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Ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni


Ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni

Applicazione

Una soluzione di ispezione della corrosione per la scansione assiale delle tubazioni mediante lo scannerHydroFORM® Olympus per l'ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni con supporti delle guarnizioni.

Contesto

Dalla sua introduzione nell'ambito dell'ispezione delle tubazioni lo scanner HydroFORM ha dimostrato la propria efficacia nelle operazioni di mappatura della corrosione. Grazie all'innovativo concetto della colonna d'acqua dello scanner e all'impiego delle tecniche ultrasonore phased array la velocità d'ispezione e la qualità-quantità dei dati sono migliorati significativamente in rapporto alle tecniche di ispezione a ultrasuoni (UT) convenzionali.

Problema

Garantire l'integrità delle tubazioni, in modo particolare relativamente alla corrosione, rappresenta un aspetto fondamentale nel settore petrolchimico. Per assicurare l'affidabilità e l'efficienza dei sistemi di tubazioni è necessario utilizzare gli strumenti adatti. Quando si effettuano delle ispezioni per la corrosione, alcune volte, è necessario ispezionare solamente una striscia di tubazione in direzione assiale (longitudinale). Per esempio:

  • Per tubazioni di dimensioni minori che richiederebbe un'indicizzazione eccessivamente frequente quando si effettua una scansione circonferenziale;
  • Per tubazioni con una zona di interesse concentrata in un'area specifica sulla circonferenza;
  • Se non è possibile accedere alla tubazione lungo l'intera circonferenza.

Il pacchetto standard HydroFORM ChainSCANNER per l'ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni rappresentano soluzioni testate per le ispezioni circonferenziali, tuttavia il solo scanner HydroFORM non risulta adatto alla scansione longitudinale. Mediante l'uso del dispositivo d'indicizzazione o l'uso manuale del dispositivo d'indicizzazione software è possibile acquisire diverse fasce combinandole nello stesso file di dati. Tuttavia a causa degli aspetti di accoppiamento e di orientazione dei fasci (aspetti a comportamento differenziale quando l'asse primario della sonda è tangente alla tubazione) questa applicazione richiede alcune leggeri modifiche.

Per assicurare che i fasci colpiscano la superficie con un'inclinazione di 0° è necessaria la loro orientazione. Inoltre sonde a alta frequenza e a ampio passo come la sonda standard 7.5L64-I4 inducono in genere un evidenziamento dei lobi secondari che determinano un'immagine S-scan disturbata e una perdita di energia dal lobo principale.

Se il raggio di curvatura della guarnizione non corrisponde sufficientemente al diametro della tubazione anche le perdite di acqua rappresentano un problema.

Soluzione

Per evitare questi inconvenienti può essere usata una sonda phased array in combinazione con supporti curvi delle guarnizioni progettati per lo scanner HydroFORM.

Componenti del kit

Codice fabbricante Codice di riferimento Descrizione
OMNI2-P2-PA16128 U8100126 Rilevatore di difetti OmniScan® MX2 con modulo 16:128 PA.
HydroFORM-SCN U8750059 Scanner HydroFORM con ruotine magnetiche e colonna d'acqua (sonda venduta separatamente).
5L128-64X7-I4-P-7.5-OM U8331667 Sonda PA per applicazione specifica 5 MHz, 128 elementi, passo di 0,5 mm, altezza di 7 mm con 7,5 m di cavo e il connettore OmniScan.
CFU03 U8780008 Unità di alimentazione con accoppiamento elettrico.
HydroFORM-A-CurvedPlates U8775301 Kit di supporti curvi delle guarnizioni con un intervallo del diametro esterno compreso tra 30,50 cm (12 in.) a 50,80 cm (20 in.) compatibile con lo scanner HydroFORM
Dispositivo di indicizzazione manuale Q7500011 Sistema di indicizzazione manuale (opzionale) con connettore LEMO®. Questo sistema è costituito da un'impugnatura dotata di pulsante di indicizzazione e di un pulsante configurabile di ingresso digitale. Il cavo integra un connettore femmina LEMO per collegare un connettore maschio LEMO da un encoder o scanner Olympus. Lunghezza del cavo di 2,5 m.

Problema

L'applicazione specifica è simile all'applicazione regolare HydroFORM ma con alcune differenze hardware e software.

In genere risulta ottimale un gruppo lineare con un'apertura di larghezza approssimativa di 4 mm (8 elementi con al sonda phased array 5L128-I4 ). Nella maggior parte dei casi la profondità focale può essere definita a circa 2 mm dall'interfaccia.

Ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni

Figura 1: Tipica configurazione della procedura guidata di impostazione.

I risultati della Figura 1 sono stati ottenuti mediante una procedura guidata OmniScan con tutti i fasci incidenti perpendicolari alla superficie. Definire la componente come tubo assiale e seguire le fasi della procedura guidata. La copertura circonferenziale per questa configurazione (diametro esterno di 32,38 cm [12.75 in.]) è di circa 55 mm dalla prima all'ultima legge. Si dovrebbe notare che i difetti evidenziati alle estremità appaiono di misura leggermente inferiore rispetto a quelli in corrispondenza del centro della sonda a causa del diminuire della distanza dei fasci all'aumentare dell'angolo di orientazione.

Ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni

Figura 2: È necessaria una guarnizione curva opzionale per mantenere l'accoppiamento nella tubazione.

I diametri tra 30,50 cm (12 in.) e 50,80 cm (20 in.) richiedono l'uso di supporti curvi delle guarnizioni personalizzati per assicurare un accoppiamento ottimale (vedere figura 2). Il kit descritto comprende un supporto della guarnizione (diametro esterno nominale di 35,56 cm [14 in.]) per tubazioni di diametro esterno compreso tra 30,48 cm (12 in.) e 40,64 cm (16 in.) oltre a un secondo supporto della guarnizione (diametro esterno nominale di 45,72 cm [18 in.]) per tubazioni comprese tra 40,64 cm (16 in.) e 50,80 cm (20 in.) di diametro esterno.

Mentre il carrello dell'HydroFORM è posizionato su un'area regolare della tubazione, la colonna d'acqua è regolata mediante la manopola di regolazione (vedere Figura 3) in modo che tutte le leggi focali rilevino l'interfaccia della tubazione a 0 mm alla profondità reale. L'S-scan risultante mostra l'interfaccia come piana.

NOTA: In funzione dell'orientazione dello scanner in rapporto alla circonferenza della tubazione il sistema di gestione delle bolle dell'HydroFORM può funzionare con una diversa efficacia Potrebbe essere necessario spostare lo scanner rapidamente avanti e indietro sulla tubazione per agevolare la rimozione delle bolle che rimangono intrappolate nella camera d'acqua prima di avviare l'acquisizione.

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Figura 3: Schermata S-scan con l'interfaccia piana.

La taratura della sensibilità è consigliata per uniformare l'ampiezza delle leggi focali. Il guadagno corretto in funzione del tempo (TCG) può essere usato per compensare l'attenuazione nel materiale limitando la saturazione dell'eco di interfaccia.

La taratura della sensibilità viene eseguita su tutte le leggi focali attraverso l'ausilio della procedura guidata di taratura. I punti TCG vengono aggiunti manualmente sul diametro esterno e diametro interno idealmente su un blocco di taratura.

Questa sezione presenta i risultati ottenuti su una tubazione con diametro esterno di 30,50 cm (12 in.).

Ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni

La Figura 5 rappresenta la mappatura dell'area soggetta a corrosione nel rilevatore di difetti OmniScan. Un totale di 121 leggi focali corrispondono a una fascia circonferenziale di circa 55 mm (vedere Figura 1) con una precisione di 0,5 mm.

La Figura 5 rappresenta la mappatura dell'area soggetta a corrosione nel rilevatore di difetti OmniScan. Un totale di 121 leggi focali corrispondono a una fascia circonferenziale di circa 55 mm (vedere Figura 1) con una precisione di 0,5 mm.

Ispezione assiale della corrosione nelle tubazioni

Figura 5: Mappatura dello spessore dell'area soggetta a corrosione.

La Figura 6 mostra un foro a fondo piatto (FBH) di 3 mm con uno spessore residuo di 7,5 mm che è stato acquisito con un ottimale rapporto segnale-rumore.


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Figura 6: Un foro a fondo piatto di 3 mm a 7,5 mm dalla superficie.

Conclusione

Lo scanner HydroFORM può essere usato per eseguire delle scansioni assiali se vengono soddisfatte le seguenti condizioni:

  • Il diametro esterno inferiore dell'intervallo sia un diametro nominale di 30,50 cm (12 in.).
  • Vengano utilizzati due supporti delle guarnizioni curvi per un intervallo dei diametri esterni compreso tra 30,50 cm (12 in.) e 50,80 cm (20 in.) [entrambi compresi nel kit]. Oltre 50,80 cm (20 in.) può essere usato un supporto delle guarnizioni HydroFORM standard.
  • Le leggi focali ottimali siano calcolate nella procedura guidata dell'OmniScan MX2 o SX Olympus.
  • Si usa il software OmniScan MXU con la versione 4.4R2 o successiva.
  • La sonda utilizzata possieda il passo e la frequenza ottimali per l'orientazione dei fasci in base al diametro della tubazione.

Olympus IMS
ProductsUsedApplications

La capacità di posizionare le sonde con precisione in base alla superficie da ispezionare influenza considerevolmente la qualità dell'ispezione. Olympus offre numerosi scanner e accessori di livello industriale per assistere gli operatori nelle operazioni. Le configurazioni dello scanner possono essere di diversi tipi: acquisizione con encoder su uno o due assi e con spostamento manuale o motorizzato.
Il leggero strumento OmniScan SX a singolo gruppo è dotato di un display touch screen di 21,3 cm (8,4 in.) e rappresenta una soluzione economicamente vantaggiosa. Esistono due modelli di OmniScan SX: l’SX PA e l’SX UT. L’SX PA è un apparecchio 16:64PR, il quale, come l’SX UT esclusivamente a UT, è dotato di un canale a UT convenzionali per ispezioni pulse-echo, pitch-catch e TOFD.
L'OmniScan MX2 offre un nuovo modulo phased array (PA2) con un canale UT, un nuovo modulo ad ultrasuoni convenzionali a due canali (UT2) che può essere usato in modalità TOFD e dei nuovi software in grado di potenziare le funzionalità della nostra testata piattaforma OmniScan MX2.
La soluzione di mappatura della corrosione ad ultrasuoni phased array semi-automatizzata Olympus rappresenta una innovativa tecnologia che apre nuovi orizzonti. Le inaffidabili e non sicure ispezioni mediante sonde UT di ridotte dimensioni combinate con scanner motorizzati sono un ricordo lontano. Le sonde phased array invece coprono ampie superfici e possono essere spostate manualmente ad una velocità sicura. Questa soluzione permette un incremento di produttività e una raccolta di dati ad alta risoluzione.
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