無縫管材製造與成型過程中出現的典型缺陷

無縫管材的典型缺陷是圓形內部缺陷,也被稱為圓底槽(RBG),這些缺陷可能在無縫管材的製造過程中產生,也可能在管材成型後出現。檢測人員需要識別和評估用於石油和天然氣行業的管道上的這些缺陷。

圖1:一個典型的圓形缺陷

圓形內部缺陷類似於壁厚減薄,但在傳統超音波檢測(UT)中的表現卻不同於壁厚減薄。因此,探測這類缺陷,需要採用獨特的檢測策略。

探測管材中圓形內部缺陷的挑戰

在管材檢測過程中探測圓形內部缺陷頗具挑戰性,因為圓形缺陷會使超音波在多個方向上反射。這種缺陷所產生的微弱訊號類似於耦合缺失的情況,即使音波仍會在鋼管中傳播並達到管道的內壁。

 

圖2:圓形缺陷的超音波反射

 

有效探測內壁圓形缺陷
奧林巴斯的旋轉管材偵測系統(RTIS)使用特殊演算法和管材內壁的高解析度2維映射成像功能,偵測圓形缺陷。這種方法對來自管材內壁和外壁的訊號波幅綜合考慮。訊號根據所定義的參數被合併到一起,以勾畫出未被完全偵測到的缺陷的輪廓,如圖3所示。

圖3:使用奧林巴斯的RTIS演算法來偵測圓形缺陷的典型方法

為了識別缺陷模式,RTIS系統使用演算法參數對資訊進行分析。當同一動態視窗中出現了特定數量的警報時,系統就會確認圓底槽(RBG)缺陷的存在。

結果

確認的缺陷顯示在專用的映射視圖中,並透過使用可設定的警報功能,輸出到PLC(可程式邏輯控制器)和2級電腦中。

在下面的圖4到圖6中,長條豎線指示代表被測管材上的周向焊接。紅圈中是RBG(圓底槽)缺陷。

 

4:演算法中使用的原始數據

 

圖5:潛在RBG缺陷的合併在一起的指示訊號(橘色)

 

圖6:應用了關鍵濾波器後所顯示的RBG警報訊號。

結語
奧林巴斯的RTIS演算法可使用戶透過將表面訊號和底面訊號合併在一起的方法,有效地探測到圓形缺陷。在檢測過程中即時給出判定結果,同時,現有的通道也會按計畫繼續保持檢測運行的狀態。一般可以將缺陷的尺寸定義為25.4 mm × 12.7 mm,以獲得較高的圓形缺陷檢出率。演算法資料不僅用於探測這類缺陷,還​​可以測量壁厚(WT),從而可以有效地完成管材的檢測工作。