Lựa chọn Đầu dò kiểm tra đường ống (tube testing)

Đầu dò cho kiểm tra ống có thiết kế nhẹ và bền chắc sử dụng các phương pháp Dòng điện xoáy, từ trường xa, từ trường dò, Siêu âm đầu dò quay để kiểm tra các đường ống từ tính và phi từ tính.

Probes for tube inspection are lightweight but solidly constructed eddy current, remote field, magnetic flux leakage, and IRIS ultrasound. These probes are used for ferromagnetic or non-ferromagnetic tube inspection applications.

Mã: TUBE-TESTING-PROBE Danh mục: Dòng điện xoáy, Kiểm tra ăn mòn, Olympus, Phát hiện khuyết tật Từ khóa: ECA, ect, ET, IRIS, MFL, NFT, RFT, UT

Mô tả

Lựa chọn đầu dò và mẫu chuẩn cho thiết bị kiểm tra ống MS-5800

Thử nghiệm không phá hủy cũng giống như thực hiện các lựa chọn trong cuộc sống, cần lựa chọn để không dẫn đến những sai lầm rất tốn kém. Trước khi xem xét mua một đầu dò để kiểm tra ống, đây là những điều bạn cần chú ý:

Kiểm tra cái gì?

Cần cần tìm kiếm cái gì? Điều quan trọng là phải biết rõ dạng khuyết tật bởi vì nó sẽ xác định công nghệ sử dụng khi kiểm tra hoặc yêu cầu kết hợp các công nghệ này cho phù hợp. Đây là một vài khuyết tật thường thấy trong ống:

Nứt
Ăn mòn
Rỗ
Mỏng thành ống
Nứt mỏi

Bởi vì một số kỹ thuật là “mù” hoặc không nhạy với một vài loại khiếm khuyết, nếu bạn đang tìm kiếm các vết nứt, bạn phải chắc chắn rằng bạn biết hướng của vết nứt trước khi bạn bắt đầu tìm kiếm. Vết nứt trên ống có thể dọc trục hoặc vòng tròn theo chu vi.

Kiểm tra ở đâu?

Tùy thuộc vào việc các khuyết tật mà bạn đang tìm kiếm phát hiện bên trong hoặc bên ngoài ống làm sẽ quyết định lựa chọn loại kỹ thuật bạn sẽ sử dụng để kiểm tra đường ống đó

Nứt bề mặt?
Khuyết tật kín nằm ở đường kính trong của ống?
Khuyết tật kín nằm ở đường kính ngoài của ống?
Khuyết tật nằm trong mối hàn?
Khoảng dưới giá hoặc tấm đỡ (under supporter)?

Điều quan trọng là cần biết biết chính xác loại vật liệu mà bạn đang có kế hoạch thử nghiệm. Đơn giản chỉ cần biết rằng các ống của bạn được làm bằng thép không gỉ là không đủ. Đặc tính vật liệu có thể có một tác động rất lớn với kỹ thuật kiểm tra nhất định, chẳng hạn như với thử nghiệm điện từ khi thay đổi độ thẩm từ ảnh hưởng đến khả năng thâm nhập dòng xoáy. Biết tiêu chuẩn sản xuất của vật liệu là quan trọng, nhưng thường không đủ trong việc đạt được một sự hiểu biết rõ ràng về tính chất vật liệu. Ví dụ, một số tiêu chuẩn ASTM bao gồm các vật liệu kim loại và kim loại màu chỉ biết lớp cụ thể của vật liệu (A213-TP304). Do vậy, tốt nhất là biết được độ từ thẩm của vật liệu ống hay vật liệu có độ từ thẩm gần với ống cần kiểm tra nhất.

Cũng rất quan trọng khi biết chính xác loại vật liệu sử dụng xung quanh ống hay lớp mạ bên ngoài. Trong một số trường hợp, điều này có thể ảnh hưởng đến chất lượng của các kết quả kiểm tra rất nhiều, và do đó ảnh hưởng đến lựa chọn kỹ thuật kiểm tra. Cũng cần hiểu công việc cụ thể của từng ống, vì điều này cũng ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu và khả năng xuất hiện các khuyết tật.

Kích thước của ống như thế nào?

Biết các kích thước vật lý của ống. Không phải mọi kỹ thuật đều phù hợp cho mọi kích thước ống và độ dày:

Đường kính bên trong hoặc bên ngoài của ống, tốt nhất là cả hai
Chiều dày BWG hoặc chiều dày thành ống
Các đặc tính của ống (có uốn cong, có cánh tản nhiệt, loại cánh tản nhiệt như thế nào, các vị trí có giá đỡ…)

Kết luận về lựa chọn kỹ thuật kiểm tra

Có tất cả các thông tin này trong tay sẽ làm việc xác định kỹ thuật dòng xoáy (ECT), dòng xoáy mảng pha (ECA), từ trường xa (RFT), từ trường gần (NFT), hay siêu âm đầu dò xoay (IRIS), từ trường dò (MFL), hay kết hợp các kỹ thuật kiểm tra khác. Tham khảo thêm bảng lựa chọn các kỹ thuật kiểm tra.

Hướng dẫn lựa chọn đầu dò và mẫu chuẩn

Sau khi lựa chọn công nghệ kiểm tra, phần tiếp theo là lựa chọn đầu dò và mẫu chuẩn. Tài liệu tham khảo khi lựa chọn đầu dò đầu tiên là Catalog đầu dò. Tài liệu tham khảo thứ 2 là Tube testing help center, là file Excel bao gồm các hướng dẫn để lựa chọn đầu dò chính xác hơn, tìm fill factor…

Thông tin cần biết khi lựa chọn đầu dò:

Đường kính ngoài ống: OD
Đường kính trong ống hoặc chiều dày ID (Để lựa chọn đúng tần số và đường kính của đầu dò)
Loại vật liệu chính xác, vật liệu có đồng nhất không hoặc có nhiều lớp vật liệu khác nhau. (Để lựa chọn đúng tần số)
Ống dài bao nhiêu mét (Lựa chọn chiều dài cáp)
Có đoạn cong (U-Bend) ở cuối không (Lựa chọn loại đầu dò có thể uốn cong khi gặp vị trí U-Bend và lựa chọn fill factor phù hợp để đầu dù không bị kẹt)
Có phiến tản nhiệt không, vật liệu làm phiến tản nhiệt (Lựa chọn kỹ thuật và tần số)
Có supporter ở các vị trí nào, vật liệu làm supporter
Các vị trí hay xuất hiện khuyết tật, khuyết tật còn nằm gần supporter không, nằm sau hay nằm trước supporter (Để lựa chọn đúng loại đầu dò biến tử kép)

Sau khi có các thông tin trên, có thể sử dụng Tube testing help center hoặc Catalog đầu dò để tra đúng loại đầu dò.

Lưu ý là fill factor tối ưu cho ECT là ở mức 90%. Fill factor chấp nhận được là 80%. Dưới con số này chất lượng tín hiệu sẽ giảm đi rất nhanh, đặc biệt là khi làm việc với các ống đã bị ăn mòn nhiều.
Với đầu dò ECT kiểm tra các đoạn ống U-Bend (Đầu gò TEG), sử dụng Fill factor ở mức tối ưu có thể làm tăng tỷ lệ kẹt khi làm việc ở các khúc cong. Do vậy cần chọn tỷ lệ Fill Factor phù hợp và kết hợp giữa TEA và TEG để có kết quả tốt nhất.
Riêng với kỹ thuật Từ trường dò (MFL), Fill factor có thể lựa chọn mức thấp hơn khoảng 70% và cân nhắc giữa việc đầu dò càng nhỏ thì càng khó bị kẹt ở các vị trí uống cong.
Thời gian giao hàng của đầu dò Tube test là rất quan trọng, cần confirm kỹ trước khi đặt hàng.
Một số đường kính đầu dò đảm bảo Fill factor tối ưu có thể không có, khi đó có thể lựa chọn Fill factor thấp hơn để đảm bảo thời gian giao hàng nhanh hơn.
Đầu dò Tube testing có thể tùy biến theo yêu cầu, hãy liên hệ với Olympus để hỏi thêm.

Số lượng Part number liên quan đến đầu dò kiểm tra Tube Testing là khoảng 74.400 loại khác nhau. Cần rất lưu ý khi lựa chọn đầu dò.

Lựa chọn đầu dò ECT theo ứng dụng

Lựa chọn đầu dò IRIS

Để xây dựng một bộ đầu dò IRIS, cần lựa chọn thêm các phụ kiện cần thiết như sau:

Đầu Turbine (TUA) – Có thể chọn thêm thế hệ thứ 2, cải tiến tránh bị kẹt và tăng tốc độ dưới dùng 1 áp suất -> tăng tốc độ kiểm tra

=> chọn TUA2-160 U8281867 16 mm (0.63in.) IRIS turbine (Thế hệ thứ 2)

Do có một số đường kính nhỏ nên có thể phải chọn thêm mã TUA-120.

Part Number	Item Number	Description
TUA-120	U8780157	12 mm (0.47 in.) IRIS turbine
TUA-170	U8780158	17 mm (0.67 in.) IRIS turbine
TUA2-160	U8281867	16 mm (0.63in.) IRIS turbine (Thế hệ thứ 2 với nhiều cải tiến)
TUA2-120	U8280791	12 mm (0.47in.) IRIS Turbine 2nd Generation (Thế hệ thứ 2 với nhiều cải tiến)

Đầu dò siêu âm (TUB) – Kiểm tra được các dải từ 1,2mm-8mm, chú ý trường hợp mỏng hơn 0,9mm cần có các kiểm tra thực nghiệm.

Part Number	Item Number	Description
TUB-254-10M	U8280001	1.0 in. (25.4 mm) focal length, 10 MHz
TUB-254-15M	U8280002	1.0 in. (25.4 mm) focal length, 15 MHz
TUB-254-20M	U8280003	1.0 in. (25.4 mm) focal length, 20 MHz
TUB-381-10M	U8280004	1.5 in. (38.1 mm) focal length, 10 MHz
TUB-381-15M	U8280005	1.5 in. (38.1 mm) focal length, 15 MHz
TUB-381-20M	U8280024	1.5 in. (38.1 mm) focal length, 20 MHz

Như vậy, có thể chọn các đầu dò loại focus ở 25mm cho các ống ID khoảng 50-80mm hay nhỏ hơn và đầu dò focus ở 40mm cho các ống OD từ 80mm trở lên. Riêng đầu dò 20MHz để kiểm tra vật liệu mỏng khoảng 1mm, tuy nhiên với chiều dày 0,8mm thì sẽ khó kiểm tra hơn và phụ thuộc vào điều kiện bề mặt rất nhiều cũng như phải thử nghiệm trong thực tế.

Thiết bị định tâm (TUC) – Phù hợp cho dải đường kính ID từ 13.5-166

Part Number	Item Number	Description	Extent (Tube ID)
TUC-XS	U8780162	Extra-small IRIS centering device	0.45 in. to 0.71 in. (11.4 mm to 18.0 mm)
TUC-SM	U8780161	Small IRIS centering device	0.71 in. to 1.0 in. (18.0 mm to 25.4 mm)
TUC-MD	U8780160	Medium IRIS centering device. The TUC-MD comes with an additional flexible rod that can be used in the centering device for boiler bend applications. See “IRIS-FLEXROD” accessory description on page 35.	0.96 in. to 1.65 in. (24.4 mm to 41.9 mm)
TUC-LG	U8780159	Large IRIS centering device. The TUC-LG comes with an additional flexible rod that can be used in the centering device for boiler bend applications. See “IRIS-FLEXROD” accessory description on page 35.	1.5 in. to 3.0 in. (38.1 mm to 76.2 mm)
TUC-MD-FLEX	U8280250	Medium IRIS centering device mounted on flexible rod.
TUC-LG-FLEX	U8280251	Large IRIS centering device mounted on flexible rod.

Hiện các bộ định tâm hỗ trợ từ 11.4mm đến 76mm. Trường hợp có kiểm tra ống cong thì sử dụng thêm các bộ TUC-MD-FLEX để có thể di chuyển qua các đoạn cong.

Cáp đầu dò (TUD).

Part Number	Item Number	Description
TUD-N20	U8800530	IRIS probe cable, 20 m (65 ft)
TUD-N30	U8800532	IRIS probe cable, 30 m (100 ft)
TUD-BNC	U8800529	BNC to BNC signal cable, 3.7 m (12 ft)

Cần tối thiểu 2 sợi, 1 sợi Microdot-BNC nối từ đầu dò tới bộ FLOOD và BNC-BNC từ bộ FLOOD tới thiết bị.

Lựa chọn mẫu chuẩn kiểm tra ống

Thông thường, các ống của bộ trao đổi nhiệt/ống nồi hơi thường có vật liệu rất đặc biệt, rất nhiều loại khác nhau. Để tham khảo tính chất của từng loại vật liệu có thể sử dụng thông tin về độ từ thẩm các vật liệu

Do tính chất các vật liệu khác nhau nên việc lựa chọn mẫu chuẩn thường quay về tìm kiếm vật liệu tương đương. Việc này là khó khăn và tốn thời gian do vật liệu có rất nhiều và việc tìm kiếm vật liệu tương đương là công việc “đãi cát tìm vàng”.

Các kỹ thuật phát triển bởi Olympus đều có các mẫu hiệu chuẩn, với thiết kế tối ưu hóa cho đầu dò Olympus để đơn giản hóa việc hiệu chuẩn. chi tiết kỹ thuật của từng mẫu hiệu chuẩn có thể tham khảo thêm tại đây www.olympus-ims.com/en/tube-inspection-probes/

Vật liệu tương đương

Tín hiệu dòng xoáy phản hồi thu được phụ thuộc vào chiều dày, độ dẫn điện, độ từ thẩm, trạng thái bề mặt, sự có mặt và kích thước khuyết tật vào độ hở và hướng trục đầu đo, cùng với tốc độ dịch chuyển tương đối của tấm. Giá trị Độ dẫn điện và độ từ thẩm được xác định bằng nhiều yếu tố liên quan đến thành phần hóa học, tổ chức tế vi nhiệt độ, ứng suất dư… Như vật khó khăn khi lựa chọn vật liệu tương đương là phải tìm được Độ dẫn điện và từ thẩm tương đương của vật liệu và quy đổi tương đương.

Một trường hợp khác là khi vật liệu bao gồm các lớp phủ bên ngoài và bên trong trong vật liệu nền, khi đó chúng ta cũng phải tính toán quy đổi giá trị từ thẩm và độ dẫn điện tương đương khi lựa chọn đầu dò và mẫu kiểm tra.

Eddy Current Array Tube Probe

The new TXE probe series is the best at detecting circumferential cracks, particularly those located at the edge of supports or tube sheets. The output display is an intuitive C-scan image, and in addition, the probe can be used to scan the whole length of the tube at very high speeds.

Remote Field Probes

The remote field probes include a 32 dB preamplifier. These probes feature improved wear resistance and thicker casing as well as improved differential response and SNR ratios. These probes are designed to detect irregularities such as pitting, corrosion, and erosion in ferromagnetic tubing. These probes are available in single exciter, dual pickups, and dual exciter designs.

Near Field Probes

The near-field probes offer excellent detection of internal corrosion, erosion, and axial cracking and return high-quality, amplitude-based signals that enable fast and simple data analysis. There is no need for a reference probe or extension. These probes are ideal for fin-fan carbon steel tube inspection.

Magnetic Flux Leakage Probes

The magnetic flux leakage probes offer a superior high-saturation optimized magnetic design. Changeable wear rings improve wear resistance. These probes are ideal for air-cooler tubing inspection (with aluminum fins) and for circumferential crack detection.

IRIS Probes

The internal rotary inspection system (IRIS) probes are well suited for petrochemical and balance-of-plant (BOP) tube inspections. They use an ultrasonic beam to scan the internal surface of the tube in helicoidal patterns, ensuring that the full length of the tube is tested. The IRIS probes operate in pulse-echo mode to measure wall thickness, material loss, and defect orientation within the range of 0.5 in. to 3 in. ID.

Eddy Current Bobbin Probes

The eddy current bobbin probes are lightweight, economical, but solidly built probes with the coils protected with a plastic sleeve and stainless steel wear guides at front and rear ends. They are ideal for the inspection of heaters, coolers, and heat exchangers.

Eddy Current Air Conditioner Probes

The eddy current air conditioner probes offer solid construction for durability. They include a differential bobbin set and a circumferentially sensitive pancake array.

Eddy Current Titanium Probes

The eddy current titanium probes offer ultimate durability with titanium protective cover for the coils and stainless steel wear guides at front and rear ends. They are ideal for heaters, coolers, and heat exchangers.

Eddy Current High-resolution Probes

The eddy current high-resolution probes are lightweight, but solidly built probes with the coils protected with a plastic sleeve and stainless steel wear guides at front and rear ends. Their narrow coils make them ideal for thin tubing inspection such as titanium tubing.

Eddy Current Flexible Bullet Probes

The eddy current flexible probes offer solid stainless steel construction for durability and titanium protective cover for the coils. They are designed to inspect tight U-bend (as low as 50 mm curvature radius).

Eddy Current Airgun Probes

The eddy current Airgun probes are extremely lightweight. It is designed to work with the MPP04-01 Airgun probe pusher-puller. It features a grooved design to reduce pushing force in tube end and to improve durability. It is ideal for steam condensers, coolers, and heat exchangers.

Eddy Current CARTER Super Magnetic Bias Probe

CARTER super magnetic bias probes offer an ultradurable construction with hardened steel wear surface for a long life in harsh environments. These probes are designed to suppress permeability noise in mildly ferritic material such as Monel, 3RE60, SEA‑CURE, and 400-series stainless.