Совершенно очевидно, что повсеместно распространенные металлоконструкции могут оказаться объектом коррозии. Особенно важная проблема, с которой сталкивается множество отраслей промышленности — измерение остаточной толщины стенки трубопроводов, труб или емкостей и резервуаров, которые могут быть подвержены коррозии и эрозии с внутренней недоступной стороны. Такие коррозионные разрушения металла не могут быть определены визуальными методами контроля без вырезания фрагмента объекта или без его разборки.
Не выявленная в предыдущий период времени коррозия может привести к снижению прочности стенки и, возможно, к появлению опасных структурных дефектов. Как соображения безопасности, так и соображения экономической эффективности требуют, чтобы металлические трубопроводы, резервуары и конструкции, подверженные коррозии, регулярно проходили контроль. Исследование объекта или изделия с использованием УЗ колебаний является широко распространенным неразрушающим методом контроля. УЗ контроль корродированного металла обычно проводится с применением раздельно-совмещенных ПЭП.
Область применения
УЗ толщиномеры для коррозионного мониторинга могут быть использованы для контроля разнообразных объектов в следующих отраслях промышленности:
- Нефтехимическое производство: нефтепроводы, резервуары, хранилища, сосуды давления, прибрежные буровые установки.
- Жилищно-коммунальное хозяйство: теплообменники, бойлерные установки, паропровод, трубопровод, насосы, металлоконструкции шахт лифтов, высокотемпературные поверхности.
- Другие разнообразные отрасли: мосты, платформы, корпуса кораблей, палубные настилы, корабельные бимсы (поперечные балки судов), кронштейны гребных валов.
Раздельносовмещенный ПЭП
Почему УЗ исследования корродированных металлов выделены в отдельную область применения УЗ методов контроля? Ответ заключается в том, что эта область применения характерна использованием именно раздельносовмещенных ПЭП для контроля величины уменьшения толщины стенки в результате коррозии или эрозии в отличие от других областей применения, описанных в этом разделе, где используется совмещенный ПЭП.
Преимущества использования раздельносовмещенного преобразователя для контроля корродированных металлов заключается в следующем:
— Раздельносовмещенный ПЭП (кратко называемый «Р/С») содержит два отдельных пьезоэлемента, один из которых служит для излучения упругих колебаний, а другой — для их приема. Эти два пьезоэлемента расположены под незначительным углом друг к другу. УЗ импульс от передающего элемента преобразователя достигает корродированной внутренней поверхности (задней грани) и отражается под небольшим углом перед тем, как попасть на приемный элемент. Траектория распространения УЗ колебаний в этом случае имеет V-образную форму. Эффект скрещивающихся УЗ лучей обеспечивает наивысшую чувствительность к эхо-сигналу от основания впадины, которое соответствует минимальной остаточной толщине стенки в подверженном коррозии изделии.
— Раздельносовмещеный ПЭП может быть использован на грубых поверхностях более эффективно, чем совмещенный ПЭП. Результатом акустического контакта ПЭП с грубой поверхностью являются длительные многократно отраженные поверхностные эхо-сигналы (реверберация), что делает затруднительным измерение толщины стенки, когда один и тот же пьезоэлемент служит и излучателем и приемником УЗ импульсов. Напротив, отделенные излучающий и приемный элементы Р/С ПЭП позволяют минимизировать вероятность регистрации прибором эхо-сигнала от передней грубой поверхности в качестве ложного эхо от задней грани.
— Некоторые раздельносовмещенные ПЭП могут быть эффективно использованы по горячим металлическим поверхностям, так как они снабжены линиями задержки, изготовленными из термостойкого материала. Необходимо отметить, что поверхностная температура контролируемого образца не должна превышать максимально допустимую температуру для ПЭП и контактного вещества. Изменения температуры материала ведут к изменениям скорости распространения звука в нем. Значительные ошибки в измерении толщины стенки могут быть результатом неточной калибровки прибора по скорости звука.
Оборудование
Для контроля корродированных металлов Olympus (Panametrics) предлагает УЗ толщиномеры серии 45MG и 38DL. 38DL обладает многими возможностями, появившимися в результате специальной разработки для использования при проведении промышленного контроля материалов, подвергающихся воздействию коррозии. Серия из 25 раздельносовмещенных ПЭП толщиномера способна удовлетворить потребностям множества областей применения, сталкивающихся с проблемой коррозии изделий. Важной характеристикой толщиномеров этой серии является функция АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСПОЗНАВАНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, которая дает возможность просто и надежно переключаться на каждый из 25 ПЭП.
Внутренний регистратор данных позволяет накапливать и сохранять регистрируемые значения толщины непосредственно в приборе и исключает необходимость в наличии отдельного внешнего регистратора. Зарегистрированные значения толщины — с идентификацией кодов могут быть просмотрены в числовом поле регистратора, либо они могут быть загружены через порт RS-232 на компьютер или принтер.
К другим важным функциям прибора относятся режим сигнализации «Высокое — Низкое» (HI-LOW ALARM) (режим звукового и визуального оповещения о выходе толщины стенки за верхний или нижний допустимые пределы), режим «Быстрое сканирование» (FAST-SCAN) (20 регистраций значений толщины в секунду), режим «Минимальное значение» (MIN Mode) (фиксация минимального значения толщины в серии измерений) и режим «Дифференциальный» (DIFFERENTIAL Mode) (отображение разности между текущим значнием толщины и заранее заданным значением). 38DL имеет электролюминесцентный жидкокристаллический экран с подсветкой, который позволяет вести наблюдение даже в полной темноте.
