Применение фазированных Применение фазированных решеток в ультразвуковом решеток в ультразвуковом

контроле.контроле.

Контроль сварных швов Контроль сварных швов трубопроводов.трубопроводов.

Краткое содержание доклада:Краткое содержание доклада:

Принцип работы фазированных решеток– Линейное, секторное и боковое сканирование – Динамическая фокусировка– Линейная и секторная T.O.F.D.

Контроль сварных стыков трубопроводов

Заключение

Генерация УЗ импульса Генерация УЗ импульса фазированной решеткойфазированной решеткой

Фокусировка Фокусировка

Изменение угла вводаИзменение угла ввода

Электронное сканированиеЭлектронное сканированиеВозможность движения луча вдоль оси решетки без механического перемещения.Движение осуществляется с помощью мультиплексирования элементов формирующих излучающую группу Движение луча зависит от формы решетки и способа управления:

–линейное сканирование–секторное сканирование–боковое сканирование

Секторное (азимутальное) сканированиеСекторное (азимутальное) сканирование

Пример применения Пример применения секторного сканированиясекторного сканирования

12......

N

Позволяет контролировать объект контроля без изменения положения датчика.Удобно для контроля изделий с сложной геометрией или при ограниченном доступе к его поверхностиСекторное сканирование сочетает преимущества ПЭП с широким лучом и большого числа фокусированных ПЭП

Пример применения Пример применения секторного сканированиясекторного сканирования

Комбинированное сканированиеКомбинированное сканирование(секторное и линейное)(секторное и линейное)

Позволяет получать достоверные изображения

Программное обеспечение Tomoview обеспечивает автоматическую настройку

Боковое сканированиеБоковое сканирование

Фазированная решетка Фазированная решетка Обычный датчикОбычный датчик

Реализация метода тандем для контроля Реализация метода тандем для контроля вертикальных дефектоввертикальных дефектов

Схематическое представление динамической фокусировки

Механическое Перемещение

Стандартная фокусировка

Динамическая фокусировка

Анимация динамического Анимация динамического фокусирования по глубинефокусирования по глубине

TOFD с использованием фазированных решеток – TOFD с использованием фазированных решеток – аналогичен обычно-применяемому в УЗКаналогичен обычно-применяемому в УЗК

Передатчик Приемник

Верх Низ

Фокусированная T.O.F.D. ~Фокусированная T.O.F.D. ~Линейное сканированиеЛинейное сканирование

ФокусированнаяФокусированная T.O.F.D. ~ T.O.F.D. ~Секторное сканирование внутреннего Секторное сканирование внутреннего

радиуса форсункирадиуса форсунки

Mechanical scan

Sectorial scan

Ultrasonic beams

Типичный общий контроль сварного шва с Типичный общий контроль сварного шва с использованием фазированных решетокиспользованием фазированных решеток

Эмуляция ручного контроля сварного шва обычными Эмуляция ручного контроля сварного шва обычными датчиками с углом ввода 40датчиками с углом ввода 40оо или 60 или 60о о с помощью Ф.Р. с помощью Ф.Р.

Наиболее распространенные формы Ф.Р.Наиболее распространенные формы Ф.Р.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

X=-7.9, Y=-8.0 --> X=7.9

Y=8.0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

X=-3.9, Y=-1.9 --> X=3.9

Y=1.9

1

23

4567

8910111213141516

X=-4.4, Y=-4.4 --> X=4.4

Y=4.4

1

23

4 5

6

78

9

10

11 12

13

14

15

1617

18

19

20

21

22 23

24

25

26

27

28

2930

31

32

33

34

35

36

37 38

39

40

41

42

43

44

454647

48

49

50

51

52

53

54

5556 57

58

59

60

61

X=-6.5, Y=-6.5 --> X=6.5

Y=6.5

Линейные:1 D - линейная решетка 2 D - матрица

Круговые: 1 D - кольцевая2 D - секторно кольцевая

ПреимуществаПреимущества фазированных решеток Одна решетка реализует несколько методов

контроля Высокая скорость контроля (на порядок выше чем

у механического сканирования) Малый размер и вес позволяют контролировать

изделия с ограниченным доступом к поверхности

Разбиение шва на зоны контроляРазбиение шва на зоны контроля

• Сварной шов разбивается на Сварной шов разбивается на отдельные зоны толщиной отдельные зоны толщиной приблизительно по 2-3мм.приблизительно по 2-3мм.

• Размещение ПЭП и схема Размещение ПЭП и схема контроля (прямой или контроля (прямой или однократно отраженный луч, однократно отраженный луч, «тандем») выбираются для «тандем») выбираются для каждой зоны отдельно.каждой зоны отдельно.

• ПЭП фокусируют так, чтобы ПЭП фокусируют так, чтобы каждый из них захватывал каждый из них захватывал только свою зонутолько свою зону

• Контроль шва производится с Контроль шва производится с двух сторондвух сторон

Требования предъявляемые к контролюТребования предъявляемые к контролю Скорость контроля до 100мм/сек; Возможность контроля различных типов профиля шва, диаметров

труб и толщин стенок: Диапазон контролируемых диаметров от 100мм до 1420мм; Толщина стенки от 6мм до 30мм (иногда встречается толщина до

150 мм); Тип материала - углеродистая сталь; Размер дефектов: измеряются по зонам (2-3 мм) и оцениваются с

применением ECA; Тип дефектов: в основном непровары, а также пористость,

смещение кромок и т.д. Профиль разделки шва: CRC-Evans, J-тип, V- для ручной сварки и

т.д. Контроль в соответствии с API 1104 (19-е издание) и/или

ASTM E-1961-98.

Состав Состав PipeWIZARD:PipeWIZARD:

• Блок из двух Блок из двух фазированных фазированных решеток со решеток со сканером.сканером.

• Соединительный Соединительный кабель.кабель.

• Контейнер с Контейнер с аппаратурой.аппаратурой.

• Емкость с Емкость с жидкостью и насосжидкостью и насос

Работа с системой Работа с системой PipeWIZARDPipeWIZARD

Сравнение размеров традиционной многоэлементной Сравнение размеров традиционной многоэлементной системы и системы с фазированными решеткамсистемы и системы с фазированными решеткам

Представление результатов контроляПредставление результатов контроля

СтандартыСтандарты

ASTM E-1961 * API 1104 * DNV2000 OS-F101ASTM E-1961 * API 1104 * DNV2000 OS-F101

• Система PipeWIZARD поддерживает все Система PipeWIZARD поддерживает все указанные стандарты.указанные стандарты.

• Благодаря особенностям фазированных решеток Благодаря особенностям фазированных решеток и гибкости программного обеспечения есть и гибкости программного обеспечения есть возможность обеспечить выполнение любого возможность обеспечить выполнение любого существующего или будущего стандарта.существующего или будущего стандарта.

Расширенные возможности отображения

Отображение сечения шва

Увеличение числа зон контроля

В этом примере, дефект ясно размещен в области корня шва. Даже В этом примере, дефект ясно размещен в области корня шва. Даже опытному оператору такое отображение удобнее для восприятияопытному оператору такое отображение удобнее для восприятия

Автоматизированная настройка Автоматизированная настройка на различные профили и на различные профили и толщины сварного шватолщины сварного шва

• Оператор выбирает профиль сварного шва и вводит его параметры

• Компьютер рассчитывает все параметры настройки и сохраняет их в файле

• Оператор может провести необходимую подстройку и калибровку

• Программа применима для профилей типа: CRC-Evans, J-тип, сварка Электронным лучом, одинарный V и двойной V для ручной сварки

Использование типичной ASTM E-1961-98 автоматической установки для разделки шва CRC

Настройка с увеличенным числом зонНастройка с увеличенным числом зон

• Можно установить до 32 зон

• Размер зон может быть <1мм

• Увеличение числа зон увеличивает точность измерения размеров дефектовРучная сварка, толщина стенки- 15мм

Преимущества фазированных решёток для Преимущества фазированных решёток для контроля сварных стыков трубопроводовконтроля сварных стыков трубопроводов

Возможность контролировать одной системой трубы диаметром от 100мм до 1420мм.

Полностью программная настройка - можно контролировать любой профиль шва при любой толщине стенки без механической юстировки положения ПЭП

Точное определения параметров и размеров дефектов благодаря возможности увеличения числа зон контроля

Увеличение числа зон контроля без увеличения числа каналов аппаратуры и числа ПЭП

Малая масса и линейные размеры

Пример применения Пример применения PipeWIZARD -PipeWIZARD -крупнейший проект в области создания крупнейший проект в области создания

подводных трубопроводов - “Голубой поток”подводных трубопроводов - “Голубой поток”

Два Трубопровода проложено на глубине до 2150 метров.

Диаметр труб 610 мм, толщина стенки 31.8 мм.

Более 60000 стыков было проконтролировано

Спасибо за Спасибо за вниманиевнимание