Siêu âm Phased Array sử dụng thay thế chụp ảnh phóng xạ

máy quét HSMT-Compact bán tự động

Tóm tắt

Trong đánh giá không phá huỷ (NDE), hoặc thử nghiệm không phá hủy (NDT), nhiều tiêu chuẩn và code đã cho phép thay thế một phương pháp kiểm tra với một phương pháp kiểm tra khác, miễn là đáp ứng các yêu cầu nhất định. Ngoài ra, các phương pháp kiểm tra dựa trên tiêu chuẩn cũng liên tục được xem xét để cải tiến quy trình và giảm chi phí. Phương pháp siêu âm đã trở thành một phương án thay thế phổ biến và được chấp nhận trong các kiểm tra mà trước đây thường yêu cầu sử dụng phương pháp chụp ảnh phóng xạ.

Giới thiệu

Chụp ảnh phóng xạ và siêu âm là kỹ thuật NDT có thể bổ sung cho nhau. Cả hai đều có thể kiểm tra các khuyết tật mối hàn dạng hình khối và các bất liên tục như vết nứt, thiếu ngấu… Sự lựa chọn phương pháp nào thường phụ thuộc vào các quyết định do ngoại cảnh hoặc hoặc sự khác biệt nhỏ trong khả năng phát hiện của mỗi phương pháp. Tuy nhiên, siêu âm đang dần dần thay thế cho chụp phóng xạ cả trong thực tế và trong các tiêu chuẩn kiểm tra của các tổ chức lớn như ASME (American Society of Mechanical Engineers) và API (American Petroleum Institute). Mặc dù hầu hết các tiêu chuẩn không chỉ định rõ ràng, phương pháp siêu âm hay siêu âm pha (PA) đã trở thành phương pháp thay thế phổ biến nhất trong các quá trình kiểm tra. PA thường được kết hợp với phương pháp nhiễu xạ thời gian bay (TOFD) khi kiểm tra tra do thiết bị và bộ gá có thể sử dụng cả hai phương pháp cùng một lúc. Trong quá khứ, các quy trình kiểm tra dựa trên tiêu chuẩn thường đi sau các code case hoặc các phụ lục bổ sung. Tuy nhiên, sau quá trình sử dụng và được chấp nhận rộng rãi hơn, các quy trình kiểm tra siêu âm đang được bổ sung trực tiếp vào như một nội dung cơ bản của các tiêu chuẩn chính, ví dụ như ASME Sec. V. Art. 4 từ năm 2010 trở đi. Thiết bị siêu âm mảng pha ngày càng trở nên linh hoạt hơn, giá cả phải chăng và dễ sử dụng hơn, làm cho siêu âm trở thành một thiết bị thay thế an toàn và thiết thực cho chụp X quang.

Ưu điểm của kiểm tra siêu âm (so với Chụp ảnh phóng xạ):

  • Xác suất phát hiện cao (POD), đặc biệt là đối với các vết nứt và không ngấu:
    • Siêu âm có xu hướng phát hiện các khiếm khuyết phẳng tốt hơn so với chụp X quang ở hầu hết các nghiên cứu.
  • Xác định chính xác kích thước chiều cao khuyết tật và ít bị các trường hợp reject hoặc sửa chữa bằng cách sử dụng Đánh giá tới hạn chuyên gia (ECA):
    • Siêu âm cho phép đánh chiều cao khuyết tật, cho phép xem xét về thể tích và độ nghiêm trọng của vết nứt (thay vì chỉ có loại nứt và chiều dài).
  • Không phát ra bức xạ, không gây nguy hiểm, và không đòi hỏi phải có giấy phép đặc biệt hoặc nhân viên bổ sung.
  • Không yêu cầu cách ly các khu vực được kiểm tra. Công việc gần vị trí kiểm tra siêu âm có thể tiếp tục bình thường.
  • Không sử dụng hóa chất nào (trái ngược với chụp X quang bằng phim).
  • Phân tích mối hàn siêu âm theo thời gian thực và có thể cung cấp đánh giá và phản hồi ngay cho thợ hàn.
  • Dễ dàng tạo các báo cáo ở định dạng điện tử.

Một số tiêu chuẩn phố biến với kiểm tra siêu âm Phased Array

  • ASME Code Case 2235
  • ASME Code Case 179
  • ASME Code Case 168
  • ASME Code Case N-659
  • ASME Code N-713
  • API 620/650 App. U
  • ASME Sec. V Mandatory Appendixes

Thiết bị phổ biến và phụ kiện

  • Một bộ thu phát với khả năng lưu giữ dữ liệu A-scan nguyên gốc (không nén), và khả năng mã hóa vị trí (Ví dụ như thiết bị kiểm tra siêu âm khuyết tật OmniScan® hoặc FOCUS PX ™).
  • Một kế hoạch quét và quy trình kiểm tra và các thông số thiết yếu (Ví dụ: các tham số được cài đặt bằng phần mềm NDT SetupBuilder).
  • Bộ quét công nghiệp (với bộ mã hóa vị trí) có thể quét liên tục nhiều lần mối hàn hoặc các vật cần kiểm tra (bán tự động hoặc tự động):
    • Việc lựa thiết bị cần dựa trên số lượng đường hàn, đường kính ống, chiều dày mối hàn, loại vật liệu, quy trình hàn…
  • Lưu giữ và phân tích dữ liệu
    • Phân tích được thực hiện trực tiếp trên thiết bị hoặc phần mềm trên máy tính như OmniPC ™, TomoView ™ hoặc FocusPC.
  • Chứng minh hiệu năng, hiệu suất của thiết bị, quy trình, người vận hành, và quá trình kiểm tra.
  • Tiêu chí chấp nhận thay thế theo yêu cầu.
  • Đầu dò, nêm, thiết bị phân phối chất tiếp âm và các phụ kiện khác.
  • Đào tạo và chứng nhận phù hợp cho nhân viên.
Máy dò khuyết tật OmniScan MX2 (hỗ trợ nhiều nhóm) và máy dò OmniScan SX (đơn nhóm).
Máy dò khuyết tật OmniScan MX2 (hỗ trợ nhiều nhóm) và máy dò OmniScan SX (đơn nhóm).

Kết luận

Việc thay thế chụp X quang bằng siêu âm đã trở thành một xu hướng ngành công nghiệp, cũng như thực tiễn đã được chấp nhận bằng các tiêu chuẩn ban hành. Thiết bị siêu âm mảng pha dễ sử dụng và giá cả phải chăng cùng các phần mềm ngày càng mạnh đang hỗ trợ rất nhiều cho việc sử dụng siêu âm. Những lý do chính tiếp tục xu hướng này bao gồm tiết kiệm chi phí và thời gian của quá trình kiểm tra, cải thiện an toàn của người vận hành và những người khác trong khu vực xung quanh và tính sẵn sàng sử dụng của các tiêu chí chấp nhận thay thế. Việc sử dụng siêu âm tăng lên cũng giúp dẫn đến giảm bớt việc loại bỏ và sửa chữa.

Thiết bị sử dụng trong bài viết

Hệ thống kiểm tra tự động

Siêu âm Phased Array FOCUS PX / PC / SDK