Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на...

59
1 © 2009 Recent Advancements in EMAT Technology temate ® Ti-P Система для контроля коррозии трубопроводов и резервуаров.

Transcript of Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на...

Page 1: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

1© 2009

108319 _Macros

Recent Advancementsin EMAT Technology

temate® Ti-PСистема для контроля

коррозии трубопроводов ирезервуаров.

Page 2: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

2© 2009

108319 _Macros

Содержание

Вступление• Коррозия трубопроводов и резервуаров• Цели и задачи контроля• Сравнение альтернативных методов контроля

Электро-Магнито-Акустический Преобразователь (EMAT)• Ультразвук• EMAT и Традиционный УЗК• Виды EMAT

Система temate® Ti-P• Методика• Оборудование

Работа с оборудованием• Настройка оборудования

Компания Innerspec Technologies

Page 3: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

3© 2009

108319 _Macros

ВСТУПЛЕНИЕ

Page 4: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

4© 2009

108319 _Macros

Коррозия и эрозия являются основной причиной выхода из строяподземных и наземных трубопроводов, и резервуаров для хранения.Убыток от таких повреждений составляет более 10 млрд. долларовв год только в США.

Коррозия влияет как на старые трубопроводы и резервуары, так и нановые, и зависит от продукта, который находится в трубе илирезервуаре, материала из которого изготовлены трубы ирезервуары, окружающей среды и от расположения объектов иприменяемых для защиты от коррозии материалов.

Подземные трубопроводы составляют наибольшую часть отпротяженных транспортировочных систем. И несмотря на все болееповышающиеся требования к их контролю, большинствотрубопроводов не контролируется.

Надземные трубопроводы более характерны для транспортировкина небольшие расстояния, например к/от газовых или нефтяныхтерминалов.

Открытые трубопроводы и резервуары для хранения имеютнаиболее жесткие требования по контролю из-за повышенногориска аварии, вследствие особых условий их эксплуатации.

temate® Ti-P Training Introduction

Потеря толщины стенки вследствие коррозии и эрозии,является основной проблемой для трубопроводов ирезервуаров для хранения.

Page 5: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

5© 2009

108319 _Macros

Существует несколько способов для контроля коррозии,разработанных для контроля открытых трубопроводов ихранилищ.

Introduction

РасположениеТрубопровода

/РезервуараПрименение Проблемы Причина Средства

контроля

Подземные- Транспортировка на

большиерасстояния

- Коррозия повнутреннейобразующей

- Коррозионноерастрескива-ние

- Отложения - Внутритрубныйснаряд. (ограниченияпо применению)Длинноволновой УЗК(ограниченно)- Коррозия по

внешнейобразующей

- Попадание влаги из-за повреждениязащитного слоя

Надземные

- Транспортировка накороткиерасстояния

- Обвязка- Нефтяные

терминалы- Баржи- Мосты и воздушные

переходы

- Коррозия повнутреннейобразующей

- Коррозионноерастрескивание

- Отложения- Эрозия и трещины

вследствие давленияи скорости движенияжидкости

- Лазер- АУЗК- ДУЗК- LFET- EMAT УК

- Коррозия повнешнейобразующей

- Попадание влаги подподдержки и награницевоздух/земля, Погода

temate® Ti-P Training

Page 6: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

6© 2009

108319 _Macros

Цель контроля найти поврежденные места как можно болееэффективно.

Цели контроля(Надземные трубопроводы и резервуары)

Надежный и полный контроль всего тела объекта,особенно в проблемных местах (под поддержками и т.п.)

Быстрый контроль, способный покрывать большиеобласти за короткое время

Минимальные помехи для основного производства

Адаптируемый под различные диаметры и толщины свозможностью применения в ограниченномпространстве (трубы расположенные близко друг кдругу)

Introductiontemate® Ti-P Training

Page 7: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

7© 2009

108319 _Macros

Сравнение наиболее часто используемых методик контроля

Методика Эффективность Заключение

Лазер - Обеспечивает точные измерения поверхностнойэрозии на открытых трубах

- Простой и ограниченный вариантдля контроля видимой эрозии.

АУЗК

- Использует двух координатный (X-Y) сканер ипрямо преобразователь для толщинометрии

- Преобразователи должны иметь прямой доступ кисследуемой поверхности.

- Очень медленный контроль,большие временные иматериальные затраты.

- Невозможно контролировать областипод поддержками и на границераздела воздух-земля

- Хороший метод для небольшихучастков с известными проблемами

Длиновол-новой

контроль(ДУЗК)

- Используется кольцо с преобразователями.Ультразвуковая волна посылается вдоль телатрубы на расстояние до 100 метров в каждуюсторону.

- Экспресс диагностика (низкая чувствительность из-за низких частот), определяются проблемныеобласти на протяженном участке, которые затемнеобходимо проверить более точными методами.

- Не требуется прямой доступ к поверхностиконтроля (за исключением места крепления кольцана трубе)

- Быстрое сканирование протяженныхучастков (применимо только длятруб)

- Сложно использовать на трубах сосложной геометрией.

- Низкая чувствительность сложностьв интерпретации (требуетсявысококвалифицированныйперсонал)

- Обычно используется когда нельзяиспользовать другие методы(переходы и т.п.)

Introductiontemate® Ti-P Training

Page 8: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

8© 2009

108319 _Macros

Comparison of the most common inspection alternatives

Методика Эффективность Заключение

LFET

- Низкочастотный Электромагнитный метод,позволяет определять коррозию и потерю толщиныстенки на открытых и слегка изолированных трубах.

- Разрешающая способность между ДУЗК и АУЗКскорость контроля до 150mm/s

- Требуется прямой доступ к области контроля

- Эффективно для протяженных ,открытых труб

- Не применимо для контроля подопорами и на границе раздела(воздух-земля)

- Относительно неудобно (большоеколичество датчиков) использоватьна рабочих площадках при контролетруб с диаметром от 10” и более (неприменимо для труб, расположенныхрядом)

temate®

Ti-P

- Метод с использованием Элекстро-Магнитных-Акустических преобразователей (EMAT), позволяетопределять коррозию и потерю толщины стенки наоткрытых трубах, трубах с небольшим покрытием ина резервуарах (магнитные и немагнитные)

- Лучшая разрешающая способность чем у ДУЗК именьше чем у АУЗК , большая скорость контроля(150mm/s)

- Симметричные и несимметричные моды позволяютфокусироваться на различной глубине (иигнорировать изоляцию)

- Не требуется прямой доступ к области контроля

- Эффективно для протяженных ,открытых труб

- Возможность контроля подподдержками и на границе разделавоздух-земля (1m в глубинунедоступной области)

- Используется только два датчика дляконтроля труб различных диаметровдо 24” (600мм), легко настраивается,транспортируется и управляется.

Introductiontemate® Ti-P Training

Page 9: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

9© 2009

108319 _Macros

Техническая спецификация системы temate® Ti-P

ПараметрыТрубопроводы Пластины

(резервуары)

Контроль по Окружности Контроль по оси Контроль поплоскости

Скорость контроля- Настройка в течение часа- Пропуск швов в ручную- 15 cm/s до 75 m/hour

- 15 cm/s - До 22m2/hour

ОпределяемыеДефекты

- Более чем 20% для несильной коррозии

- Более 10% дляперпендикулярных трещин

- 1,4% Площади поперечногосечения для труб от 14’’

- 3,3% от ППС для труб от 4’’

- Более 30 % для несильной коррозии

- На расстоянии 1 мвдоль оси

- Более чем 20% для несильной коррозии

- Более 10% дляперпендикулярныхтрещин

- 0.125mm (0.005”)поверхностные дефекты(при соответствующейнастройке)

Контролируемыеобъекты

- Диаметр от 4” (100 мм) до 24”(600мм) за один проход(короткие и длинные проходы)

- Толщина стенки до 12mm спокрытием 1mm

- Толщина до 12 мм,толщина покрытия до1 мм (напримеркарбонокомпозитныепокрытия)

- Толщина стенки до 12 мм- Контроль большей

толщины возможен сприменениемспециальных катушек и ссоответствующейнастройкой

Page 10: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

10© 2009

108319 _Macros

Электро-Магнитый-АккустическийПреобразователь(EMAT)

Page 11: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

11© 2009

108319 _Macros

Ультразвуковой контроль (УК) используется более 70 лет

История:

Первые результаты УКполучены российскимученым С.Я.Соколовым в1929г.

Первый патент наультразвуковоеоборудованиезарегистрирован в 1931

Практическииспользовался во времяВторой Мировой войны вгидролокации

Первые эксперименты сEMAT УК проводились в’70х

Page 12: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

12© 2009

108319 _Macros

Системы temate® применяют ультразвуковой метод сиспользованием EMAT, технологию, которая не требуетконтактной жидкости и поэтому очень хорошо подходит дляприменения при автоматизированном контроле.

Основы контроля сварных стыковых соединенийThe temate® Si-CJ

Традиционный УК УК с EMAT

Magnet EMAT катушка

Ультразвуковая волнаУльтразвуковая волна

Вихревые токи

Сила Лоренца

Магнитное поле

Контактнаяжидкость

Пластина

Page 13: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

13© 2009

108319 _Macros

EMAT позволяет воспользоваться всеми преимуществами УЗКи в то же время имеет ряд дополнительных преимуществ

Introduction to Weld Inspection with EMATIn-Line Strip Inspection

Сухойпроцесс(нетконтактнойжидкости)

Нечувствительныйк состояниюповерхности

Уникальныемоды волн Самокалибровка

• Легкоавтоматизируетсяи внедряется впроизводство

• Нет КЖ, снижениеошибок

• Высокая скоростьконтроля (до 60м/с)

• Работает привысоких и низкихтемпературах

• Работает нагрубых, грязных,окисленных инеровныхповерхностях

• Возможностьгенерироватьгоризонтальнуюпоперечнуюволну

• Направленныеволны(особенно приконтроле швов)

• Самокалибровкасигнала длянаправленныхволн

• Точность иповторяемостьрезультатов

• Не требуетсярасшифровкарезультатовоператором

Ультразвук генерируется непосредственно в контролируемом материале

Прощеиспользовать

датчики

• Сигнал независит отдатчика

• Небольшиеизменения врасположениидатчика поотношению кобъектуконтроля невлияют нарезультат

Стандартный УЗК• Объемный контроль• Легкий односторонний

доступ• Соответствует стандартам

УЗК• Безопасный

Page 14: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

14© 2009

108319 _Macros

EMAT может использоваться для контроля большинстваметаллов и геометрических форм для всех стандартныхприменений УК

Вид контроля Материал Геометрия

• Дефектоскопия- Точки (1D)- Соединения (2D)- Поверхности (2D)- Объем (3D)

• Толщинометрия &Расстояния

• Характеристикиматериала

- Прочность- Шаровидный

графит (зерно)

• Электрическая имагнитнаяпроводимости

- Черные металлы:Углеродистаясталь,Нержавеющаясталь, Никель,Кобальт

- Цветные металлы:Алюминий, Медь,Бронза, Уран ибольшинстводругих металлов

• Отдельные инепрерывныеформы

- Пластины, листы(тонкие и толстые)

- Цилиндры, прутки- Трубы (круглые,

квадратные и др.,)- Элементы

конструкции

Page 15: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

15© 2009

108319 _Macros

Технология с применением EMAT позволяет генерироватьуникальные моды волн такие как горизонтальнополяризованная поперечная волна или волна Лэмба

Inspection of Thin WeldsNon Destructive Testing Solutions for Metal Processing Industries

Граница Ориентациялуча Мода волны Метод Основные применения

Объемные

ПрямойПродольные Piezo

EMAT -Толщинометрия измерение скорости-Дефектоскопия-Структурные ИзмеренияПоперечная

горизонтальная EMAT1

Под углом

Поперечнаявертикальная

PiezoEMAT -Дефектоскопия

Поперечнагоризонтальная EMAT1 -Дефектоскопия, включая аустенитные

швы

Направ-ленные

Поверхность Релея PiezoEMAT2 -Дефектоскопия (поверхность)

Объем

Лэмба PiezoEMAT2

-Дефектоскопия (включая коррозию)-Скорость и структурные измерения

Поперечнаягоризонтальная EMAT1

-Дефектоскопия (включая коррозию)-Скорость и структурные измерения

1 Практическое применение ограничено применением с использованием EMAT2 Очень эффективное применение с использованием EMAT

Page 16: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

16© 2009

108319 _Macros

Волны, которые распространяются в определенных границахобычно называют Направленными волнами

Направленные волны:

Что может служитьволноводом?• Поверхность• Пластина• Пруток, труба• Рельс или другая

структура

В ультразвуке диапазоннаправленных волн можетменяться от сантиметровдо десятков метров

Моды ультразвуковой волны и ЕМАТ Типы мод Ультразвуковой волны

Page 17: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

17© 2009

108319 _Macros

Наиболее известные направленные волны, это волны Релея,Лэмба и поперечная горизонтально ориентированная волна

Направ-ленныеволны

Движениечастиц Изображение

Релеяили

Поверх-ностные

Эллипти-ческое ,

проникно-вение на однудлину волны

Лэмба

Ассиметрич-ное или

Симметрич-ное

Попе-речная

Горизон-тальная

Перпендеку-лярно

направлениюраспростра-

нения вгоризонталь-ной проекции

(.avi)

Моды ультразвуковой волны и ЕМАТ Типы мод Ультразвуковой волны

Page 18: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

18© 2009

108319 _Macros

Для контроля сварных соединений традиционныйультразвуковой контроль использует Поперечнуювертикально ориентированную волну (Shear Vertical (SV))

Характеристики:

Преобразовательпревращаетэлектрическую энергию вакустическую и инаправляет ее вконтролируемый объект

Для передачи энергиинеобходимо наличиеконтактной жидкости(обычно жидкость)

Обычно используютсяуглы ввода луча от 30º до60º

Расположениепреобразователя влияетна результаты контроля

Inspection of Thin WeldsNon Destructive Testing Solutions for Metal Processing Industries

Page 19: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

19© 2009

108319 _Macros

Объемные направленные волны (Поперечная горизонтальна(ПГ) или Лэмба) оптимально подходят для проведенияконтроля сварных швов толщиной до 12 мм.

Характеристики:

Практическое применениевозможно только сприменением EMAT

ПГ/Лэмба волны заполняютполный объем материаланезависимо от толщины

Не требуется никакихсканирующих движений илииспользованияпреобразователей сфазированной решеткой

Использование отдельноизлучателя и приемникаобеспечивают нормализациюсигнала (само калибровка)

Мало чувствителен красположениюпреобразователя

T R

EMAT

• Проникновение по всей толщине• Не требуются сканирующие движения• Нормализация сигнала• Быстрая и легкая расшифровка

Inspection of Thin WeldsNon Destructive Testing Solutions for Metal Processing Industries

Page 20: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

20© 2009

108319 _Macros

При использование направленных волн, EMAT огромноепреимущество по сравнению с традиционным УЗК приавтоматизированном контроле сварных швов

Характеристики EMAT УЗК УЗК

Сухой (нет контактнойжидкости) Да Нет

Работает на искривленных инеровных поверхностях Да Ограничено

Направленные волны Да Нет

Не восприимчив к загрязнениюповерхности Да Нет

Скорость +1 m/s Ограничено наличиемконтактной жидкости

Постоянная само калибровка Да Нет

Постоянство и качествополучаемых результатов Очень высокое Зависит от контактной

жидкости и шумов

Inspection of Thin WeldsNon Destructive Testing Solutions for Metal Processing Industries

Page 21: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

21© 2009

108319 _Macros

Технология с использование EMAT лучше подходит дляавтоматизированного контроля направленными волнами

Характеристики УЗК с EMAT Традиционный УЗК

Сухой (нет контактной жидкости иконтакта) Да Нет

Работает на изогнутых и неровныхповерхностях Да Ограничено

Волны в пластинах Да Ограничено

Легко интегрируется в производство Да Нет

Скорость +400 m/min Ограничено применениемконтактной жидкости

Непрерывная самокалибровка Да No

Постоянство и качество получаемыхданных Очень высокое Зависимость от шумов и

контактной жидкости

Основы ультразвукового контроля с использованием EMATIn-Line контроль полос

Page 22: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

22© 2009

108319 _Macros

Два способа возбуждения ультразвука с помощью EMATзависят от силы Лоренца и Магнитострикции

Типы EMAT: В преобразователе EMAT при

использовании силы Лоренца,магнитное полеперпендикулярно вихревымтокам и в основномиспользуют Силу Лоренца(F=JxB)

В преобразователях EMAT сиспользованиеммагнитострикции, магнитноеполе создаетмагнитострикционныенапряжения, которыевзаимодействуют сдинамическим полямисоздаваемыми катушкой

Силы Лоренца могутприменятся для любогопроводящего материала.Магнитострикцияприменяется только длямагнитных материалов

x x x

S

N x

EMAT с Силой Лоренца

EMAT с магнитострикцией

x x

N

S

x x x

N

Sx x x x x x x x xx x x x x x x xx x x

N

S

Electro Magnetic Acoustic Transducertemate® TG-IS(B) training

Page 23: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

23© 2009

108319 _Macros

Магнитное поле может генерироваться с помощьюпостоянного магнита или электромагнита.

Обычныеконфигурации

магнитовВид Характеристики

Постоянныймагнит

• Всегда «включен»• Возможно использование редкоземельных

элементов (NdFeB, SmCo)• Недорогие• Трудно носить большие преобразователи

Электромагнитпостоянного

тока

• Могут включаться и выключаться• Очень сильные нормальные поля• Большой, тяжелый и дорогой датчик• Недорогие управляющие электронные

устройства• Очень эффективны при контроле больших

поверхностей

Импульсныйэлектромагнитпостоянного

тока

• Включаются и выключаются несколько раз всекунду.

• Позволяет сканировать магнитные материалыбез притягивания частей

• Очень сильные тангенциальные поля• Большой, тяжелый и дорогой датчик• Сложные управляющие устройства• Очень эффективны для конструирования

EMAT преобразователей с магнитострикцией

Electro Magnetic Acoustic Transducertemate® TG-IS(B) training

Page 24: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

24© 2009

108319 _Macros

Вихревой ток генерируется с помощью катушек накрученных вконцентрической или меандрической форме

Общееприменение Вид Характеристики

Прямой луч,Объемные

волны

• Три основных формы: спиральная,овальная и в виде «бабочки»

• Геометрия катушки определяет формуволны и ее характеристики

• Диапазон покрытия от 2mm до 25mm(возможно больше в некоторыхслучаях)

• Катушка может находиться нарасстоянии до 6 мм от поверхностиматериала

Наклонный лучОбъемные и

направленныеволны

• Меандровые катушки• Расстояние между витками определяет

длину волны• Большие возможности при

конструирования для направления ифокусирования лучей

• Очень ограниченно расстояние накоторое катушка может отрываться отповерхности материала (особенно привысоких частотах)

Electro Magnetic Acoustic Transducertemate® TG-IS(B) training

Page 25: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

25© 2009

108319 _Macros

Существует множество конфигураций для прямого луча дляразличных типов волновых мод и поляризаций

тип катушки Мода волны Поляризация Конфигурация

Спиральнаякатушка

Поперечнаягоризонтальная Радиальная

Овальная Поперечнаягоризонтальная Линейная

В видебабочки Продольная Линейная

Electro Magnetic Acoustic Transducertemate® TG-IS(B) training

Page 26: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

26© 2009

108319 _Macros

Конфигурации для Направленной волны могут быть сиспользованием Силы Лоренца или Магнитострикции

Геометриякатушки Мода волны Длина

волны Конфигурация

Меандр илиОвальный(спираль)

Поперечнаягоризонтальная

Расстояниемежду

витками илиразмермагнита

определяютдлинуволны

МеандрРелеевская, Лэмбаи Горизонтальная

вертикальная

Расстояниемежду

виткамикатушки

определяетдлинуволны

N SSSSSSN S

N S

N SNS

NS

NSS

SS

S

SS

SS

SS

S

SS

SS

N

S

Electro Magnetic Acoustic Transducertemate® TG-IS(B) training

Page 27: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

27© 2009

108319 _Macros

Система temate® Ti-P

Page 28: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

28© 2009

108319 _Macros

Ультразвуковые волны могут классифицироваться какобъемные и направленные

temate® Ti-P Training

Объемные волны

Длина волны маленькая по сравнению с размерами контролируемогообъекта.

Не требуется граница раздела для распространения

Продольные, поперечные – скорость распространения зависит отсвойств материала.

Виды направленных волн

Необходим контакт с одной или несколькими границами материаладля распространения

Длина волны в пределах толщины стенки или больше

Поверхностная волна (Волны Релея) – Распространяется вдольповерхности, скорость зависит от свойств материала

Поперечная Горизонтальная волна (SH-Waves) – Распространяетсявдоль волновода, скорость зависит от свойств материала, частоты итолщины.

Волны Лэмба – Распространяется вдоль волновода, скорость зависитот свойств материала, частоты и толщины.

The temate® Ti-P

Page 29: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

29© 2009

108319 _Macros

Контроль с использованием направленных волн и объемныхволн. Направленные волны заполняют

весь объем материала и поэтомуне нужно сканирование внаправлении распространенияволны.

Волна распространяется вдольстенки трубы по окружности ипоэтому возможен контроль поокружности из одного положениядатчика.

Объемные волны сканированияпо всей поверхности трубы дляобнаружения дефектов.

temate® Ti-P Training

Не требуется сканирования Направлениесканирования

Introduction

Page 30: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

30© 2009

108319 _Macros

Система temate® Ti-P использует для контроля Симметричныеи Несимметричные моды Волн Лэмба.

Симметричная мода волны Лэмба

Движение частиц симметрично поотношению к середине пластины

Движение частиц больше доминирует водной плоскости

Несимметричная мода волны Лэмба

Движение частиц несимметрично поотношению к середине пластины

Движение частиц больше доминирует внеплоскости

Волна распространяется в пластине или в другой «тонкой» структуре

Движение частиц поляризовано перпендикулярно поверхности пластины

Скорость волны Лэмба зависит от скорости моды, толщины, частоты звуковой волныи материала.

Кривые рассеивания необходимы для определения фазовой и групповой скорости

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 31: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

31© 2009

108319 _Macros

Наиболее часто используемые моды A0 и S1

Мода Преимущества Недостатки

A0 - Хорошо возбуждается- Сильная амплитуда сигнала

- Поскольку наиболее сильное движениечастиц происходит за пределамипластины, получается сильное отражениеот швов.

- Поскольку наиболее сильное движениечастиц происходит за пределамипластины, получается хорошая связь сжидкостями и изоляцией, что вызываетослабление сигнала

S1

- Слабое движение частиц внепластины, плохая связь с жидкостями

- Идеальна для контроля заполненныхжидкостью труб

- Идеальна для контроля труб сприваренными поддержками исоединениями

- Менее возбудима, чем мода A0- Не такой сильный сигнал, как у моды A0

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Другие моды могут использоваться для выявления мелких трещин(например контроль поверхности Волнами Релея) или других применений

Для особых случаев может понадобиться дополнительное оборудованиеи методики.

Page 32: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

32© 2009

108319 _Macros

Кривые рассеивания показывают вид волновых мод, которыемогут возбуждаться в конкретной структуре.

Каждая кривая представляетмоду волны.

Каждая точка кривой можетбыть использована дляконтроля.

Свойства и результаты будутотличаться в зависимости откаждой моды и точки/частоты

Правильный выборсоответствующей моды иточки/частоты, являютсяключом к получениюоптимального результата

Графики кривых рассеиванияменяются в зависимости отматериала и толщины(примечание: Показанныекривые действительны толькодля стали толщиной 2,5 мм)

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 33: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

33© 2009

108319 _Macros

Пример

Датчик имеет возможностьгенерировать сигнал 250 kHz,что позволит получить двемоды волны, с фазовымискоростями 0.1 in/us (A0) 0.2in/us (S0) соответственно

Кривые рассеиванияиспользуются в основном дляразработки и выбора EMATкатушек

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 34: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

34© 2009

108319 _Macros

Различные катушки будут возбуждать моды с различнымичастотами и фазовыми скоростями.

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

400 катушка

960 катушка

300 катушка

Page 35: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

35© 2009

108319 _Macros

Система temate® Ti-P дает возможность проводить дваразличных типа контроля – Сканирование по окружности

Датчики перемещаются вдольоси по внешнему диаметрутрубы.

Излучатель посылает волныЛэмба вокруг трубы в двухнаправлениях

Приемник улавливает сигнал,измеряет потерю амплитудыи/или изменение временипрохождения сигнала

Сканирование на 360o соскоростью примерно 6” (25мм) в секунду.

Наиболее эффективно надиаметрах > 6” (25 мм) <24”(600 мм)

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 36: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

36© 2009

108319 _Macros

Система temate® Ti-P Сканирование по окружности

Корродированная стенка вызывает изменение времени прохождения сигнала ипадение амплитуды.

Изменение времени прохождения сигнала вызвано изменением скорости припрохождении через более тонкую часть трубы.

Снижение амплитуды вызвано потерей энергии при отражении откорродированной зоны.

Corroded Wall

TT TR

No Corrosion

TT TR

Time

Time

Ampl

itude

Ampl

itude

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 37: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

37© 2009

108319 _Macros

Система temate® Ti-P дает возможность проводить дваразличных типа контроля – Осевое сканирование

Обычно санирование происходит сиспользованием моды S1 волны Лэмба

Тандем из излучателя и приемникаперемещается по окружности

Датчики работают в совмещенномрежиме и принимают сигналы отдефектов вдоль линии на которой онирасположены

Специально разработанные датчикипосылают сигнал только в одномнаправлении

Сигнал стандартизуется дляавтокалибровки

Используется в основном для контроля награнице раздела земля воздух (уход поземлю например) и для подтверждениярезультатов контроля при сканированиипо окружности в местах расположенияподдержек.

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 38: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

38© 2009

108319 _Macros

Осевое сканирование

Совмещенная схема

Первый сигнал, полученный приемником используется длястандартизации.

Сигнал от дефекта приходит с задержкой по времени

Корродированная

TT TR

Нет коррозии

TT TR

Time

Time

Ampl

itude

Ampl

itude

Прямой сигнал отизлучателяиспользуется длястандартизации

Отражение отдефекта

temate® Ti-P Training The temate® Ti-P

Page 39: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

39© 2009

108319 _Macros

The temate® Ti-P

Портативная система включает семь отдельных компонентов

Характеристики: Система включает:

• Датчик в сборе• Дистанционный блок

согласования• Электронный блок temate®

PowerBox 2• Электронный блок temate®

PowerBox MP• Система сбора данных с

программнымобеспечением

• Сборный кабель• Вспомогательные кабеля и

карта Транспортировочные кейсы

для перемещенияавиатранспортом

temate® Ti-P Training

Page 40: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

40© 2009

108319 _Macros

Датчик в сборе с Катушкой, защитной мембраной иэлектромагнитом

ЭлектромагнитЗащитная

губка

RF Катушка

The temate® Ti-P

Защитнаямембрана

temate® Ti-P Training

Page 41: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

41© 2009

108319 _Macros

Датчик EMAT с импульсным или постоянным магнитом длятруб из углеродистой и нержавеющей стали.

Тип Конфигурация EMAT Характеристики

Магнитострикция

• Используется науглеродистых сталях

• Магнитное полеобеспечиваетсяимпульсным магнитом

• При сканированииотсутствует притяжение

• Великолепное соотношениесигнал-шум, обеспечиваетсяиспользованиемимпульсного магнита

Сила Лоренца

• Используется нанержавеющих сталях

• Магнитное полеобеспечивается постоянныммагнитом

• Сильное притяжение науглеродистых сталях

• Хорошее соотношениесигнал-шум на немагнитныхматериалах

N

S

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 42: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

42© 2009

108319 _Macros

Дистанционный блок согласования используется дляформирования сигналаХарактеристики:

Увеличивает сигнал Фильтрует сигнал Состояние сигнала 2 канала Оптимизация

Симметричных инесимметричныхволновых мод

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 43: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

43© 2009

108319 _Macros

Электронный блок temate® PowerBox 2

Характеристики: 2 Два РЧ канала

Острый импульс или тональныйимпульс от 50KHz до 7MHz

1200V и 8KW энергия на выходе наканал

Обработка сигнала в режимереального времени

Соединяется с любым ПК черезPCMCIA

Встроенный интерфейс датчикапути, и 12 программируемых ввода/вывода

Питание 110-240VAC и 10A

Портативный и погодозащищенный,вес менее 10 кг.

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 44: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

44© 2009

108319 _Macros

Электронный блок temate® PowerBox MP

Характеристики: 10KW

4 amps постоянный ток

Питание 110-240VAC и 10A

Портативный ипогодозащищенный, вес менее10 кг.

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 45: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

45© 2009

108319 _Macros

Система сбора данных

Характеристики: Panasonic ToughBook CF-30 PC

Соединение с электроннымблоком через PCMCIA портдля передачи данных и черезUSB для Ключа доступа

Предустановленное на заводепрограммное обеспечениеtemate® Ti-P

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 46: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

46© 2009

108319 _Macros

Сборный кабель

Характеристики: Кабель включает:

• 1 кабель излучателя

• 2 кабеля приемника

• 1 кабель импульсногомагнита

• 1 сетевой кабель

Стандартная длина 75m,возможно короче.

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 47: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

47© 2009

108319 _Macros

Кабели датчика

Кабель магнитаКабель катушки

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 48: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

48© 2009

108319 _Macros

Дополнительные кабели

USB КабельPCMCIA Кабель

PCMCIA карта

The temate® Ti-Ptemate® Ti-P Training

Page 49: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

49© 2009

108319 _Macros

Работа сОборудованием

Page 50: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

50© 2009

108319 _Macros

Настройка оборудования может быть выполнена в четыреэтапа.

Operation

Выбор катушки

• Выбор катушки основывается на толщине материала и модах волн

Изменение параметров контроля

• Настройка времени и частоты в соответствии с выбраннойкатушкой и модой волны

Окончательная настройка

• Окончательная настройка частоты в режиме осциллоскопа (A-scan)и регулировка частоты если необходимо.

Настройка строба

• Настройка строба на ближний и дальний сигналы.

temate® Ti-P Training

Page 51: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

51© 2009

108319 _Macros

Настройка параметров контроля в соответствии с выбраннойкатушкой с использованием программы GWAT Вводиться значение диаметра

и толщины стенки трубы

Выбираются моды длярасчета. При осевомсканировании используетсятолько мода S1.

Программа рисует кривыеволны Лэмба и предлагаетчастоту для каждой катушки имоды

Operationtemate® Ti-P Training

Page 52: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

52© 2009

108319 _Macros

Настройка параметров в соответствии с выбранной катушкойс использованием инструкции по эксплуатации – Присканировании по окружности

Выбирается мода, котораябудет использоваться приконтроле. Для сканированияпо окружности возможноиспользование только моды S1

Основываясь на выбранноймоде и толщине, выбираетсятолщина из таблицы 2.3 или2.4 в инструкции

Выберете частоту используятаблицу частот и толщин длявыбранной катушки.

Operation

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9EMAT FREQUENCY PLOT FOR LAMB W AVES IN STEEL - EMAT TR400

Pla te Thickne s (inche s)

Freq

uenc

y (M

Hz)

S0S1S2A0A1A2

temate® Ti-P Training

Page 53: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

53© 2009

108319 _Macros

Есть три различных режима для работы с прибором

Осциллоскоп

• В основном используется для калибровки сигнала перед контролем

• Стандартный дисплей осциллоскопа для измерения сигнала

• Для осевого сканирования может так же отображаться C-scan развертка

Режим ручного контроля

• Используется для поиска и устранения неполадок или установки параметровконтроля

• Система управляется внутренним пусковым устройством

• Информация по расстоянию не может быть отражена корректно

Автоматический режим контроля

• Система управляется внешним пусковым механизмом при помощи декодера(датчика пути)

• Системой выбирает “Ручной режим”, но запускается при помощи декодера

• Информация по расстоянию отражается корректно

• Результаты сохраняются автоматически после каждого прохода

temate® Ti-P Training Operation

Page 54: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

54© 2009

108319 _Macros

Стандартный вид экрана Осциллоскопа

temate® Ti-P Training

Ближний сигнал Дальний сигналОсновной сигнал

Operation

Page 55: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

55© 2009

108319 _Macros

Стандартный вид экрана при контроле

temate® Ti-P Training

ВремяпрохожденияTOF

Page 56: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

56© 2009

108319 _Macros

Innerspec Technologies, Inc.

Page 57: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

57© 2009

108319 _Macros

Компания Компания располагается в г. US company Lynchburg, VA , с

офисами в Европе и представителями по всему миру.

Основной вид деятельности, производство современногооборудования для неразрушающего контроля.

Первые разработки оборудования с применением EMAT (NASA) в1989. Первое коммерческое оборудование произведено в 1994

Мировой лидер в производстве оборудования с применениемEMAT. Установлено более 150 in-line систем в 20 странах

temate® и Rollmate – основные линейки оборудования

Innerspec Technologies, Inc.The temate® Si-CJ

Page 58: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

58© 2009

108319 _Macros

Мировой лидер в разработке ипроизводстве оборудования с EMATпо собственной, запатентованнойтехнологии

Портативные и стационарныесистемы для работы в сложныхпроизводственных условиях.Большинство систем (95%) работаютв режиме 24/7

Научно-исследовательскийпотенциал позволяет приспособитьтехнологию для каждого, конкретногоприменения

Опыт в производстве полностьюготовых к эксплуатацииавтоматизированных системрассчитанных на операторов с малымопытом работы.

Высокие отзывы от производителейпромышленной продукции мировогоуровня

Сборочный цех

Innerspec Technologies, Inc.

Почему Innerspec Technologies?

The temate® Si-CJ

Page 59: Recent Advancements Ti-P in EMAT Technologyekolinknk.ru/data/1/temate_Ti-P-Presentation.pdf · на небольшие расстояния, например к/от газовых

59© 2009

108319 _Macros

Спасибо