Panther™ setzt neue Maßstäbe für die ultraschnelle Rohrkörperinspektion

Die meisten Normen für die Ultraschallprüfung (UT) von nahtlosen Rohren verlangen die Prüfung der folgenden Fehlerarten:

• Auftretende Längsrisse (parallel zur Rohrachse), von der Innen- und Außenfläche
• Auftretende Querrisse (im Umfang des Rohres), von der Innen- und Außenfläche
• Lamellenfehler (parallel zur Oberfläche) und Rohrwanddickenschwankungen.

Zusätzlich zu diesen typischen Standards wird die Prüfung von Schrägfehlern für eine oder mehrere Fehlerausrichtungen in den internationalen Normen zum Stand der Technik für Ölfeldrohre (OCTG) und für die Prüfung von Leitungsrohren empfohlen oder gefordert.

Hohe Empfindlichkeit, Wiederholbarkeit und Produktivität des UT-Prüfsystems sind die wichtigsten Merkmale für Kunden, die OCTG und Leitungsrohre herstellen. Je nach Prüfanforderung können UT-Prüfmaschinen linear mit Rotationstransportsystemen eingesetzt werden - insbesondere die Phased-Array-Technologie, die ihre Leistungsfähigkeit bei den oben genannten Anforderungen unter Beweis gestellt hat.

Die Phased-Array-Elektronik von Eddyfi Technologies wird seit vielen Jahren in Branchen eingesetzt, die eine schnelle UT-Rohrprüfung benötigen. Dank leistungsfähiger Software, mehrerer paralleler Strahlen und verbessertem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) profitieren die Anwender von einer hohen Wiederholbarkeit und Prüfempfindlichkeit für verlässliche Prüfergebnisse. Die fortschrittliche Panther-Phased-Array-Elektronik ist in der Lage, acht Strahlen parallel anzuwenden und zu berechnen (Mehrstrahl- oder Vollparallelmodus), was die Prüfgeschwindigkeiten drastisch erhöht.

Je nach den Anforderungen an die Prüfgeschwindigkeit, die Rohrgeometrie und die Defekte kann für jeden Defekttyp ein Prüfkopf an einen Panther angeschlossen werden. Wenn die Anzahl der Elemente es zulässt, können mehrere Sonden über einen Splitter an einen Panther angeschlossen werden.

Für Normen, die sich mit klassischen Fehlerarten für die UT-Prüfung befassen, kann in der Regel die folgende Grundeinstellung verwendet werden:

1. Eine Sonde für:
   1. transversale Fehlerprüfung in Vorwärtsrichtung
   2. Transversale Fehlerprüfung in Rückwärtsrichtung
   3. Wanddicke und Laminierung.
2. Eine Sonde für die Prüfung von Längsfehlern im Uhrzeigersinn.
3. Eine Sonde für die Prüfung von Längsfehlern im Gegenuhrzeigersinn.

In diesem Fall wird die endgültige Prüfgeschwindigkeit durch die Taktung der ersten Sonde bestimmt, die drei Prüfaufgaben mit einer hohen Anzahl von Schüssen zu bewältigen hat.

Jede Sonde prüft eine Breite, die von der Anzahl der Sondenelemente, dem Abstand und der Öffnungsgröße abhängt. Während das Rohr gedreht wird, bewegen sich die Prüfköpfe axial, um einen schraubenförmigen Scanpfad entlang der gesamten Rohrlänge zu erzeugen.

Für Normen, die sich mit klassischen Fehlertypen für die UT-Prüfung befassen, wird der folgende Grundaufbau verwendet, um hohe Prüfgeschwindigkeiten zu ermöglichen:

1. Eine Sonde für die Wanddickenmessung und die Laminierungsprüfung
2. Eine Sonde für die Querfehlerprüfung in Vorwärtsrichtung
3. Eine Sonde für die Querfehlerprüfung in Rückwärtsrichtung
4. Eine Sonde für die Längsfehlerprüfung im Uhrzeigersinn
5. Eine Sonde für die Prüfung von Längsfehlern im Gegenuhrzeigersinn.

Wie in der Abbildung unten zu sehen ist, wird für jede Prüfaufgabe eine Sonde verwendet, um einen schnelleren Prüfzyklus zu ermöglichen. Die Prüfgeschwindigkeit kann dank der Fähigkeit des Panther, acht Strahlen im Parallel- oder Vollparallelmodus zu berechnen, weiter verbessert werden.

Um die Standardanforderungen für die Prüfung von OCTG und Leitungsrohren zu erfüllen , müssen zusätzliche Prüfköpfe für die Prüfung von Schrägfehlern verwendet werden, deren Anzahl auf einige wenige Winkel begrenzt ist.

Ein typischer Aufbau sieht folgendermaßen aus:

1. Eine Sonde für die Wanddickenmessung und die Laminierungsprüfung
2. Eine Sonde für die Querfehlerprüfung in Vorwärtsrichtung
3. Eine Sonde für die Querfehlerprüfung in Rückwärtsrichtung
4. Eine Sonde für die Längsfehlerprüfung im Uhrzeigersinn
5. Eine Sonde für die Prüfung von Längsfehlern im Gegenuhrzeigersinn
6. Eine Sonde für die Schrägfehlerprüfung im Uhrzeigersinn für einen bestimmten Schrägfehlerwinkelbereich
7. Eine Sonde für die Schrägfehlerprüfung im Gegenuhrzeigersinn für den gleichen Schrägfehlerwinkelbereich wie Zeile 6.

Die Prüfung der Schrägfehlerwinkel erfolgt durch eine Kombination aus mechanischen Prüfkopfwinkeln und elektronischer Steuerung. Jede Sonde ist in der Lage, einen bestimmten Bereich spezifischer Schrägfehlerwinkel abzudecken, der durch den mechanischen Winkel, die Rohrgröße und die Wandstärke begrenzt ist. Die Gesamtzahl der Prüfköpfe hängt schließlich von den Kundenanforderungen ab, d. h. von der Anzahl der Schrägfehlerwinkel. Die Zykluszeit und Prüfgeschwindigkeit wird durch die Anzahl der von einer Sonde erfassten Schrägfehler bestimmt. Es ist zu erwarten, dass die Anforderungen an die Schrägfehlerprüfung in Zukunft steigen werden.

KARL DEUTSCH, seit vielen Jahren ein treuer Integrationspartner von Eddyfi Technologies (und früher M2M), hat eine vollautomatische Phased-Array-Ultraschallprüfmaschine für die Prüfung nahtloser Rohre entwickelt und erfolgreich in Betrieb genommen, die in der Lage ist, einen großen Bereich von Schrägfehlern an der Innen- und Außenfläche von Rohren zu prüfen. Die Maschine verfügt über eine hohe Durchsatzleistung und prüft Rohre mit einer Geschwindigkeit von bis zu zwei Metern pro Sekunde mit einem großen Spiralschritt.

Die Maschine ist mit acht Panther-Geräten ausgestattet, die parallel arbeiten und die Ultraschallsignale je nach Art und Position des Fehlers auswerten. Jeder Panther ist mit einem Phased-Array-Prüfkopf verbunden, der in einer Prüfkopfhalterung installiert ist. Neben der "klassischen" Längs- und Querkerbprüfung sowie der Wanddicken- und Schichtdickenprüfung ermöglichen mehrere Prüfkopfhalter die Prüfung von Schrägkerben von +75 bis -75 Grad in beiden Richtungen (im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn).

Abbildung 1: Gantry mit Sondenhaltern und Schränken zur Unterbringung der Panther-Instrumente

Die Panther-Elektronik ermöglicht es, mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Lenkwinkeln durchzuführen und mehrere Rekonstruktionswinkel entsprechend der gegebenen Konfiguration parallel zu berechnen.

Abbildung 2: Prüfkopfaufbau für Schrägfehlerprüfung mit Mehrfachrekonstruktionen

Für die Querfehler- und Laminierungsprüfung sowie für die Wanddickenmessung ermöglicht die Panther-Elektronik das parallele Abfeuern mehrerer virtueller Prüfköpfe. Dies ermöglicht die Reduzierung der PRF unter Beibehaltung der Produktivitätsanforderungen und die Einsparung einer Querprüfsonde unter Beibehaltung der erforderlichen Produktivitätsanforderungen.

Abbildung 3: Querfehlerprüfung mit Phased Array a) Elektronische Steuerung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit jeweils 14 Schüssen, b) Beispiel für die Welligkeit in axialer Scanrichtung für OD-Quereinkerbung

Da diese Art von Maschine für den Benutzer sehr komplex sein kann, hat KARL DEUTSCH eine leistungsstarke Supervisor-Software entwickelt, die über ein Remote-SDK mit der Eddyfi Acquire-Software verbunden ist. Sie liefert mehrere Millionen Gatterergebnisse pro Sekunde bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1 m/s.

Sie verwaltet die automatische Kalibrierung, die Einrichtung, den Empfindlichkeitsabgleich und die Datenerfassung in Echtzeit, um eine automatische Bewertung des Rohrzustandes und einen Bericht zu erstellen.

Abbildung 4: Kalibrierungs-/Empfindlichkeitsabgleich-Tool

Darüber hinaus kombiniert die KARL DEUTSCH-Software die Inspektionsergebnisse aller Sonden und zeigt sie in einer Streifendiagrammansicht an, um eine Nachbearbeitung der Ergebnisse zu ermöglichen.

Bild 5: Grafische Darstellung der Mehrsondenprüfung (Kalibrierrohr) für Innen- und Außenfehler 0° bis +75°, 90° und Lam sowie Lamellenmessung

Wenn es um die ultraschnelle Prüfung nahtloser Rohre geht, liefert der Panther eindeutig nahtlose Ergebnisse. Stellen Sie sich vor, was die schnellste und vielseitigste Phased-Array- und Totalfokus-Maschine für Ihre Prüfvorgänge leisten kann. Setzen Sie sich noch heute mit unseren ZfP-Experten in Verbindung, um zu besprechen, wie Sie bei Ihrem nächsten Auftrag auf dem Laufenden bleiben. Und vergessen Sie nicht, unseren Blog zu abonnieren, um den nächsten Beitrag direkt in Ihren Posteingang zu erhalten!