Kiểm tra mối hàn ống thép không gỉ đường kính nhỏ sử dụng đầu dò Dual Linear Array (DLA)

Application

Kiểm tra đường ống thép nhỏ, vách mỏng, vật liệu austenitic khi không thể sử dụng sóng ngang tiêu chuẩn.

Khó khăn khi kiểm tra mối hàn thép không gỉ

Kiểm tra siêu âm sóng ngang tiêu chuẩn không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của ứng dụng này. Các đặc tính âm học của đường ống nhỏ, vách mỏng có mối hàn đối đầu đặt ra các yêu cầu cần phải sử dụng đầu dò mảng tuyến tính kép DLA. Để đảm bảo rằng việc hội tụ chùm âm xảy ra trong vùng mong muốn, cần sử dụng góc mái của đầu dò trên nêm khác nhau cho mỗi đường kính khác nhau.

Giải pháp kiểm tra mối hàn ống thép austenit

Để giải quyết yêu cầu phải sử dụng các góc mái khác nhau, Olympus đã chế tạo đầu dò mảng tuyến tính kép với các góc mái có thể thay đổi, được lắp ráp trong một khối đầu dò duy nhất. Đầu dò này thích ứng với các nêm có phạm vi từ 1 đến 4,5 in OD, gắn vào bộ quét mối hàn đường kính nhỏ như COBRA® và có thể được kiểm tra sử dụng OmniScan® SX. Các thiết bị này cung cấp một giải pháp cho việc kiểm tra trong đó sóng ngang không thể phát hiện ra các khuyết tật trong vật liệu nhiễu hoặc suy hao.

Item Number	Part Number	Described description
Q3301132	5DL16-12X5-A25-P-2.5-OM	Standard phased array probe, 5 MHz, dual 16 element arrays, 12 × 5 mm total active aperture, 0.75 mm pitch, 5 mm elevation, A25 case type, impedance matching to Rexolite®, PVC sheathing, 2.5 m cable, one (1) OmniScan connector.
Q7201159	SA25-DN70L-Kit	One (1) SA25-DN70L flat wedge and nine (9) SA25-DN70L curved wedges to cover nominal pipe sizes (NPS) from 0.84 in. OD to 4.5 in. OD. Features IH option (irrigation and scanner holes). Fits A25 dual array probes. IMPORTANT NOTE: Focal laws for the OmniScan® using this solution cannot be created in the OmniScan flaw detector; they must be created using NDT SetupBuilder (TomoView™ can also be used). This solution will increase minimum height clearance required for use of the COBRA scanner.
U8750063	COBRA-HALF	One-sided COBRA scanner package for 0.84 in. OD to 4.5 in. OD pipe inspection using one probe including irrigation parts and setup templates. 2.5 m encoder cable with a LEMO® connector compatible with the OmniScan MX2 and SX. NOT INCLUDED: Wedges and probes.
Q1000036	OMNISXPA1664PR-A25-SA25	OmniScan SX and A25 COBRA scanner DLA promotional kit. Includes OmniScan SX portable 16:64PR phased array acquisition unit (including one UT conventional channel) with: AC adaptor, battery, small carrying case, SD™ card, USB flash drive, two (2) anti-glare screen protectors, hard copy of User’s Manual, USB key including OmniScan software User’s Manuals, 1-year warranty. Also includes the following items: (1) OmniPC™ HASP key with OmniPC and NDT SetupBuilder (OMNIPC-A) -(1). + One-sided COBRA scanner package for 0.84 in. OD to 4.5 in. OD pipes (COBRA-HALF) -(1) 5 MHz, 16-element dual linear array probe, A25 housing for COBRA scanner (5DL16-12X5-A25- P-2.5-OM) (1) A25 series wedge kit, including one (1) flat wedge and nine (9) contoured wedges (SA25-DN70L-KIT) -(1) ES BeamTool version 8 HardLock (HASP key) package for PA technique development (SOFT-ESBEAM8HL).

Thiết lập và cài đặt

Chọn tệp nêm và luật hội tụ cho đường kính ngoài mong muốn.
Lắp đầu dò và nêm.
Tải tệp LAW với cài đặt độ sâu tiêu cự cụ thể phù hợp với đường kính ngoài. (Cần sử dụng USB chứa các tệp luật hội tụ LAW cung cấp theo đầu dò
Thiết lập chiều dày mẫu và mối hàn cần kiểm tra.
Hiệu chỉnh độ nhạy cho các rãnh khắc ID và OD bằng cách sử dụng mẫu chuẩn:
- Điều chỉnh thủ công độ trễ nêm (thường khoảng ~ 0,6μs).
- Sử dụng các bia phản xạ để hoàn thành hiệu chuẩn độ nhạy hai điểm trên thiết bị OmniScan.

Sơ đồ thiết lập kiểm tra với đầu dò sóng dọc

Kết quả cần quan sát rõ hai xung phản hồi từ hai lỗ khoan trong tâm mối hàn cần kiểm tra.

Hình dưới đây là sơ đồ các đường truyền âm có thể có của đầu dò mảng tuyến tính kép sóng dọc. Nếu các cổng đo được thiết lập đúng, cổng A sẽ hiển thị các tín hiệu từ kỹ thuật 1 và 2 với sóng dọc và sẽ di chuyển trong mối hàn và có tín hiệu phản hồi với vị trí và độ sâu chính xác. Cổng B sẽ hiển thị tín hiệu từ kỹ thuật 3 và 4 chứa ít nhất một chân sóng chuyển đổi và mặc dù vị trí không đúng, nó vẫn hữu ích cho việc phát hiện khuyết tật và đánh giá chiều dài.

Đường truyền âm có thể có của đầu dò mảng tuyến tính kép sử dụng sóng dọc

Các kết quả thí nghiệm

Sử dụng thiết lập đã hiệu chuẩn quét và ghi lại dữ liệu. Chúng tôi thấy rằng cổng A ghi lại các biên dạng như chân và mũ mối hàn cùng với các phản hồi tín hiệu từ bốn khuyết tật trong mối hàn đường ống. Việc thay đổi C-scan để hiển thị cổng B cho thấy rằng các khuyết tật được xác định dễ dàng ở các vị trí dọc theo trục quét khi quan sát tín hiệu sóng chuyển đổi.

Sau đó, chúng tôi quan sát từng khuyết tật trong chế độ A-C-R-S. Điều này cho phép quan sát từng chỉ thị dọc theo chiều quét, quét A nơi đặt con trỏ và quét R/S hiển thị vị trí các chỉ thị* trong mối hàn. Chúng tôi quan sát dữ liệu trong cổng A để xác định xem nó có được hiển thị chính xác hay không, lưu ý rằng các chị thị bổ sung xuất hiện từ tín hiệu sóng chuyển đổi dạng sóng.

*Vị trí của chỉ thị chỉ chính xác nếu sóng dọc trực tiếp vượt qua chiều cao cổng A.

Flaw 1 là một vết nứt ở giữa, và nó được phát hiện ở cả cổng A và B. Chúng ta có thể quan sát vết nứt được vẽ một cách chính xác trong mối hàn ngay trên đường chân mối hàn. Ngoài ra còn có một tín hiệu được chuyển đổi chế độ thứ cấp nằm ngoài vị trí nhưng hữu ích để phát hiện khuyết tật và định kích thước chiều dài trên trục quét.

Flaw 2 là một vết nứt giữa mối hàn khác, được phát hiện rõ ràng với tín hiệu chuyển đổi chế độ nhưng xuất hiện rất yếu khi sử dụng sóng dọc trực tiếp. Trong trường hợp này, bạn có thể thấy rằng khuyết tật được hiển thị ở biên độ 23,5% ở trung tâm của mối hàn.

Vết nứt 3 là dạng vết nứt mỏi bên ngoài nằm dọc theo đường mép vát của mối hàn. Chỉ thị được hiển thị rất rõ ràng trong dữ liệu sóng chuyển đổi chế độ nhưng chỉ xuất hiện ở biên độ 19,6% so với sóng dọc trực tiếp.

Vết nứt 4 là vết nứt mỏi bên trong dọc theo chân mối hàn. Nó hiển thị ngay bên trong chân thứ hai của tín hiệu sóng dọc và có vị trí chính xác trên hình vẽ mối hàn.

Conclusion

Đầu dò mảng tuyến tính kép A25 có thể kiểm tra các mối hàn thép không gỉ có thành mỏng, đường kính nhỏ. Sử dụng các cổng được định vị để hiển thị tất cả các chế độ tín hiệu đảm bảo khả năng phát hiện tốt và định kích thước chiều dài của các khuyết tật. Kiến thức nâng cao về chế độ xung-vọng và biên dạng xung, tín hiệu phản hồi từ đầu dò mảng tuyến tính và hiệu chuẩn đầu dò là rất quan trọng để thực hiện bài kiểm tra thành công.

Link bài gốc: https://www.olympus-ims.com/en/small-diameter-pipe-inspection/