AUBT
Praca urządzeń ciśnieniowych w środowisku wodorowym wiąże się ze znacznym ryzykiem eksploatacyjnym. Świadome zarządzanie ryzykiem np. w oparciu o metodologię RBI (Risk Based Inspection) pozwala zminimalizować ryzyko do określonego, akceptowalnego jego poziomu. Przyjęta i wdrażana przez UDT metodologia zarządzania ryzyka w oparciu o standardy API (American Petroleum Institute) wskazuje metody i techniki badawcze, które najefektywniej odwzorowują stan uszkodzenia materiału spowodowanego przez dany mechanizmem degradacji. Jednym z najbardziej problematycznych mechanizmów degradacji w środowisku wodorowym pod względem możliwości identyfikacji i monitorowania procesu jego rozwoju jest wysokotemperaturowy atak wodorowy (High Temperature Hydrogen Attack - HTHA).
Powyższe rozważanie związane z gwałtownym rozwojem technik inspekcyjnych może skłaniać do stosowania nowego podejścia do oceny stanu technicznego urządzenia. Silna tendencja stosowania badań celowanych, zintegrowana z wdrażaną metodologią inspekcji aktywnej wymusza stosowanie coraz to bardziej zaawansowanych technik badawczych (np. AUBT) umożliwiających prognozę i ocenę nawet tak subtelnych uszkodzeń jak te pochodzące od HTHA. Aby zarządzać świadomie ryzykiem eksploatacyjnym, szczególnie w tak newralgicznych sektorach przemysłu jak przemysł chemiczny czy petrochemiczny, konieczne jest podjęcie permanentnych działań zapewniające podwyższanie poziomu wiedzy i umiejętności inspektora w obszarach interdyscyplinarnych, począwszy od inżynierii materiałowej, a na zaawansowanych technikach badawczych kończąc. Nie bez znaczenia jest także przyjęcie rozwiązań systemowych, które zapewniły by pozyskiwanie i gromadzenie wiedzy oraz doświadczeń (np. bazy sygnałów rozproszonych fal ultradźwiękowych), co umożliwiłoby wykonanie i/lub weryfikację oceny jakościowej wskazań. Obecnie UDT prowadzi postępowanie mające na celu walidację tej metody.
WIĘCEJ:
Fale prowadzone
Badanie za pomocą ultradźwiękowej fali prowadzonej (Guided Wave), to pod względem możliwości wykorzystania, unikalna metoda badań nieniszczących (NDT) wykorzystywana do skanowania i monitoringu rurociągów izolowanych, podziemnych, biegnących w miejscach o utrudnionym dostępie.
Zastosowanie tej metody wymaga wstępnych ustaleń zakresu badania w odniesieniu do szczegółów konstrukcji i eksploatacji rurociągu. Jeśli prawidłowo określi się możliwości metody (biorąc pod uwagę kształt i umiejscowienie rurociągu), to okaże się ona skutecznym narzędziem w badaniach technicznych umożliwiającym wykrywanie wad, korozji oraz pęknięć zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni rurociągu.
Pod koniec ubiegłego roku UDT przeprowadził testy dotyczące praktycznego stosowania tej metody, podczas których badano odcinki rurociągów wchodzące pod ziemię, na estakadach i w pomieszczeniach stacji redukcyjnej. Metoda "guided waves" może być stosowana dla odcinków rurociągu spełniających określone warunki. Jedynie w przypadku specyficznych, przestarzałych technologicznie odcinków zastosowanie tej metody jest dość ograniczone.
W przypadku "guided waves" mówi się o "falach prowadzonych", które powstają w jednym miejscu rurociągu, rozchodzą się wzdłuż, a następnie odbite od przeszkody wracają w kierunku miejsca, z którego zostały wysłane. Obserwując zależności czasowe fali nadanej i fal odbitych, można wnioskować o przeszkodach po drodze propagacji fali, tzn. o zmianach grubości ścianki, degradacjach, pęknięciach i uszkodzeniach.
Pozornie zasada fali prowadzonej jest prosta, jednak praktyczne wdrożenie jest złożone. Fala powinna rozchodzić się po spirali (warunek niezbędny aby różne rodzaje fal odbitych nie zaburzały pomiaru), a tłumienie po drodze powinno być na tyle małe, by można było zmierzyć falę powracającą (zbyt duże tłumienie wygasza energię fali, w konsekwencji czego ulega ona rozproszeniu).
WIĘCEJ:
Termowizja aktywna
Termowizja aktywna (termografia aktywna), to dynamicznie rozwijająca się grupa metod badań NDT, wykorzystujących kamery termowizyjne i specjalistyczne oprogramowanie analizujące. Technik wykonywania badań jest wiele, jednak podstawowa zasada działania metody jest taka sama.
Do badanego materiału dostarczana jest energia, którą materiał pochłania. Odpowiedzią na zetknięcie materiału ze źródłem jest rozkład temperatury, analizowany za pomocą kamery termowizyjnej wysokiej rozdzielczości (HQ) i czułości temperaturowej, który dostarcza informacji o ewentualnych nieciągłościach i zmianach struktury.
Sposobów dostarczania energii jest wiele. Najpopularniejsza jest jednak energia cieplna, gdzie najskuteczniejszymi źródłami są lampy halogenowe dużej mocy oraz w przypadku badań na małych powierzchniach, wiązki laserów. Materiał pochłaniając energię w postaci ciepła nagrzewa się, a po zakończeniu naświetlania ochładza. Oba te procesy przebiegają w sposób nierównomierny w miejscach, w których występuje nieciągłość materiału w postaci defektu. Optymalna kalibracja systemu pomiarowego pozwala wykryć te nieregularności.
Innym sposobem dostarczenia energii jest wprowadzenie materiału w drgania o wysokiej częstotliwości przy pomocy przetworników piezoelektrycznych lub magnetostrykcyjnych o dużej mocy. Niejednolitość materiału w obszarze defektu (pęknięcie) po wprowadzeniu w drgania, powoduje wytworzenie na styku powierzchni siły tarcia. Tarcie natomiast uwidacznia się w oku kamery termowizyjnej w postaci ciepła, co wskazuje na istnienie pęknięcia. Kluczowym elementem analizy wyników jest właściwa filtracja danych przez oprogramowanie: eliminacja szumów i wyłapanie wskazań defektów.
Termowizja aktywna to pomiar nieniszczący i bezkontaktowy. Badania tymi metodami są szybkie i nawet przy pojedynczym pomiarze kamera jest w stanie obserwować relatywnie duży obszar. Odpowiednie oprogramowanie jest w stanie wykryć i zlokalizować defekt oraz wstępnie go zwymiarować. Ponieważ wynikiem pomiaru jest bezpośredni obraz, jego interpretacja nie stanowi problemu.
Podobnie jak w innych metodach badawczych i w tym przypadku jedynym ograniczeniem jest kalibracja systemu pomiarowego. Aby uniknąć błędów niezbędne jest kalibrowanie sprzętu na próbkach o tych samych właściwościach (materiał, kształt) co badany element, z symulacją defektu jak i bez.
Wszystkie metody badawcze będące przedmiotem zainteresowania UDT podlegają praktycznemu sprawdzeniu. W odniesieniu do prezentowanej metody, sprawdzenie odbyło się na początku bieżącego roku. Rezultaty przeprowadzonych badań wskazują, że metoda termowizji aktywnej z wymuszeniem impulsowym może z dużym prawdopodobieństwem być stosowana do diagnostyki kompozytów, w tym również laminatów. Na obecnym etapie prac, kluczowym zadaniem Urzędu jest opracowanie metodyki badań dostarczającej wiarygodnych informacji o stanie technicznym rurociągów kompozytowych.
WIĘCEJ:
Prądy wirowe
Prądy wirowe zwane również prądami Foucault’a, jako metoda badań nieniszczących (ET) są znane już od kilkudziesięciu lat. To prądy indukcyjne, powstające w przewodniku elektrycznym (np. stale ferromagnetyczne i austenityczne) na skutek oddziaływania zmiennego pola magnetycznego. Zgodnie z prawem Lenza prąd wirowy wzbudza własne indukowane pole magnetyczne, które przeciwdziała polu pierwotnemu. Dzięki temu zjawisku możliwy jest odczyt przepływu prądów wirowych odpowiednią sondą elektromagnetyczną. W defektoskopie ET zmienne pole magnetyczne (zmiana strumienia magnetycznego) wywoływane jest przez cewki indukcyjne przetwornika, które zasilane są prądem przemiennym. Gdy prądy wirowe natrafiają na defekt, muszą go opłynąć, zmieniając tym samym odczyt przepływu prądu na cewce przetwornika. Natężenie prądów wirowych maleje od wartości maksymalnej na powierzchni badanego materiału, do całkowitego wygaśnięcia w głębi materiału. Dlatego też, metoda ta jest używana do wykrywania defektów powierzchniowych i podpowierzchniowych w elementach z materiałów przewodzących, a także w spoinach spawanych i zgrzewanych.
Dzięki dynamicznemu rozwojowi elektroniki i zwiększeniu dostępności przenośnych mocy obliczeniowych oraz specjalistycznych rozwiązań programistycznych, metoda prądów wirowych staje się coraz bardziej atrakcyjna, a zakres jej stosowania wciąż się poszerza.
Na rynku dostępne są już sondy ET wieloprzetwornikowe z mozaikowym układem cewek (array), pozwalające na dokładny skan dużych powierzchni, oraz umożliwiające automatyzację pomiarów.
Kolejnym przykładem wspomnianego wyżej rozwoju jest opracowanie metody impulsowych prądów wirowych (Pulsed Eddy Current - PEC), mierzącej okresy wygasania prądów penetrujących w głąb materiału, umożliwiającej pomiary porównawcze grubości przez izolację, bez konieczności jej demontażu.
Prądy wirowe to czuła i szybka metoda nieniszcząca, która nie wymaga skomplikowanego przygotowania materiału do badania, a sam pomiar odbywa się bezdotykowo i z natychmiastowym wskazaniem. Należy jednak pamiętać że w przeciwieństwie do metod ultradźwiękowych nie są to pomiary bezpośrednie, a porównawcze. Dlatego też podczas badań tą metodą, każdorazowo wymaga się kalibracji systemu pomiarowego na odpowiednich próbkach.
Z punktu widzenia przedsiębiorcy, badania stanu technicznego obiektów przez izolację, to ogromnie usprawnienie procesu przygotowania do inspekcji - zmniejsza koszty i skraca czas trwania prac. Ponieważ metoda ta cieszy się coraz większym uznaniem w wielu branżach przemysłu, UDT wychodząc naprzeciw oczekiwaniom swoich klientów, bada możliwość wdrożenia jej do katalogu oferowanych usług.
WIĘCEJ:
Fale prowadzone (guided waves)
Badanie za pomocą ultradźwiękowej fali prowadzonej (Guided Wave), to pod względem możliwości wykorzystania, unikalna metoda badań nieniszczących (NDT) wykorzystywana do skanowania i monitoringu rurociągów izolowanych, podziemnych, biegnących w miejscach o utrudnionym dostępie.
Zastosowanie tej metody wymaga wstępnych ustaleń zakresu badania w odniesieniu do szczegółów konstrukcji i eksploatacji rurociągu. Jeśli prawidłowo określi się możliwości metody (biorąc pod uwagę kształt i umiejscowienie rurociągu), to okaże się ona skutecznym narzędziem w badaniach technicznych umożliwiającym wykrywanie wad, korozji oraz pęknięć zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni rurociągu.
Pod koniec ubiegłego roku UDT przeprowadził testy dotyczące praktycznego stosowania tej metody, podczas których badano odcinki rurociągów wchodzące pod ziemię, na estakadach i w pomieszczeniach stacji redukcyjnej. Metoda "guided waves" może być stosowana dla odcinków rurociągu spełniających określone warunki. Jedynie w przypadku specyficznych, przestarzałych technologicznie odcinków zastosowanie tej metody jest dość ograniczone.
W przypadku "guided waves" mówi się o "falach prowadzonych", które powstają w jednym miejscu rurociągu, rozchodzą się wzdłuż, a następnie odbite od przeszkody wracają w kierunku miejsca, z którego zostały wysłane. Obserwując zależności czasowe fali nadanej i fal odbitych, można wnioskować o przeszkodach po drodze propagacji fali, tzn. o zmianach grubości ścianki, degradacjach, pęknięciach i uszkodzeniach.
Pozornie zasada fali prowadzonej jest prosta, jednak praktyczne wdrożenie jest złożone. Fala powinna rozchodzić się po spirali (warunek niezbędny aby różne rodzaje fal odbitych nie zaburzały pomiaru), a tłumienie po drodze powinno być na tyle małe, by można było zmierzyć falę powracającą (zbyt duże tłumienie wygasza energię fali, w konsekwencji czego ulega ona rozproszeniu).
WIĘCEJ:
- artykuł: "Innowacyjna metoda badania rurociągów - guided waves", Janusz Samuła
Strona 3 z 4
