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Inspection axiale de la corrosion dans les tubes


Inspection axiale de la corrosion dans les tubes

Application

Solution d’inspection de la corrosion destinée au balayage axial des tubes avec la solution HydroFORM ® d’Olympus équipée de plaques de joint adaptées aux besoins de l’utilisateur.

Contexte

Depuis son lancement sur le marché de l’inspection des tubes, le scanner HydroFORM a fait ses preuves quand vient le temps de s’attaquer à la cartographie de la corrosion. Grâce à son concept innovant à colonne d’eau et à l’utilisation des techniques d’inspection par ultrasons multiéléments, les vitesses d’inspection, ainsi que la qualité et la densité des données se sont immensément améliorées comparativement aux techniques d’inspection par ultrasons conventionnels.

Problème

Protéger l’intégrité des tubes, surtout contre la corrosion, est une préoccupation très importante pour l’industrie pétrochimique. Pour s’assurer que l’inspection de ces structures est fiable et efficace, il est important d’utiliser les bons outils. Lors de la recherche de corrosion, il suffit souvent d’inspecter seulement une partie du tube en direction axiale (longitudinale). Exemple :

  • Les petits tubes qui nécessitent une indexation trop fréquente lors d’un balayage circonférentiel
  • Les tubes sur lesquels la zone d’intérêt est concentrée à un endroit précis de la circonférence
  • Les tubes ne permettant pas un accès à 360°

L’ensemble standard des scanners pour HydroFORM et ChainSCANNER constitue une solution éprouvée pour les inspections circonférentielles. Toutefois, utilisé seul, le scanner HydroFORM n’est pas adapté à ce type d’inspection. Le dispositif d’indexation par bouton ou par logiciel, utilisé manuellement vous permettent d’acquérir un grand nombre de lignes et de les stocker dans le même fichier de données. Mais, à cause des problèmes liés aux questions de déflexion des faisceaux et de couplage (deux aspects qui se comportent très différemment quand l’axe primaire de la sonde est tangentiel au tube), il faut apporter quelques ajustements à cette utilisation.

Il faut utiliser la déflexion pour s’assurer que le faisceau touche la surface à un angle de 0°. Aussi, les sondes à haute fréquence et à grands pas, comme la sonde standard 7.5L64-I4, peuvent générer des lobes secondaires. Ces lobes nuisent au S-scan et dispersent l’énergie provenant du lobe principal.

De plus, si le rayon de courbure du joint ne correspond pas bien au diamètre du tube, la fuite d’eau peut aussi devenir problématique.

Solutions

Pour surmonter ces obstacles, vous pouvez utiliser une sonde multiélément plus appropriée combinée à des plaques de joint spécialement conçues pour le scanner HydroFORM.

Composants de l’ensemble

Numéro de pièce Référence Description
OMNI2-P2-PA16128 U8100126 Appareil de recherche de défauts OmniScan® MX2 avec module 16:128 PA.
HydroFORM-SCN U8750059 Scanner HydroFORM avec roues magnétiques et colonne d’eau (sonde vendue séparément).
5L128-64X7-I4-P-7.5-OM U8331667 Sonde multiélément spécifique à l’application. 5 MHz, 128 éléments, pas de 0,5 mm, élévation de 7 mm avec un câble de 7,5 m et un connecteur OmniScan.
CFU03 U8780008 Pompe électrique pour le couplage.
HydroFORM-A-CurvedPlates U8775301 Ensemble de plaques de joint courbes spécifiques à l’application pour des diamètres extérieurs variant de 30,5 cm à 50,8 cm (12 à 20 po), compatibles avec le scanner HydroFORM
Clicker-manual Q7500011 (En option) Système d’indexation portable avec connecteur LEMO®. Cet assemblage est constitué d’une poignée avec un bouton d’indexation, et d’un bouton configurable d’entrée numérique. Le câble est doté d’un connecteur LEMO femelle pour brancher le connecteur LEMO mâle d’un codeur ou d’un scanner Olympus. La longueur de câble est de 2,5 m.

Problème

Cette application spécialisée ressemble à l’application HydroFORM régulière, à quelques différences près sur le plan logiciel et matériel.

Normalement, un groupe linéaire avec une ouverture effective d’environ 4 mm (8 éléments avec la sonde multiélément 5L128-I4) est optimal. Dans la plupart des cas, vous pouvez régler la profondeur focale à environ 2 mm à partir de l’interface.

Inspection axiale de la corrosion dans les tubes

Figure 1 : Configuration typique de l’assistant d’installation.

Les résultats illustrés dans la Figure 1 ont été obtenus avec l’assistant OmniScan en utilisant la configuration selon laquelle tous les faisceaux incidents sont perpendiculaires à la surface. Définissez la pièce comme un tube axial et suivez les étapes de l’assistant. La couverture circonférentielle de cette configuration (DE de 32,4 cm [12,75 po]) est d’environ 55 mm de la première loi à la dernière. Il faut souligner que les défauts montrés aux extrémités sembleront légèrement plus petits que ceux situés au centre de la sonde. Cette impression est causée par la distance de plus en plus étroite entre les faisceaux au fur et à mesure que l’angle de bigle augmente.

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Figure 2 : Un joint courbe en option est requis pour maintenir le couplage sur le tube.

Pour les diamètres entre 30,5 cm et 50,8 cm (12 et 20 po), vous devez utiliser les plaques de joint courbes adaptées à vos besoins pour obtenir un couplage approprié (voir la Figure 2). La trousse présentée ci-dessus comprend une plaque de joint (DE nominal de 35,6 cm) pour les tubes d’un DE variant de 30,5 cm à 40,6 cm (12 à 16 po), ainsi qu’une deuxième plaque de joint (DE nominal de 45,7 cm [18 po]) pour les tubes d’un DE variant de 40,6 mm à 50,8 mm (16 à 20 po).

Placez le chariot HydroFORM sur une partie lisse et régulière du tube et réglez la colonne d’eau à l’aide de la molette (voir la Figure 3) de manière à ce que toutes les lois focales voient l’interface du tube à une profondeur réelle de 0 mm. Ainsi, le S-scan généré présente l’interface comme une surface plate.

NOTE : La performance du système de gestion des bulles de l’HydroFORM peut varier en fonction de l’orientation du scanner sur la circonférence du tube. Il peut s’avérer nécessaire de déplacer rapidement le scanner sur le tube pour enlever les bulles du réservoir avant de commencer l’acquisition.

Inspection axiale de la corrosion dans les tubes

Figure 3 : S-scan présentant l’interface plate.

L’étalonnage de la sensibilité est recommandé pour uniformiser l’amplitude des lois focales ; de plus, vous pouvez utiliser la fonction de gain corrigé en fonction du temps (TCG) pour compenser l’atténuation dans le matériau tout en limitant la saturation de l’écho d’interface.

L’étalonnage de la sensibilité de toutes les lois focales est effectué à l’aide de l’assistant d’étalonnage. Les points TCG sont ajoutés manuellement sur les diamètres extérieur et intérieur (idéalement sur un bloc étalon).

Cette section présente les résultats obtenus sur un tube d’un diamètre extérieur de 30,5 cm (12 po).

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La figure 5 illustre la cartographie de la zone de contrôle de la corrosion dans l’appareil de recherche de défauts OmniScan. Un total de 121 lois focales correspond à une bande circonférentielle d’une longueur d’environ 55 mm (voir la Figure 1) avec une résolution circonférentielle de 0,5 mm.

La figure 5 illustre la cartographie de la zone de contrôle de la corrosion dans l’appareil de recherche de défauts OmniScan. Un total de 121 lois focales correspond à une bande circonférentielle d’une longueur d’environ 55 mm (voir la Figure 1) avec une résolution circonférentielle de 0,5 mm.

Inspection axiale de la corrosion dans les tubes

Figure 5 : Cartographie de l’épaisseur de la zone de corrosion.

La Figure 6 montre un trou à fond plat d’une épaisseur de paroi résiduelle de 7,5 mm capturé avec un très bon rapport signal sur bruit.


Inspection axiale de la corrosion dans les tubes

Figure 6 : Un trou à fond plat de 3 mm situé à une profondeur de 7,5 mm.

Conclusion

Le scanner HydroFORM peut être utilisé pour des balayages axiaux lorsque les conditions suivantes sont respectées :

  • Le diamètre extérieur minimal est de 30,5 cm (12 po).
  • Deux plaques de joint courbes sont utilisées pour les diamètres extérieurs variant de 30,5 cm (12 po) à 50,8 cm (20 po) [les deux font partie de la trousse]. Au-delà de 50,8 cm (20 po), vous pouvez utiliser la plaque de joint standard de l’HydroFORM.
  • Les lois focales appropriées sont calculées dans l’assistant de l’OmniScan MX2 ou SX d’Olympus.
  • Vous utilisez la version 4.4R2 ou plus récente du logiciel OmniScan MXU.
  • La sonde utilisée a le pas et la fréquence qui conviennent à la déflexion des faisceaux, en fonction du diamètre du tube.

Olympus IMS
Produits utilisés pour cette application

La capacité de pouvoir positionner les sondes avec précision en fonction de la surface à inspecter a une grande influence sur la qualité de l’inspection. Olympus offre une grande variété de scanners industriels et d’accessoires pour faciliter le travail des inspecteurs. Les configurations des scanners peuvent être de différents types: un ou deux axes codés, en plus d'un déplacement manuel ou motorisé.
De conception compacte et légère, l’OmniScan SX effectue des inspections économiques à un seul groupe en plus d’offrir une nouvelle interface utilisateur simplifiée sur écran de 8,4 po (21,3 cm). Il est offert en deux modèles : le SX PA et le SX UT. Le modèle SX PA est une unité multiélément 16:64PR et, tout comme le modèle SX UT, il est équipé d’un canal UT conventionnel pour les inspections TOFD, par réflexion ou par émission-réception séparées.
Désormais, l’OmniScan MX2 vous offre un nouveau module à ultrasons multiéléments (PA2) muni d’un canal UT, un nouveau module à ultrasons conventionnels à deux canaux (UT2) qui peut être utilisé en mode TOFD, ainsi que de nouveaux logiciels permettant d’accroître encore les capacités de notre renommée plateforme OmniScan MX2.
La solution de cartographie de la corrosion par ultrasons multiéléments semi-automatisée d’Olympus propose une technologie inédite qui ouvre la voie à une toute nouvelle panoplie de possibilités dans le domaine de l’inspection de la corrosion. Oubliez les inspections au moyen de petites sondes à ultrasons conventionnels combinées aux scanners motorisés qui ne sont ni sûrs, ni fiables : les sondes à ultrasons multiéléments couvrent une grande surface et peuvent être déplacées manuellement à une vitesse sécuritaire. Cette solution accroît la productivité des inspecteurs et permet de recueillir des données de haute résolution.
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