Câu hỏi thường gặp về khảo sát ăn mòn sử dụng LRUT (GUL)

GUL Screening sử dụng công nghệ sóng dẫn hướng như một giải pháp để phát hiện nhanh sự ăn mòn, xói mòn và các hư hỏng khác trong ống thép và đường ray. Đây là phương pháp thử nghiệm không phá hủy (NDT) tiên tiến được sử dụng để kiểm tra đường ống và đường ray.

Nó được sử dụng để nhanh chóng, chính xác và đáng tin cậy:
(1) Phát hiện và xác định vị trí trục của khuyết tật.
(2) Xác định vị trí chu vi của khuyết tật.
(3) Ước tính mức độ nghiêm trọng của khuyết tật bằng sự thay đổi diện tích mặt cắt ngang

Được thiết kế để phát hiện sự ăn mòn dưới lớp bảo ôn (CUI), ứng dụng của GUL Screening đã mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác bao gồm phát hiện và xác định vị trí ăn mòn dưới các giá đỡ đường ống (CUPS), ăn mòn rỗ và nhiều lĩnh vực khác;

Wavemaker® là thương hiệu của hệ thống sóng dẫn hướng mà GUL Screening sử dụng. Hệ thống bao gồm 3 thành phần chính là vòng đai đầu dò, thiết bị Wavemaker® và máy tính xách tay.

Kiểm tra siêu âm tầm xa (LRUT) là một thuật ngữ được đặt ra vào đầu những năm 1990 để mô tả việc kiểm tra đường ống bằng sóng dẫn hướng. Tuy nhiên, thuật ngữ “tầm xa” trong LRUT gây hiểu nhầm vì phạm vi kiểm tra có thể thay đổi từ 2 m đến 150 m (6 đến 492 feet) theo hướng cảm biến tùy thuộc vào điều kiện đường ống. Tầm soát GUL là thuật ngữ mới nhất được sử dụng để mô tả thử nghiệm sóng dấn hướng vì nó nhấn mạnh đến “Tầm soát” hoặc phát hiện của phương pháp NDT này.

GUL Screening cung cấp giải pháp cho đường ống có đường kính từ 0,75 inch (19,05 mm) trở lên. Độ dày thành ống áp dụng nằm trong khoảng từ 3 mm đến 40 mm (1/8 đến 1,57 inch) . Chúng tôi cung cấp nhiều loại và kích cỡ vòng đầu dò để đáp ứng yêu cầu kiểm tra của bạn. Vui lòng liên hệ riêng với VISCO để có kích thước tùy chỉnh.

Trong siêu âm, có hai loại sóng, đó là Sóng dẫn hướng và Sóng khối. Sự tồn tại của các sóng này phụ thuộc vào hình dạng vật liệu (hình dạng, độ dày) và tần số hoặc bước sóng kiểm tra. Do đó, ở tần số tương đối thấp (~25 kHz), Sóng dẫn hướng có thể tồn tại trong đường ống (và các dạng hình học khác) vì bước sóng tương đối lớn hơn nhiều so với độ dày thành ống. Ví dụ: tín hiệu sóng dẫn hướng ở tần số 25 kHz thường có bước sóng 130 mm và độ dày thành ống thường nằm trong phạm vi từ 3 đến 40 mm (1/8 đến 1,57 inch).

Các loại hoặc chế độ khác nhau của sóng dẫn hướng có thể tồn tại đối với các cấu trúc khác nhau (ví dụ: ống, tấm, đường ray) do sóng dẫn hướng phụ thuộc vào hình dạng vật liệu. Trong bối cảnh kiểm tra đường ống, hai loại chế độ sóng dẫn hướng ống phổ biến nhất để thử nghiệm sóng dẫn hướng là chế độ Torsional T(0,1) và Longitudinal L(0,2). Sóng xoắn và sóng dọc cơ bản tương tự như sóng cắt và sóng nén trong thử nghiệm Độ dày siêu âm (UT).

Sóng dẫn hướng có thể truyền dọc theo đường ống với vận tốc có thể được xác định từ Đường cong phân tán. Đường cong tán sắc là đồ thị của vận tốc pha hoặc nhóm so với tần số tín hiệu (hoặc tích của tần số và độ dày). Biểu đồ này cho thấy vận tốc của sóng dẫn hướng thay đổi như thế nào tùy theo chế độ và tần số.

Sơ đồ trên là đường cong phân tán vận tốc nhóm cho ống thép 8 inch Schedule 40 được tạo bằng DISPERSE. Các chế độ sóng dọc cơ bản L(0,1), xoắn T(0,1) và uốn F(1,2), F(1,3) và F(2,3) được chú thích.

Tầm soát GUL sử dụng sóng xoắn cơ bản, được gọi là T(0,1), vì ba lý do chính.
Thứ nhất, chế độ sóng dẫn hướng T(0,1) có tốc độ không đổi không phụ thuộc vào tần số (tức là không phân tán). Điều này cho phép chúng ta đo chính xác vị trí lỗi bằng cách sử dụng tính toán thời gian xuất hiện. Thứ hai, chỉ tồn tại một chế độ cơ bản duy nhất T(0,1) ở tần số thấp giúp cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm (SNR) của dữ liệu bằng cách giảm mức nhiễu gây ra do các chế độ khác.

Thứ ba, chế độ T(0,1) không bị ảnh hưởng bởi chất lỏng trong đường ống. 3 ưu điểm này giúp giảm độ phức tạp của việc kiểm tra, mang lại tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) cao hơn và phạm vi ứng dụng kiểm tra cao hơn.

Ngược lại, chúng ta không sử dụng sóng dọc để kiểm tra vì tốc độ sóng thay đổi theo tần số (tán sắc), có nhiều chế độ sóng và chúng bị ảnh hưởng bởi hàm lượng chất lỏng trong đường ống. Do đó, việc sử dụng sóng dọc có thể gây ra các phản hồi lớn hơn do tốc độ khác nhau, SNR kém hơn do chuyển đổi dạng sóng và không thể kiểm tra đường ống có hàm lượng chất lỏng. Hình dưới đây thể hiện sự so sánh về kết quả kiểm tra giữa chế độ sóng dẫn hướng T(0,1) và L(0,2).

(A) T(0,1) có độ nhiễu kết hợp thấp hơn tại chỗ uốn làm tăng khả năng phát hiện (POD) xói mòn; L(0,2) cho thấy độ nhiễu kết hợp cao ở khúc cong.

(B) T(0,1) có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) tốt hơn làm tăng POD của các mảng ăn mòn nhỏ hơn; L(0,2) có SNR kém hơn.

(C) T(0,1) cho SNR tốt hơn sau gối hàn đối với POD của các mảng ăn mòn sau gối đỡ hàn cao hơn; L(0,2) có SNR kém hơn đáng kể làm giảm phạm vi kiểm tra và giảm POD ăn mòn.

Tầm soát GUL có khả năng sử dụng L(0,2) khi kết hợp với vòng cố định 4 hàng, tuy nhiên hầu như không có ứng dụng nào cho kết quả tốt hơn so với sử dụng chế độ xoắn.

Sóng dẫn hướng xoắn T(0,1) được tạo ra bên trong đường ống thông qua một vòng đầu dò. Sóng dẫn hướng sẽ truyền đi theo cả hai hướng từ vòng đầu dò với tốc độ xấp xỉ 3.250 m/s (10.662 ft/s). Sóng sẽ được phản xạ từ các đặc điểm của đường ống (ví dụ như mối hàn, giá đỡ, mặt bích) và các khuyết tật (ví dụ như ăn mòn, xói mòn, hư hỏng cơ học), khiến tín hiệu truyền ngược về vòng đầu dò. Tầm soát GUL hoạt động bằng cách thu thập và phân tích các đặc tính của các sóng phản xạ này (ví dụ: thời gian đến, thành phần sóng xoắn và uốn).

Quét A là một biểu đồ hiển thị các tín hiệu sóng được dẫn hướng phản xạ theo khoảng cách dọc trục của ống. Tín hiệu đen và đỏ là thành phần sóng xoắn và uốn của tín hiệu phản xạ. Trục x biểu thị khoảng cách tương đối của tín hiệu từ vị trí đầu dò. Nói cách khác x = 0 m là vị trí vòng đầu dò và khoảng cách dương và âm biểu thị hướng tiến và lùi so với vòng đầu dò.

Đường cong DAC cung cấp một liên kết định lượng (hoặc đường cong hiệu chuẩn) giữa biên độ tín hiệu và sự thay đổi diện tích mặt cắt ngang (CSC) trong đường ống để cuối cùng chúng ta có thể định lượng mức độ hư hại đối với đường ống CSC. Cần có đường cong DAC chính xác để đưa ra mức độ nghiêm trọng của các khuyết tật trong đường ống

Hình trên hiển thị bản quét A với các Weld DAC và Call DAC. Trong hầu hết các cuộc kiểm tra, Weld DAC được thiết lập bằng cách sử dụng các tham số kích thước mối hàn hoặc thông qua phương pháp Hiệu chuẩn tuyệt đối. Điều này dẫn đến một Call DAC đã được hiệu chỉnh, có thể được sử dụng để ước tính mức độ nghiêm trọng của lỗi và xác định thời điểm kết thúc phạm vi kiểm tra kiểm tra.

Call DAC là mức ngưỡng được sử dụng để xác định mức độ nghiêm trọng của lỗi nếu được tìm thấy. Thông thường, nó được đặt ở mức 6% CSC, nhưng điều này có thể thay đổi tùy theo yêu cầu về độ nhạy của quá trình kiểm tra.

Hiệu chuẩn tuyệt đối là phương pháp hiệu chỉnh đường cong DAC được cấp bằng sáng chế của GUL. Nói một cách đơn giản, phương pháp này sử dụng tín hiệu dội lại từ các đặc điểm của đường ống, chẳng hạn như mối hàn hoặc mặt bích, để hiệu chỉnh nhanh chóng và chính xác các đường cong DAC.

Hiển thị ống dạng tấm phẳng (Unrolled Pipe Display) là một biểu đồ màu hiển thị biên độ phản xạ sóng dẫn hướng dưới dạng hàm của khoảng cách trục và vị trí chu vi. Biểu đồ này được tạo bằng cách sử dụng thuật toán độc quyền cho phép tập trung toàn bộ tín hiệu sóng dẫn hướng ở tất cả các vị trí (trong phạm vi kiểm tra hợp lệ), tương tự như Phương pháp lấy nét tổng thể trong mảng pha UT.

Việc sử dụng quá trình xử lý sau để tạo ra hình ảnh dạng phẳng sẽ tránh được nhu cầu thu thập dữ liệu bổ sung, giúp việc kiểm tra nhanh hơn.

Việc xác định và loại bỏ các tính năng của đường ống thường được thực hiện trước khi người kiểm tra bắt đầu phát hiện các khiếm khuyết trong Tầm soát GUL. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kiểm tra trực quan tại chỗ, tham khảo các bản vẽ kỹ thuật cũng như nghiên cứu và mô tả đặc tính của tín hiệu phản xạ; ví dụ: tín hiệu hàn có thể dễ dàng phân biệt được nhờ thành phần xoắn cao và biên độ đồng đều xung quanh mặt cắt ngang.

Các khóa đào tạo GUL cấp 1 và 2 (GULT) được thiết kế để trang bị cho các thanh tra viên những kỹ năng và kiến ​​thức để thực hiện nhiệm vụ này một cách tự tin và thành thạo.

Nói chung, độ nhạy phát hiện đáng tin cậy là 5% thay đổi diện tích mặt cắt ngang (CSC). Các khuyết tật nhỏ hơn, khoảng 1% CSC, có thể được phát hiện nhưng phụ thuộc vote mức tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) của thử nghiệm. Về cơ bản, mức SNR của dữ liệu xác định độ nhạy phát hiện.

Mức SNR chủ yếu bị ảnh hưởng bởi tình trạng hiện tại của đường ống. Ví dụ, một đường ống ở tình trạng tốt sẽ mang lại SNR cao hơn một đường ống bị ăn mòn tổng thể nghiêm trọng dọc theo toàn bộ chiều dài của nó.

Độ chính xác của vị trí khuyết tật là ±100 mm (khoảng 4 inch). Bằng cách đo khoảng cách từ những điểm đặc trưng của ống có thể nhìn thấy gần nhất, các khuyết tật có thể được xác định chính xác hơn.

Có 2 loại nhiễu được xem xét trong Tầm soát GUL, đó là nhiễu mạch lạc và nhiễu không mạch lạc. Nhiễu kết hợp không phải là ngẫu nhiên và có thể là do tình trạng đường ống, sự ăn mòn, bám cặn và các đặc điểm khác gây ra sự tán xạ sóng dẫn hướng không mong muốn. Nhiễu không mạch lạc là ngẫu nhiên (tức là có thể giảm bằng cách lấy trung bình tín hiệu) và được cho là do nhiễu nền và nhiễu điện.

Sau khi xác định khiếm khuyết trong quét A, các khiếm khuyết có thể được phân loại thành Nhỏ, Trung bình và Nghiêm trọng. Việc phân loại được xác định dựa trên sự thay đổi diện tích mặt cắt ngang (CSC), phạm vi chu vi của tín hiệu và mối quan hệ của chúng với mức DAC Call.

Phạm vi kiểm tra có thể được xác định bằng giao điểm của Ngưỡng đánh giá (Call) và ngưỡng phát hiện (Detection – DT) hoặc bị giới hạn bởi một số đặc điểm đường ống nhất định như mặt bích hoặc khuỷu ống. DT thường được định nghĩa là cao hơn mức ồn 6 dB.

Trong trường hợp lý tưởng, phạm vi thử nghiệm có thể hơn 200 mét (656 feet) theo mỗi hướng. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng đúng vì phạm vi kiểm tra có thể bị giới hạn do suy giảm do đặc tính của đường ống (lớp phủ, môi trường xung quanh và tình trạng kim loại của ống hiện có) hoặc các đặc điểm như chỗ uốn cong hoặc mặt bích.

Hình dưới đây cung cấp hướng dẫn về phạm vi kiểm tra điển hình và trung bình khi ứng dụng Tầm soát GUL.

Vùng chết được biểu thị bằng vùng màu xanh lục trong A-scan. Dữ liệu không có sẵn ở khu vực này vì đầu dò vẫn đang truyền tín hiệu và không nhận tín hiệu phản hồi (cấu hình xung-vọng).

Vùng trường gần là vùng màu xám bên cạnh vùng chết trong quét A. Dữ liệu có sẵn trong vùng này, nhưng không nên sử dụng để phát hiện lỗi vì hệ thống đang chuyển từ chế độ truyền sang chế độ nhận, điều này ảnh hưởng đến biên độ nhận được.

Kích thước của vùng chết và vùng trường gần bị ảnh hưởng bởi tần số của tín hiệu sóng dẫn hướng (tần số cao hơn = vùng nhỏ hơn). Có thể ước tính rằng chiều dài của vùng chết và vùng trường gần lần lượt là 0,275 m (1 foot) và 0,9 m (3 foot) cho mỗi hướng cảm biến.

Vòng đầu dò: Từ -40°C đến +350°C (-40 đến 662°F). Nhiệt độ hoạt động khác nhau tùy theo loại vòng đầu dò khác nhau.

Đầu nối LEMO: -40°C đến +482°C (-67 đến 662°F); theo thiết bị/thành phần

Cáp LEMO: -40°C đến 482°C (-76 đến 662°F); theo thiết bị/bộ phận

Việc tầm soát GUL có thể áp dụng cho các đường ống có lớp phủ hoặc độ dày sơn lên tới 1 mm (3/64 inch).

Sử dụng quy trình thu thập dữ liệu mặc định, việc thu thập dữ liệu bằng Wavemaker G4mini thường mất 2 phút.

• BS 9690:2011 Thử nghiệm không phá hủy – Kiểm tra sóng dẫn hướng
• ASTM: E2775 -2011 Thực hành tiêu chuẩn để thử nghiệm sóng dẫn hướng của hệ thống đường ống thép trên mặt đất bằng cách sử dụng đầu dò hiệu ứng áp điện
• ISO/DIS 18211.2 Thử nghiệm không phá hủy – Kiểm tra tầm xa các đường ống trên mặt đất và đường ống của nhà máy bằng cách sử dụng thử nghiệm sóng dẫn hướng khi truyền dọc trục
• ASME: Mục 18 Phương pháp kiểm tra sóng dẫn hướng cho đường ống cơ bản

Tầm soát GUL hiện không thể áp dụng cho các ống hoặc ống dẫn có vây tản nhiệt do nhiễu kết hợp tương đối lớn tạo ra từ sự phản xạ của các vây này.

Các bộ giảm tốc thường có thể được kiểm tra xuyên suốt vì nó phụ thuộc vào sự thay đổi kích thước tương đối. Ví dụ: NPS14:NPS12 (DN350 đến DN300) ít ảnh hưởng trong khi NPS4:NPS2 (DN100 đến DN50) sẽ dẫn đến mất tín hiệu lớn hơn nhiều.

Các khúc congcũng tương tự – luôn có hiện tượng mất tín hiệu, khúc cong càng chặt thì tổn thất càng lớn. Phân tích dữ liệu cho phép định lượng mức độ tổn thất để biết được mức độ nhạy thu được xung quanh đoạn ống uốn cong.

Sàng lọc GUL tạo ra dữ liệu hiển thị ống dạng phẳng trông rất giống với bản đồ ăn mòn thông thường. Tuy nhiên, nó thể hiện sự thay đổi diện tích mặt cắt ngang (CSC) và không lập bản đồ trực tiếp độ dày của thành ống. Tuy nhiên, nó sẽ xác định vị trí các khu vực bị mất vật liệu và chúng ta có thể ước tính lượng thành ống còn lại cho các khu vực này.

Có. Để ước tính phạm vi kiểm tra, chúng ta cần biết độ dày của lớp lót bê tông và độ dày thành ống, cũng như thông tin về tình trạng liên kết bê tông với đường ống, hoặc liệu có được liên kết hay không.

GUL Screening không được thiết kế để đo ứng suất trong đường ống.