Система для контроля сварных швов PipeWIZARDThe PipeWIZARD is an automated girth weld inspection system using phased array and conventional UT techniques (AUT). Specially designed for in-site weld-to-weld inspection in extreme environments, on-shore and off-shore.
Описание:Трубопроводы выполняют очень важную функцию в промышленном производстве по всему миру. Они используются для транспортировки больших объемов газа, нефти, воды и различных химических веществ. Кольцевые сварные швы выполняются непосредственно на местах с использованием автоматических сварочных систем. Сварные швы - это самое слабое место в технологическом цикле строительства трубопроводов. Именно здесь чаще всего возникают дефекты. Швы подвергаются неразрушающему контролю, затем на них наносится специальное покрытие, после чего трубы либо закапываются в землю, либо укладываются на морское дно. С учетом высоких требований, выдвигаемых технологией строительства, очень важное значение имеет оперативное обнаружение и анализ дефектов сварных швов. Автоматический ультразвуковой контроль (АУЗК)В последние годы технология автоматического ультразвукового контроля (АУЗК) постепенно вытесняет традиционные рентгенографические методы контроля труб по всему миру. Технология рентгенографического контроля имеет серьезные ограничения в своем применении: низкое качество обнаружения двумерных дефектов, отсутствие возможности вертикального контроля размеров. В дополнение к этому, вызывают опасение вопросы безопасности и влияния на экологию. Преимущества технологии АУЗК:
Фазированные решеткиВ системах АУЗК предыдущего поколения использовались многодатчиковые системы со стандартными ультразвуковыми датчиками. Десять лет назад появились первые системы с фазированными решетками. Технология фазированных решеток предполагает электронное формирование луча для отправки и получения ультразвукового сигнала. Каждый элемент решетки имеет инди-видуальный импульс и задержку, что позволяет использовать множество углов наклона лучей и различные значения фокусного расстояния. Технология фазированных решеток обеспечивает существенные преимущества в сравнении с многодатчиковыми системами:
Фазированные решетки:
полный охват шва двумя датчиками Традиционная технология ультразвукового контроля:
полный охват: > 24 датчиков На иллюстрации показан пример контроля одной зоны. Технология фазированных решеток позволяет проводить одновременный контроль всех зон с использованием одного и того же датчика.
Технология фазированных решеток обеспечивает полный охват сварного шва при наличии одного датчика с каждой из сторон. На иллюстрации показан пример контроля одной зоны. При использовании традиционной технологии ультразвукового контроля для охвата всех зон требуется несколько датчиков.
Соответствие стандартамВ 1998 г. Американское общество по испытанию материалов (ASTM) опубликовало стандарт E-1961-98 (повторно утвержден в 2003 г.), который регулирует основные аспекты автоматического ультразвукового контроля кольцевых сварных швов - зональное разделение, оперативная обработка данных, отдельные калибровочные блоки и процедуры конфигурации. Стандарт E-1961 отно-сится к инженерной оценке критичности дефекта. Кроме того, в 1999 г. Американский нефтяной институт (API) опубликовал 19-ю версию Стандарта 1104, который относится к механизированному ультразвуковому и рентгенографическому контролю кольцевых швов. Система PipeWIZARD позволяет выполнять проверку на соответствие требованиям стандарта ASTM E-1961, а по косвенным признакам - и на соответствие требованиям стандарта API 1104. Кроме того, обеспечивается контроль соблюдения стандарта DNV-OS-F101, который относится к морским технологиям АУЗК. В некоторых случаях требования, выдвигаемые компаниями, могут быть более строгими, нежели положения, содержащиеся в стандарте, в основном за счет более точного измерения размеров и более высокого разрешения. Назначение PipeWIZARDСистема PipeWIZARD создана специально для работы в экстремальных условиях: от холодных сибирских районов до жарких пустынь Ближнего Востока; она выдерживает сильную влажность, высокое содержание соли и засушливые условия. Помимо этого, проводились различные испытания для обеспечения устойчи-
PipeWIZARD отвечает всем конфигурациям кольцевых сварных швов:
К основным обнаруживаемым дефектам относятся непровар, неполное проплавление, наличие пор, прожог, подрез зоны сплавления, геометрическое несоответствие, трещиноватость, наплыв, посторонние включения и т. д. Продолжительность цикла проверки колеблется от 2 до 6 минут в зависимости от типа шва, диаметра трубы, расположения шва и внешних условий. Общая сводка по использованию систем PipeWIZARD
Технология контроля с использованием зонального разделенияТехнология, лежащая в основе системы PipeWIZARD, - это зональное разделение, при котором каждая отдельная зона сварного шва проверяется с использованием отдельного ультразвукового луча. Высота зоны приблизительно равна одному сварочному проходу. Два ФР-датчика, по одному на каждой стороне сварного шва, обеспечивают полный охват зоны разделки и всего объема сварного шва. В зависимости от контролируемой зоны используются эхоимпульсные и приемо-передаточные ("pitch and catch") конфигурации. Эти ФР-каналы отображаются в виде линейной диаграммы. Еще одна технология, которая применяется для улучшения качества обнаружения и определения размеров для мелких или разориентированных дефектов, - это технология дифракционно-временного контроля (TOFD). Данная технология также используется для подтверждения показателей, отображаемых на линейной диаграмме. Данные для TOFD берутся либо с ФР-датчиков, либо с отдельных традиционных датчиков. Для обнаружения поперечных дефектов шва может использоваться дополнительный поперечный модуль с 4 отдельными традиционными датчиками. Для контроля сопряжения отдельных ФР-датчиков во время сканирования шва и калибровочного блока на дисплей выводятся отдельные каналы. Для различных конфигураций сварного шва требуется использовать отдельный калибровочный блок, диаметр, толщина и материал которого совпадают с соответствующими характеристиками трубопровода, который будет контролироваться на объекте. Выполняется специальная обработка блока, при которой имитируются типичные дефекты, вероятность возникновения которых существует в процессе сварки. Калибровка всех лучей выполняется в соответствии с процедурой контроля. Усовершенствованное программное обеспечение с удобным пользовательским интерфейсомВ основе ПО PipeWIZARD V4 лежит надежный и проверенный в эксплуатации программный модуль получения и анализа данных TomoView. Он позволяет выполнять автоматическую настройку, предлагает различные инструменты для анализа данных (включая двухмерный вид), удобные инструменты для создания отчетов в сочетании с усовершенствованными возможностями контроля сварного шва. Программное обеспечение PipeWIZARD V4 разработано с учетом простоты использования, гибкости и масштабируемости, которые требуются для контроля конфигураций повышенной сложности. Пользовательский интерфейс оптимизирован для ускорения процесса обучения и повышения эффективности использования; операторы систем АУЗК могут научиться пользоваться программой PWZ V4.0 с минимальными усилиями. Программное обеспечение PipeWIZARD V4 создано на платформе TomoView, которая постоянно обновляется для добавления новых возможностей. Кроме того, обновления можно легко установить непосредственно в процессе работы на объекте. Создание автоматических настроекОператор может создавать настройки в режиме оффлайн, т. е. независимо от работы прибора. Всего за несколько минут файл настроек можно сохранить и отправить в любую точку мира по электронной почте. После этого оператору на объекте останется только выполнить калибровку системы. В дополнение к обычным линейным диаграммам и отдельным B-сканированиям с использованием одиночных законов фокусировки (TOFD, волюметрический и корневой контроль), в настройках теперь могут присутствовать каналы секторного и линейного сканирования. Эта новая возможность дает потенциал для улучшения качества обнаружения дефектов и определения размера с большим запасом по сравнению с любыми требованиями стандарта по зональному разделению. Калибровка и проведение контроляВо время процедуры контроля полученные данные отображаются в режиме реального времени. Именование файлов выполняется автоматически. Модуль сбора данных TomoScan FOCUS LT, используемый в системе PipeWIZARD V4, демонстрирует более высокую пропускную способность в сравнении с предыдущими модулями сбора данных (4 МБ/с против 0,7 МБ/с). Это позволяет проводить полный сбор данных в режиме сжатого A-сканирования; кроме того, становится возможным одновременное исполнение нескольких настроек, а скорость сканирования увеличивается до 100 мм/с. Быстрый и подробный анализПрограммное обеспечение PipeWIZARD позволяет использовать фактически неограниченное количество каналов в 10 различных компоновках. Программа дает возможность автоматической интерпретации данных путем отображения положения дефекта на профиле разделки, а также его углового положения. Для определения размера и позиции обнаруженных дефектов в распоряжении оператора имеются различные инструменты анализа:
Автоматическое создание отчетовПрограммное обеспечение PipeWIZARD дает возможность автоматического создания отчетов. Параметры отчета могут быть настроены пользователем. Среди возможных параметров - наименование проекта, дата и время сканирования, идентификационный номер сварного шва, имя оператора, полные представления сканирования, схема разделки с указанием информации о контролируемых зонах, таблица обнаруженных дефектов с идентификационными номерами, длина, высота и позиция дефекта на сварном шве, статус шва, комментарии оператора и т. д. Удобство хранения данныхВсе файлы данных можно хранить на внешнем жестком диске или архивировать на CD/DVD-диск для дальнейшего использования. Функция автоматического резервирования позволяет выполнять зеркалирование данных для повышения их безопасности. Кроме того, файлы данных можно легко отправлять через Интернет. PipeWIZARD VIEWERPipeWIZARD VIEWER - это бесплатное программное обеспечение для просмотра данных о ФР и ультразвуковом контроле. С помощью этой программы можно выполнять загрузку файлов данных, созданных с использованием ПО PipeWIZARD V4. Данное приложение позволяет третьим лицам или конечным пользователям просматривать результаты сканирования. Программа PipeWIZARD VIEWER совместима с системами Microsoft Windows XP Pro SP2, Microsoft Windows Vista и Microsoft Windows 7. Расширенные возможности примененияСистема PipeWIZARD является универсальной и позволяет проводить контроль индивидуальных конфигураций сварного шва. Кроме того, система может использоваться для самых разных целей. Плакированные трубы: система PipeWIZARD прошла квалификационные испытания для использования в проектах, в которых применяются плакированные трубы. Применяются специальные методики контроля с использованием продольных волн и усовершенствованных возможностей программного обеспечения. Бесшовные трубы: разработана и испытана уникальная методика контроля для ПО PipeWIZARD, которая позволяет выполнять проверку сварных швов при больших колебаниях толщины стенки трубы. Толстые трубы: систему PipeWIZARD можно адаптировать для проверки сварных швов на толстых трубах с использованием различных датчиков и призм. При этом потребуется незначительное механическое вмешательство в конструкцию прибора. Сканер Сканер PipeWIZARD - это компактное, надежное и проверенное в эксплуатации устройство, которое позволяет добиться устойчивых и высокоточных результатов сканирования. Сканирующая головка имеет степень защиты IP66. В корпусе располагается приводной двигатель, кодировщик, два ФР-датчика с призмами, два TOFD-датчика с призмами, а также один датчик температуры. В высокопрочном шлангокабеле располагаются все необходимые провода. Кроме того, здесь предусмотрена и линия для подачи воды. Компьютер и программное обеспечение Ударопрочный ноутбук с установленной системой Microsoft Windows и программным обеспечением PipeWIZARD для сбора и анализа данных. Состав пакета программного обеспечения: приложения TomoView и Advanced Calculator, Microsoft Office и все необходимые вспомогательные программы. Ящик для инструментов Ящик для инструментов - это компактный ударопрочный корпус для TomoScan FOCUS LT и PWZ-MCDU, имеющий степень защиты IP64. На передней крышке ящика устанавливается теплообменник, а для защиты оборудования используются внутренние ударопоглотители. Для подключения дополнительных принадлежностей на соединительной панели предусмотрен внешний силовой разъем. Модуль сбора данных Модуль сбора данных TomoScan FOCUS LT 64:128 позволяет использовать до 64 каналов фокусировки и 128 P/R, что дает возможность применения различных комбинаций ФР и традиционных датчиков. Контроллер двигателя и приводной блок PWZ-MCDU через Ethernet-канал приводит в движение один сервомотор. |