Introdução
Os tubos soldados por resistência elétrica (ERW, sigla em inglês) são formados a partir de bobinas em aço através de um processo contínuo que implica no desenrolamento da bobina, na alimentação de chapas de aço através de trituradores para tubos e na junção longitudinal das bordas usando solda por resistência elétrica. O desalinhamento das bordas das chapas pode provocar o desvio da solda durante o processo de formação.
Desafios
Para realizar a inspeção da solda durante a fabricação de tubos com solda por resistência elétrica, um operador deve monitorá-la visualmente para assegurar que as sondas de detecção de defeitos estejam alinhadas com o centro da solda. O problema desse método de rastreamento manual é que ele depende da habilidade e da completa concentração do operador para que a inspeção seja realizada adequadamente.
Solução
Durante a fabricação, uma ferramenta de escarvagem é usada para remover todo excesso de material resultante do processo de soldagem. Essa operação altera a espessura da parede (WT, sigla em inglês) nos dois lados da solda. Essa alteração de perfil pode ser monitorada através da função de rastreamento e do perfil da solda com base no sistema de inspeção em linhas de serviço ou offline da Olympus. A sonda utilizada para executar essa função do sistema de inspeção de tubo com solda por resistência elétrica é uma sonda curva Phased Array (PA) que tem tamanho suficiente para ultrapassar a área afetada pelo calor (HAZ, sigla em inglês) nos dois lados da solda. Ela rastreia a área alvo por meio de disparos de ondas longitudinais a zero grau para fornecer a visualização lateral da solda. |  Exemplo de um corte de solda em tubo com solda por resistência elétrica |
Um algoritmo baseado na análise de tempo de voo utiliza a diferença da espessura da parede (WT) causada pelo processo de escarvagem para extrapolar a posição da solda.
Análise de dados de tempo de voo mostrando o corte da solda
A posição da área de escarvagem em relação ao centro da sonda pode ser usada para corrigir a localização, se necessário. O algoritmo do perfil da solda mede qualquer desvio da emenda da solda por todo o tubo e fornece as informações para o ajuste da sonda. A sonda Phased Array é fixada em um carrinho motorizado que fica posicionado em um trilho circular ao redor do perímetro do tubo, de modo a percorrer automaticamente a solda. Da mesma forma, as sondas para detecção de defeitos são fixadas a uma estrutura similar e recebem as informações da posição e do perfil da sonda para poderem se reposicionar automaticamente. |  Mapeamento de B-scan no software QuickView™ exibindo o corte da solda |
Resultados
A figura abaixo mostra um exemplo dos dados de rastreamento da solda exibidos pelo sistema ERW de produção em linha e offline da Olympus. Os quatro gráficos acima apresentam as informações da inspeção da solda; os dois gráficos abaixo mostram a posição detectada da solda e os dados de C-scan da espessura da parede usados para rastrear a solda. |  Canais de defeitos (superior) e exibição de rastreamento da solda (inferior) |
A posição da solda detectada é enviada em tempo real para o PLC para reposicionar as sondas por intermédio de um mecanismo orientado por servomotor (para cada sonda), garantindo que a solda e a área afetada pelo calor (HAZ) sejam inspecionadas por todo o comprimento do tubo. |  Sistemas de linha de produção com solda por resistência elétrica mostrando o eixo circular para função de rastreamento automático de solda. |
Na figura exibida abaixo, a sonda Phased Array foi posicionada sobre o centro da solda, os resultados acústicos da medição da espessura da parede foram registrados. O tubo foi desalinhado propositalmente para testar a função de rastreamento automático da solda. Como o rastreamento mostra, a sonda Phased Array se reposicionou automaticamente no centro da solda.
Rastreamento automático de solda
Conclusão/Principais vantagens
Os resultados mostram que com o sistema ERW para linhas de produção ou offline, a tecnologia Phased Array pode ser usada para rastrear automaticamente a solda e eliminar a dependência do monitoramento visual realizado pelo operador. Eliminar essa variável ajuda a atingir 100% de fiabilidade nas inspeções de soldas. A rastreabilidade é assegurada no arquivo de dados do tubo devido ao registro das informações dos defeitos e do rastreamento dos dados.
Além disso, os dados em tempo real permitem que os usuários vejam o perfil da solda e a área de escarvagem, fornecendo resposta imediata no processo de soldagem e de escarvagem. A análise pode ser executada sem a necessidade de se cortar o tubo, isso reduz a quantidade de material prejudicado caso a ferramenta de escarvagem esteja gasta ou danificada.
