于現有的相控陣設備來說,尤其是難于解決的問題。由于大型剛性相控陣探頭不適于檢測管道彎頭的曲面,因此檢測人員需要選擇較小的常規UT探頭進行逐點抽查,而這種檢測方式需要在管道上畫出柵格,并記下每個柵格區域的檢測結果。這種方式有以下幾個缺點:緩慢乏味,高度依賴操作人員的技能,而且檢測人員無法獲得由相控陣技術提供的易于判讀的圖像。
使用常規UT小底面探頭完成管道彎頭的腐蝕成像操作使用常規UT小底面探頭完成管道彎頭的腐蝕成像操作

使用射線成像方法檢測堆焊管道彎頭的難題

為了保護輸送腐蝕性液體的管道,可以在管道的內壁涂上一層防腐材料。例如,碳鋼管道的內壁通常會以堆焊方式覆蓋一層金屬,如:鎳基合金。帶有堆焊層的管道非常容易產生點蝕和分層缺陷,因此定期檢查至關重要。除了常規UT檢測之外,檢測堆焊管道的一種典型的方法是射線成像。然而,使用射線成像技術檢測管道彎頭存在著幾個缺點。首先,進行射線成像檢測之前,必須要停止管道中液體的流動,清空管道,拆下彎頭,并將彎頭送至其他地方進行檢測。其次,檢測過程會持續大約1天半的時間,因此從時間方面看,這種方式可謂效率低下,也因而增加了成本。第三,這種檢測方式會給操作人員帶來一些風險,如:管道彎頭通常處于離地面較高的位置,非常沉重,而且管道內的物質處理起來較為危險。

使用FlexoFORM掃查器檢測管道彎頭的相控陣解決方案

為了解決堆焊管道彎頭檢測中存在的固有問題,奧林巴斯開發了一種用于檢測管道彎頭的柔性超聲相控陣探頭和掃查器,即FlexoFORM解決方案。這種創新型探頭和掃查器解決方案可以對整個管道彎頭進行高分辨率的厚度成像操作,從而可使檢測人員更容易地對管道彎頭的狀態做出準確的判讀。根據FlexoFORM掃查器所提供的準確信息,檢測人員可以迅速可靠地評估管道彎頭的剩余使用壽命,并制定維修和維護的要求。
FlexoFORM解決方案包含3個主要部分:一個柔性相控陣探頭、局部水浸楔塊(用于檢測多種不同直徑的管道),以及一個可提供相對于工件表面的定位信息且可平穩移動的掃查器。

FlexoFORM解決方案的組件

FlexoFORM解決方案的組件

堆焊管道彎頭的點蝕和分層檢測的結果

檢測人員使用射線成像方式對堆焊管道彎頭進行完整的掃查,要花費一天多的時間才能完成,而使用FlexoFORM解決方案,則只需要比射線成像少得多的時間在現場就可以完成檢測。奧林巴斯的FlexoFORM掃查器可以在管線仍然操作的狀態下對管道彎頭進行掃查,從而不僅可以節省時間,還節省了成本。此外,這種方案還解決了從管道上拆下彎頭并將彎頭送到射線成像檢測地點所涉及的一些安全問題。
本文所述實例中所使用的被測樣件是一段內壁包有鎳質堆焊層的碳鋼管道。管道彎頭的外徑為16英寸,壁厚為23毫米。FlexoFORM掃查器探頭使用一個由4個晶片形成的聲束孔徑,提供1 × 2毫米的分辨率。
包括準備時間在內,整個彎頭的檢測時間約為35分鐘。
為了證明FlexoFORM掃查器可以提供清晰準確的結果,我們使用了一個來自生產線的樣本進行比較。管道樣本在長度方向上被一切兩半,我們可以看到堆焊通道,以及在兩種焊接通道之間的結合處產生的點蝕缺陷。
OmniScan儀器上的C掃描和B掃描圖像表明由相控陣技術提供的高分辨率圖像如何有助于檢測人員輕松地解讀和診斷彎頭上的缺陷。操作人員可以更容易地辨別堆焊層中的點蝕和未熔合缺陷。兩種焊接通道之間的結合處被標記為易受點蝕的區域,特別是當堆焊層和基底材料之間出現了未熔合的地方。這種信息可使檢測人員更好地評估管道彎頭的剩余使用壽命,并優化檢測計劃。
在不同堆焊通道之間的結合處出現的點蝕
在不同堆焊通道之間的結合處出現的點蝕
C掃描和B掃描中的數據表明彎頭存在著點蝕和堆焊層未熔合缺陷
C掃描和B掃描中的數據表明彎頭存在著點蝕和堆焊層未熔合缺陷

FlexoFORM掃查器解決方案的優勢特性的總結

FlexoFORM相控陣解決方案有助于檢測人員解決管道彎頭檢測中的一些難題,并成功探測到堆焊管道的點蝕和分層缺陷。檢測人員可以在現場無需停止管道操作的情況下,對其整個彎頭進行掃查。柔性相控陣探頭利用相控陣技術可以使檢測人員觀察到高級、高清圖像,而且,掃查器的編碼器還有助于為整個管道彎頭的厚度進行成像操作。這種解決方案的性價比很高,使用方便,而且可用于檢測多種直徑的管道。