Ультразвуковой контроль труб большого диаметра ULTRAPIPE

Автоматизированные установки контроля сварных труб серии ULTRAPIPE применяются для ультразвукового контроля сварных соединений, концевых участков и основного металла спиральношовных и прямошовных труб большого диаметра после проведения гидроиспытаний в технологическом потоке трубоэлектросварочного производства.

Автоматизированная система неразрушающего контроля позволяет выполнять:

• Обнаружение продольных и поперечных дефектов в пределах шва и зоны термического влияния сварного соединения (околошовной зоны)
• Выявление дефектов основного металла труб
• Выявление расслоений на концах труб

Отличительные особенности

Конструкция установки включает в себя механическое оборудование, обеспечивающее перемещение труб большого диаметра в зоне контроля; пневматические и гидравлические системы, обеспечивающие позиционирование блоков акустических преобразователей; оборудование автоматики, электронную аппаратуру, управляющий вычислительный комплекс.

В установках серии ULTRAPIPE реализована группа методов непрерывного ультразвукового контроля электросварных труб большого диаметра из низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Принцип действия основан на использовании методов ультразвуковой дефектоскопии, включающих прохождение, отражение и трансформацию ультразвуковых колебаний в металлах.

Непрерывное сканирование трубы осуществляется с помощью пьезоэлектрических (ПЭП, ПФР) или электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП), причем ультразвуковой контроль может выполняться как с помощью обычных пьезоэлектрических преобразователей, так и с применением фазированных решеток (Phase Array).

Фазированная решетка обеспечивает в режиме реального времени сканирование сечения сварного шва под различными углами. Это позволяет регистрировать неблагоприятно ориентированные опасные дефекты в сварном шве.

Все блоки контроля размещаются на подвижном модуле (платформе), обеспечивающем их перемещение вдоль вращающейся трубы при её сканировании.

Автоматическая система позволяет выполнять калибровку оборудования в потоке, с автоматической загрузкой и выгрузкой стандартного образца.

Функциональный состав системы

• Система контроля сварного шва
• Система контроля основного металла
• Система контроля концевых участков на наличие расслоений, радиальных дефектов на ширину зоны сканирования до 300 мм
• Дополнительные схемы прозвучивания, регламентируемые специальными требованиями, а именно: контроль поперечных дефектов в околошовной зоне, On-bead, TOFD

На каждую дефектную трубу распечатывается протокол контроля со схемой расположения дефектов (дефектограммой). Дефектные сечения трубы отмечаются краской.

Управляющий вычислительный комплекс

Все системы связаны с единым управляющим вычислительным комплексом, который координирует их работу, осуществляет управление информационными потоками, обеспечивает проведение процесса контроля, сбора, обработки, представления и хранения результатов.

Управляющий вычислительный комплекс организует:

• Контроль в соответствии с установленными правилами отбраковки
• Оперативную диагностику
• Сортировку труб
• Отображение информации о дефектных зонах, сопровождение их изображения на мнемосхеме
• Классификацию несплошностей на "допустимые" и "недопустимые"
• Сигнализацию недопустимых дефектов и выдачу управляющего сигнала на включение дефектоотметчика
• Печать протоколов контроля, архивирование и хранение
• Связь с эвм высшего уровня (интегрированная система)

Система контроля качества сварных соединений и зоны термического влияния

Слежение за положением сварного шва трубы осуществляется с помощью бесконтактного лазерного сканера и, при необходимости, выполняется автоматическая корректировка положения трубы на роликах. Система контроля качества шва и околошовной зоны (зоны термического влияния) состоит из нескольких преобразователей.
Используемая в контроле сварного шва и околошовной зоны TOFD-схема обеспечивает выявление дефектов произвольной ориентации в средней части сварного шва, в том числе дефектов имеющих малое раскрытие. Данная схема может дополнять (или замещать) схему TANDEM. Кроме того, TOFD обеспечивает определение реальных размеров дефектов.

Настройка чувствительности и проверка работоспособности системы производится по контрольным отражателям в виде сверлений заданным диаметром или пазов по условиям API 5L.

Система контроля основного металла и концов труб

Система контроля концов труб выполняет плотный контроль концов труб. Контроль осуществляется с помощью модуля, располагаемого на наружной поверхности трубы.

Дефектоскопическая электроника

Дефектоскопическая электроника смонтирована в компактных блоках имеющих класс защиты IP67 (в соответствии с международным стандартом IEC 60529, а также DIN 40050, ГОСТ 4254-96), а также обеспечивающих полную электромагнитную совместимость с оборудованием Заказчика.

Каждый блок дефектоскопической электроники может содержать до 32 прямых (без коммутации) каналов.

Новая дефектоскопическая электроника потребляет в 8 раз меньше электроэнергии по сравнению с аналогичным оборудованием других фирм-производителей, а значит, имеет меньшее тепловыделение, что позволяет не использовать дорогостоящее и ненадежное в условиях завода жидкостное охлаждение радиоэлектронной аппаратуры.

Калибровка оборудования

Оборудование позволяет в автоматическом режиме проводить регулярную калибровку по стандартному образцу (СОП).

Доступно два вида калибровки:

• По малоразмерному СОП с искусственными дефектами с автоматической загрузкой / выгрузкой СОП
• По полноразмерной трубе с искусственными дефектами в технологической линии

Оценка качества

Установка обеспечивает чувствительность к дефектам эквивалентным диаметру плоскодонного отражателя 3 мм (система контроля концов труб, система контроля основного металла) и эквивалентным по отражающей способности фрезерованной проточке глубиной 0,2 мм и длиной 50 мм, выполненной вдоль и поперек оси сварного шва на внутренней и наружной поверхности трубы (система контроля шва и околошовной зоны).

Оценка качества производится в соответствии с требованиями стандартов API 5L, ГОСТ 31447, ГОСТ 14782; ISO 3183, DNV-OS-F101, Shell Technical Specifications, Specification INTECSEA, специальные требования TRANSNEFT, GAZPROM (в том числе по спецификациям проектов Shtokman, Nord Stream).

Характеристики объектов контроля (труб большого диаметра)

Характеристика	Значение
Типы контролируемых труб	Трубы большого диаметра, сваренные дуговой сваркой под флюсом (SAW)
Качество поверхности трубы	После горячей прокатки
Диаметр труб	503 – 1420 мм
Длина труб	до 18,5 м
Кривизна	до 3 мм/м
Толщина стенки трубы	6 – 50 мм (больше 50 мм – опционально)
Скорость контроля спирального шва	от 3 до 25 м/мин
Производительность	до 28 труб/час