Cinc mètodes per detectar defectes superficials en tubs d'acer quadrats i rectangulars

Secció buida quadrada (SHS) i secció buida rectangular (RHS) passen per la conformació, la soldadura i el tractament tèrmic abans d'arribar a un tub acabat - i qualsevol d'aquests passos pot introduir un defecte: un enrotllament-a la volta, un defecte de soldadura-, una esquerda a la superfície del treball en fred o una inclusió subsuperficial arrastrada de la bobina. Si no es detecten, aquests defectes es poden propagar sota càrrega, causar una fallada prematura en una unió soldada o provocar el rebuig durant la inspecció estructural molt després que el tub s'hagi fabricat en una estructura acabada.

No hi ha un mètode de detecció únic que cobreixi tots els tipus de defecte, cada geometria del tub i tots els requisits de velocitat de producció alhora.L'elecció del mètode correcte - o la combinació correcta de mètodes - depèn d'on és probable que es trobi el defecte, de com s'imanta (o no) el tub, de la rapidesa amb què ha d'executar la inspecció i de l'estat de la superfície en què es troba el tub.Aquest article explica els cinc mètodes de detecció més utilitzats en tubs d'acer quadrats i rectangulars, què mesura realment cadascun i com decidir quin s'adapta als vostres requisits d'inspecció.

Prova de corrents de Foucault (ECT)funciona fent passar un corrent altern a través d'una bobina subjecta a prop de la superfície del tub. Aquesta bobina indueix corrents "remorques" circulants dins del metall mitjançant la inducció electromagnètica. Quan el corrent induït flueix per una regió-libre de defectes, forma un bucle uniforme i predictible. Quan troba una superfície o un -defecte superficial - una esquerda, una volta, una secció de paret aprimada -, el bucle de corrent de Foucault es distorsiona i aquesta distorsió apareix com un canvi mesurable en el senyal elèctric de la bobina.

Les proves de corrents de Foucault no són una tècnica fixa única - sinó que cobreixen diversos tipus d'implementació, cadascuna d'elles s'adapta a les diferents necessitats d'inspecció:

• Prova convencional (estàndard) de corrents de Foucault- el mètode de referència, utilitzant una bobina de freqüència única-per a la detecció de defectes de superfície general i prop-de la superfície
• Proves de corrents de Foucault de camp remot (RFEC)- utilitza un transmissor i una bobina receptora separades al llarg del tub, la qual cosa permet la detecció a través de la paret interior i exterior en una sola passada, útil quan l'accés està limitat a un costat del tub.
• Proves de corrents de Foucault multi-freqüències- executa diverses freqüències simultàniament, permetent a l'inspector separar els senyals de diferents profunditats de defecte o suprimir les interferències de les condicions de la superfície
• Prova de corrent de Foucault polsat- utilitza un pols de banda ampla en lloc d'una ona contínua, que pot extreure més informació de profunditat d'una sola mesura
• Els punts forts de les proves de corrents de Foucault són els que el converteixen en un mètode comú de primera-línia a les línies de producció:la precisió i la sensibilitat de la detecció són altes, la velocitat d'inspecció és prou ràpida com per funcionar-en línia durant la producció de tubs i pot detectar defectes tant superficials com subsuperficials (prop de-superfície). També tolera raonablement bé la contaminació superficial -La pel·lícula d'oli o els residus lleugers de la superfície del tub generalment no interrompen el senyal, que importa en una planta de producció on els tubs surten directament d'una línia de conformació i soldadura.

La compensació-ésespecificitat. Les proves de corrents de Foucault són sensibles a qualsevol canvi en la resposta electromagnètica del material, la qual cosa significa que poden marcar característiques geomètriques, rugositat superficial menor o variacions de propietat del material com si fossin defectes -augmentant la taxa de-detecció falsaen comparació amb mètodes que produeixen una indicació física més directa. També ofereixflexibilitat limitada per ajustar la resolució de detecció, de manera que una configuració de corrent de Foucault ajustada per a una mida i un rang de profunditat d'un defecte pot no ser la configuració òptima per a un perfil de defecte diferent sense tornar a configurar la sonda o la freqüència.

Prova d'ultrasons (UT)utilitza la manera com les ones sonores viatgen a través del metall sòlid. Un transductor envia un pols ultrasònic-d'alta freqüència a la paret del tub. Mentre el material sigui continu, l'ona viatja de manera previsible; quan arriba a un defecte intern - un buit, una inclusió, una manca-de-fusió a la costura de soldadura - part d'aquesta energia es reflecteix cap al transductor. Mitjançant la mesura del retard de temps i l'amplitud del senyal reflectit, l'equip d'inspecció pot calculartant la ubicació com la mida aproximada del defecte dins del gruix de la paret, no només la seva presència.

L'avantatge principal de les proves d'ultrasons és la precisió:Entre els cinc mètodes aquí, generalment és el més precís per identificar exactament on es troba un defecte dins de la paret del tub i aproximadament la mida que té. Això el converteix en un mètode estàndard per verificar la-integritat de la soldadura tant en productes de tub com en components forjats, on conèixer la profunditat d'un defecte - no només la seva existència - determina si la peça és acceptable.

El mètode té restriccions pràctiques reals en tubs quadrats i rectangulars.No s'adapta bé a la geometria complexa o irregular- les cares planes d'un SHS/RHS funcionen raonablement bé, però les cantonades i les zones de transició poden distorsionar el camí del so i complicar la interpretació.La superfície del tub necessita un cert nivell de suavitatperquè l'acoblament funcioni correctament, ja que la prova d'ultrasons requereix aagent d'acoblament - normalment un medi basat en gel o oli-- aplicat entre la sonda i la superfície del tubper eliminar l'espai d'aire i mantenir estable la transmissió del senyal. Les superfícies rugoses, escalades o molt recobertes s'han de preparar abans que les proves ultrasòniques donin una lectura fiable.

Prova de partícules magnètiques (MPT)s'aplica específicament als tubs ferromagnètics - carboni i acers estructurals de baix-aliatge, però els materials no-magnètics no ho fan. El tub es magnetitza, ja sigui amb un jou, una bobina o un corrent continu que passa pel material, que estableix un camp magnètic que travessa l'acer.Quan una superfície o un -defecte proper a la superfície interromp aquest camp - una esquerda, una costura, una manca de fusió - les línies del camp magnètic es distorsionen localment i "fuguen" fora de la superfície, creant un camp de fuites localitzat exactament a la ubicació del defecte.

Aleshores s'apliquen partícules magnètiques fines (pols seca o una suspensió humida) a través de la superfície magnetitzada.El camp de fuita atrau i reté les partícules al lloc del defecte, formant una línia o cúmul visible que traça la forma del defecte.- una esquerda apareix com una línia de partícules seguint el camí de l'esquerda; una inclusió arrodonida apareix com un cúmul de partícules.

L'atractiu de les proves de partícules magnètiques és la directa i el cost:La inversió en equip és relativament baixa, la indicació física és altament fiable on s'aplica i el defecte és directament visible en lloc de deduir-se d'un senyal electrònic - un inspector pot veure la forma i l'extensió reals del defecte. Els inconvenients són en gran mesura sobre la mà d'obra i la precisió:aplicar corrent de magnetització, partícules i interpretar el patró és un procés manual, que augmenta el cost de la mà d'obra en relació amb un mètode automatitzat-en línia. TambéNo es pot distingir el tipus de defecte o el grau de gravetat amb la mateixa precisió que les proves d'ultrasons o corrents de Foucault- us indica que existeix un defecte i aproximadament on, però no necessàriament la seva profunditat o classificació exacta - i el rendiment global tendeix a sermés lentque alternatives automatitzades.

Les proves d'infrarojos a les superfícies dels tubs s'implementen normalment com a termografia d'inducció, i el principi és diferent dels altres quatre mètodes: detecta defectes mitjançant un escalfament localitzat en lloc d'un senyal magnètic o acústic. Una bobina d'inducció-d'alta freqüència passa prop de la superfície del tub, generant un corrent elèctric induït directament a la capa superficial del tub. Quan el material és sòlid, el corrent induït flueix uniformement i es dissipa com a calor de manera uniforme.Quan hi ha un defecte, la resistència elèctrica local canvia i la regió del defecte consumeix més energia elèctrica ja que transporta el corrent induït - que produeix una temperatura local mesurablement més alta.

Una càmera o sensor d'infrarojos llegeix aquest patró de temperatura a la superfície.Com que la velocitat i el patró de dissipació de calor es relacionen amb la profunditat del defecte, la signatura tèrmica resultant es pot utilitzar per estimar la profunditat del defecte., no només la presència -, que és una capacitat que cap dels mètodes d'indicació purament superficials- (com ara les proves de partícules magnètiques) ofereixen directament.

La limitació pràctica és geomètrica:aquest mètode és generalment efectiu només en superfícies planes i rectes, on la bobina d'inducció pot mantenir una distància constant i uniforme i un acoblament amb la superfície del tub a través de l'exploració.No s'adapta bé a superfícies metàl·liques irregulars o irregulars- un radi de cantonada, una tapa de soldadura rugosa o una capa d'escala desigual altera la distribució del corrent induïda i soscava la fiabilitat de la lectura tèrmica. En tubs quadrats i rectangulars, això generalment limita la termografia infraroja/inducció a les cares planes en lloc de la secció completa.

Les proves de fuites de flux magnètic (MFL) comparteixen la seva física subjacent amb les proves de partícules magnètiques gairebé completament- tant magnetitzen un tub ferromagnètic com es basen en el fet que un defecte distorsiona el camp magnètic, produint un camp de fuga localitzat al defecte. La diferència està en com es llegeix aquest camp de fuga: en lloc d'aplicar partícules magnètiques i confiar en un patró visual,MFL utilitza sensors electrònics - normalment sensors d'efecte Hall-o basats en bobina-sensors - per detectar i mesurar directament el camp de fuites, convertint-lo en un senyal electrònic en lloc d'un rastre de partícules visibles.

Aquest canvi d'una lectura manual i visual a una mesura electrònica directa és el que dóna a MFL el seu avantatge pràctic:el seu rang aplicable, sensibilitat i fiabilitat són generalment més forts que les proves de partícules magnètiques.Com que el camp de fuites es mesura electrònicament en lloc d'inspeccionar-se visualment, l'MFL es pot automatitzar i executar a la velocitat de la línia de producció-, i la seva sensibilitat depèn menys de la capacitat d'un inspector per interpretar correctament un patró de partícules en condicions d'il·luminació o superfície variables. Igual que les proves de partícules magnètiques, es limita atub ferromagnèticEls - materials no-magnètics no es poden inspeccionar amb cap mètode.

Contacta ara