Существует множество методов неразрушающего контроля (НК), но не все они подходят для каждого типа применения. Например, рентген, рентгенография и компьютерная томография не могут быть развернуты без доступа к обеим сторонам актива и требуют обширного обучения операторов. Точно так же ультразвуковой контроль очень универсален, но требует прямого контакта и соответствующего взаимодействия с тестируемой поверхностью, что не всегда возможно.
Когда дело доходит до коррозионного растрескивания под напряжением хлоридов (ClSCC или CSCC), типа коррозии, которая может привести к катастрофическому разрушению труб из нержавеющей стали, капиллярный контроль (PT) является наиболее часто используемым методом контроля. Однако вихретоковая матрица (ECA) предлагает несколько преимуществ по сравнению с PT, включая возможность обнаружения дефектов на дальней стороне. В этой статье мы рассмотрим преимущества ECA перед PT для выявления CISCC.
Хлористое коррозионное растрескивание под напряжением — это тип коррозии, который возникает, когда нержавеющая сталь подвергается воздействию хлоридосодержащих сред, таких как морская вода, соли против обледенения или промышленные химикаты. CSCC может привести к катастрофическому выходу из строя труб из нержавеющей стали, что вызывает серьезную озабоченность у владельцев и операторов активов в нефтегазовой , химической и атомной энергетике.
Давайте рассмотрим компонент, который находится в среде с высоким содержанием хлоридов, которые могут осаждаться на нержавеющей стали. Вначале это количество достаточно мало, чтобы не причинить никакого вреда, но со временем на поверхности будут накапливаться ионы хлора, что приведет к образованию ямок или щелей.
Эти ямки и щели могут продолжать развиваться как коррозия, но в высокотемпературных средах [≥ 60 градусов Цельсия (140 градусов по Фаренгейту)], когда в материале существуют остаточные напряжения или другие механические ограничения, трещины могут начать формироваться и будут иметь тенденцию к развитию быстрее коррозии.
Рисунок 1 : (слева направо) коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) или усталостные трещины зарождаются на дне ямок, SCC-трещины сильно разветвлены, в то время как коррозионно-усталостные трещины слабо разветвлены.
Рисунок 2 : Капиллярный контроль
Капиллярный контроль является наиболее распространенным методом обнаружения ClSCC в трубах из нержавеющей стали. PT включает в себя нанесение пенетранта на поверхность трубы, а затем ее вытирание, оставляя краску в любых трещинах или дефектах, которые могут присутствовать. В то время как PT эффективен при обнаружении дефектов на уровне поверхности, он не может обнаружить дефекты на дальней стороне трубы или внутри стенки трубы.
Общепризнанно, что капиллярная дефектоскопия имеет следующие преимущества:
- Чувствителен к небольшим неровностям поверхности
- Несколько ограничений по материалам: работы с металлическими, неметаллическими, магнитными, немагнитными, проводящими и непроводящими материалами.
- Работает со сложными геометрическими фигурами.
- Визуальные, реальные результаты
- Оборудование для контроля проникающими веществами отличается высокой портативностью.
- Оборудование для контроля проникающими веществами индивидуально очень доступно
Однако у PT есть и существенные недостатки:
- Чувствителен только к поверхностным дефектам
- Необходима обширная и трудоемкая предварительная очистка, поскольку критические загрязнения поверхности могут маскировать дефекты.
- Работает только на относительно непористых поверхностных материалах
- Необходим прямой доступ к тестируемой поверхности.
- Процедура многопроцессного тестирования
- Нет количественного определения глубины
- Нет записываемых данных для мониторинга прогресса
- Также необходима трудоемкая последующая очистка
- Экологические проблемы, PT может потребовать дорогостоящей обработки и утилизации химикатов.
- Результат контроля зависит от пользователя
Вихретоковый контроль для CSCC
Вихретоковый контроль (ECT) и вихретоковая решетка (ECA) являются более продвинутыми методами, которые могут обнаруживать ClSCC с большей точностью, чем PT, и могут сэкономить значительное количество времени и денег. Системы ECT имеют более высокую первоначальную стоимость, но не требуют расходных химикатов, практически не требуют подготовки поверхности и быстрее, чем дефектоскопия методом проникающих жидкостей в типичных приложениях, несмотря на то, что они зависят от пользователя.
Вихретоковый матричный контроль совершенствует технологию ЕСТ за счет использования мультиплексированных массивов катушек, расположенных рядами (вместо одной или двух катушек), что позволяет охватить большую площадь за один проход сканирования.
Преимущества ЕCТ перед ECA очевидны:
- Более широкий охват приводит к значительно более быстрому сканированию
- Датчики ECA большего размера значительно снижают зависимость от оператора и обеспечивают более качественные данные, чем растровое сканирование вручную.
- ECA предлагает лучшие возможности обнаружения, а также точное позиционирование дефектов, поскольку данные проверки могут быть закодированы, и, что, возможно, наиболее важно, предлагает возможности определения размеров
- ECA не требует использования химикатов или красителей, что делает его более безопасным и экологичным вариантом.
- Более простые шаблоны сканирования ECA делают анализ значительно проще, быстрее и вне всяких сомнений.
- Данные могут быть записаны, что делает возможным мониторинг прогресса дефекта
Обнаружение трещин с внутренней стороны с помощью ECA
Основным преимуществом ECA перед PT в отношении CSCC является его способность обнаруживать дефекты на дальней стороне. Эти дефекты располагаются на противоположной стороне стенки трубы от места размещения преобразователя. Используя низкочастотные катушки в топологии с одним длинным драйвером, можно получить толщину, равную приблизительно одному диаметру катушки.
Рисунок 3 : Датчики ECA могут обнаруживать объемные дефекты на дальней стороне с потерей стенки до 20%, когда толщина стенки (WT) приблизительно равна одному диаметру катушки (OD).
Датчик ECA и выбор инструмента
Eddyfi Technologies производит низкочастотную версию своих популярных датчиков Spyne™ , позволяющую обнаруживать коррозию и трещины на обратной стороне в цветных материалах, таких как нержавеющая сталь или алюминий.
Рис . 4. Низкочастотный датчик Spyne для контроля обратной стороны.
Рисунок 5 : Низкочастотный датчик I-Flex для обнаружения дефектов на обратной стороне
В алюминиевой пластине толщиной 6 миллиметров (0,23 дюйма) можно сканировать с противоположной поверхности и обнаруживать отверстия с плоским дном размером до 1,2 миллиметра (0,047 дюйма) (20%).
Рис . 6. I-Flex XL сканирует пластину из нержавеющей стали SS316 с изготовленными отверстиями с плоским дном на дальней стороне стенки.
Рисунок 7 : Прибор ECA для поверхности Reddy ® (слева) Ectane ® 3 (справа) для контроля поверхности с помощью вихретоковой матрицы
Благодаря совместимости с Ectane 3 или невероятно портативным Reddy Surface ECA инспекторы могут легко проводить проверки в самых разных отраслях и местах, в то время как программное обеспечение для сбора и анализа данных Magnifi ® собирает воспроизводимые данные высокого качества.
Реальный пример
В трубе из нержавеющей стали SS316 с WT около 6 миллиметров (0,23 дюйма) внутренняя коррозия может быть обнаружена на ранней стадии, прежде чем они станут местами зарождения SCC.
Рис. 8: I-Flex с ручным сканером труб , сканирование трубы снаружи. Обратите внимание, что С-скан является зеркальным отражением внутренней стенки, поскольку мы видим сквозь нее.
В целом, несмотря на то, что капиллярный контроль является распространенным и эффективным методом обнаружения внешних CSCC и коррозии в трубах из нержавеющей стали, ECA предлагает значительные преимущества с точки зрения точности, точности, скорости и способности обнаруживать дефекты на дальней стороне. По мере того, как промышленность продолжает отдавать приоритет безопасности и эффективности, вполне вероятно, что ECA будет приобретать все большую популярность для обнаружения и предотвращения ClSCC в трубах из нержавеющей стали.
