Тепловизоры
Охранные тепловизоры
Медицинские тепловизоры
Ультразвуковые дефектоскопы, толщиномеры
Ультразвуковой анализатор дефектов
Ультразвуковые расходомеры
Прибор для контроля и анализа вибрации проводов линий электропередачи
Измерители физических величин
Гелиевые и галогенные течеискатели
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Георадар для поиска и идентификации подземных объектов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
Пирометры
Черные тела (АЧТ)
ультрафиолетовый дефектоскоп филин
Электроизмерительные приборы
Прибор для контроля элегазовых выключателей
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Твердомеры
Трубо-кабелеискатели
Газоанализаторы дымовых газов
Beta Laser Mike
Тепловизоры
Пирометры, линейные сканеры и ИК-камеры
Толщинометрия и дефектоскопия
Ультрафиолетовый дефектоскоп Филин
Электроизмерительные приборы
Корреляционные и акустические течеискатели для подземных коммуникаций
Прибор для определения степени коррозии трубопроводов
Системы вибромониторинга, вибродиагностики и управления производственными фондами
MIKRON (США)
PANAMETRICS-NDT™, США
FUJI TECOM (Япония)
CHAUVIN ARNOUX (Франция)
L. H. Testing Instruments Co., Ltd.
НОВОСТИ КОМПАНИИ
НОВОСТИ NDT
новые пирометры серии MI-N500
Новые тепловизоры от фирмы GUIDE
тепловизоры модели IR913
новые модели одно- и 3- фазных цифровых TRMS ваттметров
????????, ???????????
Печать

  ИЗМЕРЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ТОЛЩИНЫ КОРРОДИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОВ
  РАЗДЕЛЬНО-СОВМЕЩЕННЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ


Область применения:

Использование раздельно-совмещенных преобразователей для измерения остаточной толщины корродированных металлов.

Проблема:

Все изделия, выполненные из обычных конструкционных металлов, подвержены коррозии. Во многих областях промышленности важную проблему представляет измерение остаточной толщины стенок трубопроводов или емкостей, у которых коррозии подвержена внутренняя поверхность. Часто такую коррозию можно обнаружить лишь визуально, предварительно разрезав или разобрав трубопровод или емкость. Коррозии, которая уменьшает первоначальную толщину металла, также подвержены балки из конструкционной стали, в частности, опоры мостов и сваи. Если своевременно не проводить контроль таких конструкций, коррозия вызывает их разупрочнение, что может привести к опасным повреждениям и авариям. Для поддержания безопасности и в целях экономии контроль металлических трубопроводов, емкостей или конструкций, подверженных коррозии, должен проводиться регулярно. Для этого широко используются ультразвуковые средства неразрушающего контроля. При ультразвуковом измерении толщины корродированных металлов обычно применяются раздельно-совмещенные преобразователи.

Теория работы:

Корродированные металлические изделия чаще всего имеют неровные поверхности, поэтому при измерении их толщины раздельно-совмещенные преобразователи пользуются преимуществом по сравнению с прямыми преобразователями. В основе всех методов ультразвукового контроля лежит измерение времени, затрачиваемого ультразвуком на прохождение в материале объекта контроля до отражающей поверхности и обратно. Так как акустический импеданс металлов отличается от акустического импеданса стекла, жидкостей или продуктов коррозии, таких как окалина или ржавчина, ультразвуковой импульс отражается от противоположной поверхности металла. Толщиномер, настроенный на определенную скорость звука в материале объекта контроля, рассчитывает толщину стенок по простой формуле: Расстояние = (Скорость) х (Время).

Большинство приборов, предназначенных для контроля корродированных объектов, измеряют время прохождения ультразвукового импульса до отражающей поверхности и обратно по первому донному эхосигналу. Некоторые приборы измеряют интервал между несколькими удовлетворительными эхосигналами. Являясь эффективным для прецизионного измерения толщины объектов с ровными поверхностями, это способ обычно оказывается неприменим для обнаружения изъязвлений и измерения реальной минимальной толщины корродированных стенок труб или резервуаров, поэтому не рекомендуется для проведения такого типа контроля.

Раздельно-совмещенные преобразователи оснащены излучающим и приемным пьезоэлементами. Эти пьезоэлементы разделены акустическим экраном и установлены на линии задержки под углом к горизонтальной плоскости, обеспечивая угол схождения ультразвуковых лучей, которые пересекаются под поверхностью объекта контроля. Такая конструкция раздельно-совмещенного преобразователя обеспечивает эффект "псевдофокуса", благодаря которому оптимизируются измерения минимальной остаточной толщины корродированного металла. Раздельно-совмещенные преобразователи более чувствительны, чем прямые преобразователи, к эхосигналам от основания коррозионных изъязвлений, которые представляют минимальную остаточную толщину стенки. Раздельно-совмещенные преобразователи с большой эффективностью могут быть использованы и для измерения толщины объектов с грубой внешней поверхностью. Контактная жидкость, попадающая в лакуны на поверхностях ввода ультразвука, может производить долгие "звенящие" эхосигналы границы сред, которые влияют на околоповерхностное разрешение прямого преобразователя. В раздельно-совмещенном преобразователях приемный элемент отсекает эти ложные сигналы. Наконец, раздельно-совмещенные преобразователи могут использоваться для контроля объектов с высокой температурой. Прямой контактный преобразователь в этих случаях выходит из строя.

Оборудование:

Для контроля корродированных объектов специально предназначен ряд малогабаритных ручных ультразвуковых толщиномеров. Обычно с этими толщиномерами используются специальные преобразователи, рассчитанные на различные диапазоны толщин и различные температурные условия.

В некоторых критических ситуациях, особенно при повышенной температуре объекта контроля, для подтверждения правильности получаемых показаний пользователю может потребоваться видеть отображение ультразвуковых эхосигналов. Для таких случаев предназначен ручной коррозионный толщиномер модели 36DL PLUS производства компании Panametrics, предусматривающий возможность просмотра эхосигналов. Для получения более подробной информации обратитесь к характеристикам этого толщиномера. Если ознакомления с отображением эхосигналов не требуется, для подобного вида контроля можно использовать другие толщиномеры, например толщиномер модели 26XTDL со встроенным регистратором данных, а также компактные и простые в эксплуатации толщиномеры моделей 26MG и 26MG-XT.

Для контроля корродированных объектов раздельно-совмещенные преобразователи могут быть также эффективно использованы с дефектоскопами. Цифровые дефектоскопы серии EPOCH производства компании Panametrics (EPOCH III, EPOCH IIIB, EPOCH 4 и EPOCH 4B) обеспечивают вывод показаний толщины в виде цифр, а также отображение эхосигналов.

Порядок работы:

Ниже приводятся общие принципы применения раздельно-совмещенных преобразователей с портативными приборами, такими как толщиномер 26DL или дефектоскоп, при любых измерениях толщины. Помните, что во всех случаях скорость звука и сдвиг нуля прибора должны быть настроены в строгом соответствии с указаниями в руководстве по его эксплуатации.

1. Выбор преобразователя:

Для любой ультразвуковой измерительной системы (преобразователь и толщиномер или дефектоскоп) имеется минимальное значение толщины материала, ниже которого правильные показания толщины невозможны. Обычно этот минимальный диапазон указан в соответствующей технической документации. При увеличении частоты преобразователя минимальная измеряемая толщина уменьшается. При контроле корродированных объектов обычно измеряется минимальная остаточная толщина материала, при этом важно знать установленный диапазон используемого преобразователя. Если раздельно-совмещенный преобразователь используется для контроля объекта, толщина которого меньше минимального диапазона данного преобразователя, могут быть получены неправильные эхосигналы и отображено неправильное показание толщины.

Таблица, приведенная ниже, содержит приблизительные значения минимальных измеряемых толщин стали для стандартных преобразователей, использующихся с толщиномерами моделей 26MG, 26MG-XT, 26XTDL и 36DL PLUS производства компании Panametrics. Имейте в виду, что эти цифры приблизительны. Точное значение измеряемой минимальной толщины в каждом конкретном случае зависит от скорости ультразвука, состояния поверхности и геометрии изделия. Это значение должно определяться пользователем экспериментально.

ПЭП МГц Кабель Соединение кабеля и ПЭП Диаметр контактнповерхн. мм Диапазон измерения (в стали), мм Диапазон температур ° C
D790

D790-SM
5,0 неразъемн.

LCMD-316-5В
прямое

прямое
11,0 1 -500 -20 - 500
D790-RL (Lemo)   LCLD-316-5G под углом 90°      
D790-SL (Lemo)   LCLD-316-5H прямое      
D791 5,0 неразъемн под углом 90° 11,0 1 - 500 -20 - 500
D791-RM 5,0 LCMD-316-5С под углом 90°     -20 – 400
D792

D793
10 неразъемн.

неразъемн.
прямое

под углом 90°
7,2 0,5 - 25 0 - 50
D794

D795
5,0 неразъемн.

неразъемн.
прямое

под углом 90°
7,2 0,75 - 50 0 – 50
D797

D797-SM
2,0 неразъемн.

LCMD-316-5D
под углом 90°

прямое
22,9 2,5 - 500 -20 - 400
D7226 7,5 неразъемн. под углом 90° 8,9 0,71 - 100 -20 - 150
D798-SM 7,5 LCMD-316-5J под углом 90° 7,2 0,7 - 100 -20 - 10
D798 7,5 неразъемн. под углом 90°      
D798-LF 7,5 неразъемн. под углом 90° 8,9    
D799 5,0 неразъемн. под углом 90° 11,0 1 - 500 -20 - 150
MTD705 5,0 LCLPD-78-5 под углом 90° 5,1 1 - 19 0 - 50
V260-45 * 15,0 LCM-74-4 и адаптер под углом 45° 2,0 или 1,52 1,27 - 10,16 0 - 50
V260-RM * 15,0 LCM-74-4 и адаптер под углом 90°      
V260-SM * 15,0 LCM-74-4 и адаптер прямое      
M201-RM * 5,0 LCM-74-4 и адаптер под углом 90° 7,8 1,25-12,5 0-50


Примечание: ПЭП могут использоваться с любым из толщиномеров 26MG, 26MGXT, 26XTDL, 36DLPlus и распознаются приборами автоматически.
* - только для 36DLP

При выборе преобразователя для измерения толщины корродированных объектов также необходимо принимать во внимание температуру объекта контроля. Не все раздельно-совмещенные преобразователи предназначены для контроля объектов с высокой температурой. В таблице, приведенной выше, перечислены рекомендованные температурные диапазоны для раздельно-совмещенных преобразователей производства компании Panametrics, использующихся с толщиномером модели 26-36. Такую информацию, касающуюся преобразователей других типов, можно получить из каталогов производителя или проспектов с характеристиками. При контроле объектов, температура которых находится вне пределов указанных диапазонов, преобразователи может быть повреждены или разрушены.

2. Состояние поверхности:

Рыхлая или чешуйчатая окалина, ржавчина, коррозия или грязь на внешней поверхности объекта контроля влияет на проникновение ультразвука с преобразователя в объект. Поэтому любые свободные частицы такого рода перед проведением измерений должны быть удалены с изделия проволочной щеткой. В принципе, можно проводить контроль корродированных объектов через тонкий слой ржавчины, если он гладкий и плотно прилегает к металлу. Для обеспечения плотного прилегания преобразователя к объекту контроля очень грубые литые или корродированные поверхности следует обработать напильником или песком. Может также потребоваться удаление краски, если она нанесена толстым слоем или отслаивается от металла. Если через тонкий слой краски (толщиной до 0,1 - 0,2 мм) еще можно провести измерения толщины корродированных объектов, толстый слой краски будет поглощать ультразвук или создавать ложные эхосигналы. Однако толщиномер 36DL PLUS позволяет проводить измерения через слой звукопроводящего покрытия.

Проблему может создать сильное изъязвление на внешней поверхности труб или емкостей. На некоторых грубых поверхностях для улучшения передачи ультразвука в объект контроля лучше всего использовать контактный гель или смазку, а не контактную жидкость. В крайних случаях, чтобы обеспечить контакт рабочей поверхности преобразователя с поверхностью объекта контроля, может понадобиться обработка объекта контроля напильником. При наличии глубокого изъязвления на внешней поверхности труб или емкостей обычно возникает необходимость измерения толщины металла от основания изъязвлений до внутренней поверхности. Такие измерения позволяют проводить современные приемы ультразвукового контроля, в частности использование фокусирующих иммерсионных преобразователей. Однако, в целом они неудобны в полевых условиях. В таких случаях с помощью ультразвука обычно измеряется толщина неизъязвленного металла, а измерение глубины изъязвления производится механическими средствами, после чего глубина изъязвления вычитается из общей толщины. Можно также обработать поверхность объекта контроля напильником до основания изъязвления и измерить толщину обычным способом.

При возникновении затруднений в процессе измерения толщины лучшим способом определения возможностей конкретной комбинации прибор/преобразователь на данной поверхности является экспериментирование с реальными образцами из материала объекта контроля.

3. Размещение преобразователя/контакт с поверхностью объекта контроля:

Для обеспечения надлежащей передачи ультразвука в объект контроля преобразователь должен быть плотно прижат к его поверхности. На цилиндрических поверхностях малого диаметра, таких как трубы, необходимо удерживать преобразователь так, чтобы акустический экран, видимый на рабочей поверхности преобразователя, располагался перпендикулярно к центральной оси трубы.

Для получения правильных показаний необходимо умеренное давление рукой на преобразователь. При этом на грубой металлической поверхности объекта контроля преобразователь нельзя перемещать или поворачивать скользящими движениями. Это может повредить рабочую поверхность преобразователя, что в итоге приведет к ухудшению его характеристик. Для безопасного изменения положения преобразователя на грубой поверхности необходимо каждый раз отрывать его от поверхности вертикальным движением вверх и снова приставлять для проведения следующего измерения.

Помните, что ультразвуковое измерение толщины предполагает получение показания только в одной точке в пределах распространения ультразвукового луча. Толщина же стенок корродированных труб или емкостей может в значительной степени варьироваться. Поэтому в процессе измерения толщины таких объектов необходимо получить несколько показаний в пределах определенной области, и на их основании установить минимальную и/или усредненную толщину стенок. Лучше всего получать показания, перемещая преобразователь не более, чем на половину диаметра его рабочей поверхности. Это позволяет избежать пропуска изъязвлений или дефектов, влияющих на толщину стенок. Область получения данных, соответствующую конкретным условиям контроля, определяет сам пользователь.

В некоторых случаях на очень сильно корродированных или изъязвленных объектах контроля имеются участки, на которых показания получены быть не могут. Это может произойти, когда внутренняя поверхность изделия настолько нерегулярна, что ультразвук рассеивается, а не отражается обратно на преобразователь. Потеря показания может также свидетельствовать о толщине, значение которой находится вне пределов диапазона используемого преобразователя или прибора. В целом, невозможность получения верного показания толщины в конкретной точке объекта контроля может служить признаком серьезно поврежденной стенки, что может потребовать контроля другими средствами.

4. Измерение объектов с высокой температурой:

Измерения толщины корродированных объектов с высокой температурой требуют специальных решений. Следует иметь в виду следующие моменты:

  • Убедитесь, что температура поверхности объекта контроля не превышает максимальную температуру для преобразователя и контактной жидкости, которую вы используете. Некоторые раздельно-совмещенные преобразователи предназначены для использования только при комнатной температуре.
  • Используйте контактную жидкость, рассчитанную на температуру, при которой вы собираетесь проводить измерения. Все высокотемпературные контактные жидкости при определенной температуре закипают, оставляя твердый остаток, который не проводит ультразвук. Контактная жидкость Panametrics E-2 может использоваться при температурах до 470° С, хотя она затвердевает при достижении верхней границы температурного диапазона. Максимальные рекомендуемые температуры для контактных жидкостей Panametrics следующие:

    КОНТАКТНАЯ ЖИДКОСТЬ ТИП МАКСИМАЛЬНАЯ РЕКОМЕНДУЕМАЯ ТЕМПЕРАТУРА
    A Пропиленгликоль 150° С
    B Глицерин 90° С
    D Гель 90° С
    E Высокотемпературная 470° С
    F Среднетемпературная 260° С

  • Быстро проведите измерения и охладите корпус преобразователя между получением показаний. Высокотемпературные преобразователи оснащены линиями задержки, выполненными из термически стойких материалов. Однако, при непрерывном воздействии очень высоких температур внутренняя часть преобразователя может нагреться до температуры, при которой преобразователь разрушается.
  • Помните, что скорость звука в материале и сдвиг нуля преобразователя изменяются с температурой. Для максимальной точности измерения при высоких температурах объектов контроля, настройку скорости звука в материале следует проводить с использованием стандартного образца известной толщины, нагретого до температуры, при которой будут проводиться измерения. Толщиномеры модели 26-36 производства компании Panametrics имеют функцию полуавтоматической установки нуля, которая может быть использована для настройки нуля при высоких температурах. Для получения более подробной информации см. руководства по эксплуатации соответствующих приборов.

5. Толщиномеры и дефектоскопы

Ультразвуковые коррозионные толщиномеры предназначены для обнаружения и измерения эхосигналов, отраженных от внутренней поверхности объекта контроля. Следует иметь в виду, что эхосигналы могут образовывать несплошности материала, такие как дефекты, трещины, пустоты или расслоения. При этом обычный толщиномер показывает сильно заниженные значения толщины в некоторых точках объекта контроля. В этом случае необходимо использовать 36DL PLUS.

Так как коррозионные толщиномеры не предназначены для обнаружения дефектов или трещин, они не могут быть надежно использованы для обнаружения несплошностей материала. Точная оценка несплошностей материала может быть проведена опытным оператором при помощи ультразвукового дефектоскопа серии Epoch производства компании Panametrics. В целом, при получении любых необъяснимых показаний коррозионного толщиномера, требуется дополнительное исследование объекта контроля дефектоскопом.

Для получения более подробной информации по использованию раздельно-совмещенных преобразователей для измерения толщины корродированных объектов или информации по любому вопросу ультразвукового контроля, обратитесь к представителю компании Panametrics.