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Usar o HydroFORM para mapeamento de corrosão externa


Introdução

As superfícies externas e internas dos tubos de aço carbono tendem a sofrer corrosão ao longo do tempo, independente do ambiente que elas estão. É preciso realizar inspeções regulares desta corrosão para avaliar e monitorar a integridade do tubo.

O HydroFORM® corrosion scanner é muito útil para medir a espessura de parede remanescente de tubos. Em conjunto com um aparelho Phased Array, como o detector de defeitos OmniScan®, usar o HydroFORM scanner é uma maneira eficiente de inspecionar corrosão, pois pode fornecer medições precisas de material restante que levam em consideração as reflexões das superfícies internas e externas. O detector de defeitos OmniScan analisa as reflexões do ultrassom e calcula o atraso entre os ecos da superfície externa e interna para fornecer o valor da parede remanescente a cada ponto de 1 mm × 1 mm.

HydroFORM corrosion scanner

No entanto, em algumas circunstâncias, os inspetores só poderão medir a corrosão externa, ou precisarão distinguir qual é a colaboração da corrosão interna e externa no valor da parede remanescente.

Desafio

Realizar medições manuais de superfícies, como medir pitting, consomem muito tempo e dependem do operador. Os resultados da medição podem variar de usuário para usuário e de inspeção para inspeção. Os inspetores precisam de um método mais seguro para realizar inspeções mais rápidas e mais eficientes. Utilizar o laser para medição de corrosão externa exige maior investimento em equipamentos e formação. Além disso, a inspeção a laser não é capaz de realizar uma avaliação completa da integridade do tubo e não chega à superfície interna do tubo. Estas limitações sinalizam que as inspeções a laser precisam do suporte de mais de uma tecnologia ou sistema, e que podem ocasionar outros desafios à equipe de coordenação de inspeção, gerenciamento de dados e de formação.

Solução

O HydroFORM scanner vem com uma solução para inspeção de corrosão interna de tubos. Com o recurso de coluna de água, que elimina a necessidade de se usar um calço, o HydroFORM scanner apresenta as mesmas vantagens da inspeção de tanque de imersão por Phased Array. Ele proporciona condições excelentes de conformidade e de acoplamento, mesmo em superfícies ásperas.

Quando o HydroFORM scanner é usado com um instrumento multigrupo, a corrosão externa pode ser mapeada ao mesmo tempo que a corrosão interna (parede remanescente) com apenas um rastreamento. O primeiro grupo é otimizado para corrosão interna enquanto o segundo (usando a mesma sonda) é otimizado para mapeamento de corrosão externa. Isto fornece dois C-scan distintos que podem ser analisados diretamente no detector de defeitos OmniScan, em um computador com o software OmniPC , ou ser exportado de forma independente em formato CSV. Um software de planilhas pode ser usado para pós-processamento.

Procedimento típico

O procedimento para mapeamento de corrosão externo é similar à aplicação típica do HydroFORM scanner, mas com algumas diferenças paramétricas.

Em primeiro lugar, um grupo de corrosão interna (parede remanescente) precisa ser criado com a lei definida para “linear” em vez de “linear a 0°”. O ângulo de inspeção é 0°.

Definir a lei como “linear”
Figura 1: configurar a lei para “linear”

Então, ao criar o segundo grupo para corrosão externa, as configurações do segundo grupo devem ser copiadas, mas o parâmetro calço deve ser alterado para “contato”. Estas configurações permitem a inspeção de superfícies externas do tubo por meio da coluna de água.

Analisador portátil por XRD TERRA, da Olympus
Figura 2: selecionar uma sonda de “contato”

A quantidade de elementos é de um por feixe.

Analisador portátil por XRD TERRA, da Olympus
Figura 3: definir a quantidade de elementos por feixe para um (1)

O primeiro e o último elemento precisam ser definidos de acordo com as seguintes fórmulas para garantir que os dois grupos tenham a mesma abertura total e cobrir a mesma posição na peça:

Primeiro elemento: Quantidade de elementos (primeiro grupo)
2

Último elemento: quantidade total de elementos da sonda — Quantidade de elementos (primeiro grupo)
2

No exemplo abaixo (fig. 4), quatro elementos foram usados no primeiro grupo, então, o primeiro e último elemento do segundo grupo foram definidos para dois e sessenta e dois elementos, respectivamente.

Figura 4: definir o primeiro e o último elemento
Figura 4: definir o primeiro e o último elemento

O parâmetro de profundidade do foco não é relevante quando o feixe não pode ser focado com apenas um elemento por feixe. Para fins analíticos, este parâmetro é definido para não focado.

Figura 5: definir a profundidade do foco para não focado
Figura 5: definir a profundidade do foco para “não focado”

É preciso ajustar a velocidade para inserir o valor para água (1.480 m/s, ou 0,0583 pol./μs). Isto assegura a precisão dos valores de profundidade.

Figura 6: definir o atraso do calço e a velocidade
Figura 6: definir o atraso do calço e a velocidade

A sonda é colocada em uma área não corroída do tubo, o atraso do calço é ajustado manualmente, então a parede frontal está a 0 mm.

Figura 7: colocar a parede frontal a 0 mm usando atraso de calço
Figura 7: colocar a parede frontal a 0 mm usando atraso de calço

  • Como apenas a superfície da peça é considerada e a atenuação do ultrassom na água é marginal, nenhuma correção de ganho em relação ao tempo (TCG) é necessária no segundo grupo.
  • Como a sincronização da porta não pode ser usada no grupo de corrosão externa, é importante usar um sistema de suporte de sonda estável, como um dos conjuntos HydroFORM® scanner e MapROVER™ scanner da Olympus. Além disso, um sistema de suporte de sonda instável pode cair em uma depressão acentuada da peça e provocar a perda da referência nominal.
  • O rastreamento de linhas não pode ser sobreposto no modo linear. Portanto, é importante conservar o índice delta no parâmetro índice final do menu Rastrear > Área do primeiro grupo (corrosão interna) para definir corretamente o valor do índice mecânico.
    Figura 8: índice delta
    Figura 8: índice delta

Resultados

Dados de corrosão em uma amostra corroída

A amostra testada é de um tubo de 508 mm de diâmetro externo com espessura nominal de parede de 9 mm com corrosão nas superfícies interna e externa. O rastreamento foi realizado em um eixo circunferencial no diâmetro externo com o HydroFORM scanner e MapROVER automated scanner. A superfície foi rastreada com resolução de 1 mm × 1 mm.

Figura 9: inspeção de um tubo de 50,8 cm
Figura 9: inspeção de um tubo de 50,8 cm

Visualizações de S-scan e C-scan foram utilizadas para mostrar a corrosão. O primeiro grupo de C-scan (fig. 10) foi usado para visualizar o valor da parede remanescente, levando em consideração a corrosão interna. A cor azul no C-scan representa a espessura nominal, a parede remanescente fica mais fina à medida que a cor passa de amarelo para laranja e de laranja para vermelho. No C-scan, existem quatro áreas onde nós podemos identificar dados incoerentes. Estas áreas mostram onde a corrosão externa interrompe o sinal ultrassônico.

Figura 10: C-scan de parede remanescente com interrupção de sinal causada pela corrosão externa
Figura 10: C-scan de parede remanescente com interrupção de sinal causada pela corrosão externa

No segundo grupo, nós podemos ver a corrosão externa no S-scan (fig. 12) e no C-scan (fig. 11). Para este exemplo, que usa a paleta de cores padrão (paleta de cores típicas para corrosão), quanto mais vermelha for a cor, mais profunda é a corrosão externa. A corrosão externa é identificada com facilidade e está correlacionada com o C-scan da parede remanescente adquirida no primeiro grupo.

Figura 11: C-scan da corrosão externa com o HydroFORM scanner
Figura 11: C-scan da corrosão externa com o HydroFORM scanner
 
Figura 12: exemplo de C-scan de corrosão externa adquirido com o HydroFORM scanner
Figura 12: exemplo de C-scan de corrosão externa adquirido com o HydroFORM scanner

Conclusão

Ao usar este novo procedimento com o HydroFORM scanner da Olympus, agora, é possível mapear a corrosão externa durante uma inspeção normal de corrosão de parede remanescente e interna. Um segundo grupo, otimizado para medição de corrosão externa, pode ser criado usando o detector de defeitos OmniScan MX2. Os dados da corrosão externa e interna (parede remanescente) também podem ser exportados para um arquivo CSV para análise posterior. Este método pode reduzir o tempo da execução da inspeção de corrosão e evitar a formação e o investimento necessário quando se usa várias tecnologias de inspeção.

Olympus IMS
ProductsUsedApplications

O recurso de posicionamento preciso das sondas de acordo com o tipo de superfície a ser inspecionada influencia bastante na qualidade da inspeção. A Olympus oferece uma ampla gama de escâneres e acessórios para auxiliar no trabalho dos inspetores. Os escâneres possuem também vários tipos de configurações: um ou dois eixos codificados, além de rastreamento manual ou motorizado.
Este novo software é a opção mais eficiente e acessível às análises de dados do OmniScan, e possui as mesmas ferramentas de análise que o software OmniScan (onboard), com a versatilidade de rodar em um computador pessoal.
O OmniScan MX2 apresenta agora um novo módulo de Phased Array (PA2) com um canal UT, e um novo módulo de ultrassom convecional de dois canais (UT2), que pode ser utilizado para TOFD, ele vem também com um novo software que expande com sucesso os recurso da plataforma OmniScan MX2.
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