Vantaggi e svantaggi dell'ispezione Phased Array di raccordi a gomito di tubazioni
La tecnologia Phased array (PA) può assicurare agli operatori diversi vantaggi come i dati a alta risoluzione, immagini a alta qualità e una copertura eccellente. Quando gli strumenti PA sono usati per ispezionare una tubazione, gli operatori spesso riscontrano un miglioramento della produttività, visto che le immagini PA sono più semplici da interpretare, la probabilità di rilevamento è elevata e i risultati sono meno dipendenti dalle azioni degli operatori. Questi vantaggi non si sono interamente espressi per l'ispezione di raccordi a gomito di tubazioni a causa di limiti d'ordine fisico. I cambiamenti della forma superficiale da concava negli intradossi a convessa negli estradossi e l'esigenza di coprire un ampio intervallo di diametri sono aspetti che risultano particolarmente complessi con l'apparecchiatura phased array esistente. Visto che le rigide e grandi sonde phased array non sono adatte per l'ispezione di curve di raccordi a gomito di tubazioni, gli operatori preferiscono usare dei trasduttori a UT convenzionali di ridotte dimensioni per eseguire dei controlli puntuali, i quali prevedono la tracciatura di un reticolo sulla tubazione annotando i risultati riquadro per riquadro. Di seguito alcuni limiti per questo metodo: lento e noioso da applicare, altamente dipendente dall'operatore e assenza di immagini di facile leggibilità come nel caso della tecnologia phased array.
Mappatura della corrosione di raccordi a gomito di tubazioni mediante trasduttori a UT convenzionali di ridotte dimensioni
Problematiche nell'ispezione di raccordi a gomito di tubazioni rivestite mediante radiografia
Per proteggere le tubazioni dal trasporto di liquidi corrosivi, l'interno della tubazione può essere rivestito con un materiale resistente alla corrosione. Per esempio, le tubazioni di acciaio al carbonio sono spesso rivestite con un metallo come una lega al nichel. Le tubazioni rivestite sono soggette alla corrosione da vaiolatura e alla delaminazione, pertanto è fondamentale eseguire delle ispezioni con regolarità. Oltre a ispezioni con UT convenzionali, un altro tipico metodo utilizzato per ispezionare le tubazioni rivestite è dato dalla radiografia. Tuttavia esistono diversi svantaggi associati all'ispezione radiografica di raccordi a gomito di tubazioni. Innanzitutto si deve arrestare il flusso della tubazione, svuotare la tubazione, rimuovere il raccordo a gomito e portare questa componente al di fuori dell'impianto per effettuare l'ispezione radiografico. Secondo aspetto, il completamento del processo richiede circa un giorno e mezzo, pertanto non è efficiente in termini di tempo e, pertanto, costoso. Terzo aspetto, esistono alcuni rischi per gli operatori legati alle caratteristiche delle tubazioni: posizione alta rispetto al suolo, peso elevato e contenuto pericoloso da gestire.
Soluzione Phased Array mediante lo scanner FlexoFORM per raccordi a gomito di tubazioni
Per cercare di risolvere le problematiche legate all'ispezione di raccordi a gomito di tubazioni rivestite, Olympus ha sviluppato una sonda phased array a ultrasuoni flessibile e uno scanner per i raccordi a gomito di tubazioni: la soluzione FlexoFORM. Questa innovativa soluzione con scanner e sonda può fornire una mappatura degli spessori a alta risoluzione dell'intero raccordo a gomito della tubazione, semplificando per gli operatori una diagnosi precisa. Attraverso le informazioni precise fornite dallo scanner FlexoFORM gli operatori possono valutare in modo veloce e affidabile il periodo di vita operativo residuo dei raccordi a gomito di tubazioni, determinando le esigenze di riparazione e manutenzione.
La soluzione FlexoFORM è costituita da tre componenti: una sonda phased array flessibile, degli zoccoli ad immersione per un ampio intervallo di diametri di tubazioni e uno scanner che fornisce stabilità e informazioni della posizione in relazione alla superficie della componente.
Componenti della soluzione FlexoFORM
Risultati dei test per la vaiolatura da corrosione e la delaminazione su un raccordo a gomito di una tubazione
Mediante la soluzione FlexoFORM, un'intera scansione di un raccordo a gomito di una tubazione può essere completata direttamente sul posto in una frazione di tempo rispetto al metodo radiografico, il quale necessita più di un giorno per essere concluso. Per i test che Olympus ha realizzato, la scansione del raccordo a gomito della tubazione ha potuto essere eseguita mentre la tubazione era ancora in funzione, riducendo non solo i tempi di esecuzione ma anche i costi operativi. Inoltre ha permesso di escludere le problematiche relative alla sicurezza per la rimozione del raccordo a gomito dalla tubazione e il trasporto nel sito radiografico.
In questo caso il campione di controllo era una tubazione di acciaio al carbonio con uno strato interno di rivestimento saldato al nichel. Il raccordo a gomito della tubazione aveva un diametro esterno di 40,64 cm (16 in.) e uno spessore di 23 mm. La risoluzione fornita dallo scanner FlexoFORM era di 1 × 2 mm con un'apertura dei fasci di 4 elementi.
Incluso il tempo di preparazione, l'intero raccordo a gomito è stato ispezionato in 35 minuti.
Per dimostrare la chiarezza e la precisione dei risultati forniti dallo scanner FlexoFORM, abbiamo fatto un confronto mediante un campione rimosso dalla produzione. Il campione è stato sezionato a metà longitudinalmente permettendo di vedere il punto di passaggio tra saldatura-rivestimento e la vaiolatura da corrosione presente nel punto di unione tra due parti della saldatura. Le schermate C-scan e B-scan dello strumento OmniScan® mostrano come le immagini a alta risoluzione fornite dalla tecnologia phased array possono facilitare l'interpretazione e la diagnosi per gli operatori. Le vaiolature da corrosione e le fusioni incomplete del rivestimento sono più semplici da identificare. L'unione nel punto di passaggio del rivestimento saldato può essere indicata come soggetta a vaiolatura, in modo particolare quando esiste una fusione incompleta tra il rivestimento e il materiale di base. Queste nozioni permettono all'operatore di stimare con maggiore precisione la durata di vita residua del raccordo a gomito delle tubazioni e di ottimizzare la programmazione dell'ispezione. |  Vaiolature da corrosione in corrispondenza del punto di passaggio del rivestimento saldato |
Dati con viste C-scan e B-scan di vaiolature da corrosione e fusioni incomplete di rivestimento saldato
Sintesi dei vantaggi offerti dalla soluzione con scanner FlexoFORM
La soluzione phased array del FlexoFORM può aiutare gli operatori a verificare la presenza di vaiolatura da corrosione e delaminazione in tubazioni rivestite risolvendo alcuni dei problemi relativi all'ispezione di raccordi a gomito di tubazioni. La scansione dell'intero raccordo a gomito può essere completato direttamente sul posto senza il bisogno di interrompere l'operatività della tubazione. La sonda phased array flessibile permette agli operatori di utilizzare in modo vantaggioso la funzionalità di imaging a alta risoluzione di livello avanzato fornito dalla tecnologia phased array mentre l'encoder dello scanner consente di mappare lo spessore dell'intero raccordo a gomito della tubazione. La soluzione permette di ridurre i costi, è facile da usare e può essere applicata a un ampio intervallo di diametri.
