PipeWIZARD Automatisches Ringnahtenprüfsystem (AUT)

Ringnahtprüfungssystem

PipeWIZARD ist ein automatisiertes Ringschweißnahtenprüfsystem (AUT) mit Phasenarrays und herkömmlicher Ultraschalltechnik. Diese Anlage wurde speziell für die Prüfung von Schweißnahten vor Ort in extremen Umgebungen an Land und auf See entwickelt.

Unterirdische oder unterirdische Rohrleitungen, die große Mengen an Erdgas, Öl, Wasser und anderen Chemikalien transportieren, spielen eine entscheidende Rolle in der globalen Wirtschaft. Rohrleitungen werden in der Regel vor Ort mit einem automatischen Schweißsystem ringgeschweißt. Während des Rohrleitungsbaus wird die Schweißnaht, da es in der Regel Mängel an der Schweißnaht gibt, zu einer "Schwäche" auf der Rohrleitung. Die Schweißnähte der Rohrleitung müssen beschädigungsfrei geprüft, lackiert und dann in den Boden oder im Meeresboden begraben werden. Aufgrund der hohen Anforderungen an den Bauzyklus ist eine schnelle Fehlerprüfung und -analyse der Schweißnahten erforderlich.

Automatische Ultraschallprüfung (AUT)

In den letzten Jahren hat die Technologie der automatischen Ultraschallprüfung (AUT) begonnen, die herkömmliche Strahlenbildtechnik zu ersetzen und ist die weltweit bevorzugte Methode zur Prüfung von Rohrleitungsnahten. Die Strahlenbildtechnik hat offensichtliche Einschränkungen: eine schlechte Wirkung der Oberflächenfehlerkennung, keine vertikalen quantitativen Mängel, Sicherheits- und Umweltgefahren.

Vorteile der automatischen Ultraschallprüfung:

• Keine Strahlungsgefahr, keine chemische Verschmutzung und keine Genehmigung erforderlich.

• Der Testzyklus ist sehr kurz und erhöht die Produktivität.

• Höhere Prüfung und quantitative Genauigkeit reduzieren die Nebenprodukte.

• Durch die Messung der vertikalen Höhe und Tiefe der Fehlanzeige mit den Akzeptanzkriterien für Engineering Critical Assessment (ECA) wurde die Subgrade-Rate reduziert.

• Echtzeit-Analysen mit intelligenten Ausgabeanzeigen.

• Bereitstellung von Daten und Prüfberichten zur elektronischen Unterstützung.

• Bessere Kontrolle des Schweißprozesses und Reduzierung der Nebenprodukte.

Phasen-Array-Technologie

Frühe automatische Ultraschallprüfsysteme wurden mit mehreren Sondensystemen mit mehreren herkömmlichen Ultraschallsonden geprüft. Vor zehn Jahren entstand das Phasensystem. Die Phase-Array-Technologie verwendet das Prinzip der elektronischen Steuerung der Schallstrahlbildung, um Ultraschalle zu erzeugen und zu empfangen. Die Phase-Array-Technologie sendet stimulierende Impulse an die Verzögerung jedes Chips im Array aus, wodurch viele Schallstrahlwinkel und Fokussierabstände erzeugt werden können.

Die Phasen-Array-Technologie hat Vorteile gegenüber herkömmlichen Multi-Sondensystemen:

• In der Regel können zwei Phasenarrayssonden mindestens 24 herkömmliche Sonden ersetzen.

• Die Einstellung des Phasenarrays funktioniert durch den Import von Dateien, ohne dass die Position der einzelnen Sonden individuell angepasst werden muss.

• Durch die Einstellung der entsprechenden Parameter in der Software wird der Winkel, der Fokus, der UT-Reichweite und die Strahlbreite des Phasenarrays optimiert, wodurch die quantitative Genauigkeit verbessert wird.

• Im Vergleich zu herkömmlichen Multi-Sondensystemen haben die Phasenmatrixsysteme 80 % weniger bewegliche Teile, was die Stabilität des Scanprozesses und die Zuverlässigkeit der Prüfergebnisse verbessert.

• Der Phasenarray-Scanner ist kleiner und leichter als der herkömmliche Multi-Sonde-Scanner. Somit ist der Phasenarray-Scanner leichter zu bedienen und der Verschleiß der beidseitigen Beschichtungen der Schweißnahten verringert.

• Phasenmatrixsysteme können nahezu alle Schweißnahtstrukturen erkennen, während herkömmliche Mehrsondensysteme auf die Rohrwanddicke und den Rohrdurchmesser beschränkt sind.

• Mit der elektronischen Scan-Technologie des Phasenarrays können Benutzer die eigene Schweißnahteprüfung anpassen, einschließlich mehrwinklicher TOFD, fortgeschrittener Bildgebung und hochauflösender Prüfung.

Konformität mit den Normen

1998 veröffentlichte ASTM die Spezifikation E-1961-98 (2003 erneut verabschiedet). Diese Spezifikation befasst sich mit den wichtigsten Aspekten der automatischen Ultraschallprüfung von Ringschweißnahten: Partitionierung, schnelle Dateninterpretation, spezielle Kalibrierungsprüfstücke und Konfigurationsschritte. Die E-1961-Spezifikation ist für die kritische Einschätzung der Technik (ECA) bestimmt. Im Jahr 1999 veröffentlichte die American Petroleum Institute (API) die 19. Ausgabe des Standards 1104, die die mechanische Ultraschallprüfung von Ringschweißnähten und die Prüfung von Kamerabildtechniken betrifft.

Die mit PipeWIZARD durchgeführten Prüfungen entsprechen der ASTM E-1961 Spezifikation und folgern daraus, dass sie auch der API 1104 entsprechen. Darüber hinaus erfüllen diese Prüfungen die Spezifikation für die automatische Ultraschallprüfung auf See: DNV-OS-F101.

Die technischen Indikatoren des Unternehmens können diese Spezifikationen übertreffen, in der Regel zur Verbesserung der quantitativen Genauigkeit oder zur Erreichung einer besseren Auflösung.

Erfahrungen von PipeWIZARD

Ein wichtiges Ziel bei der Konstruktion des PipeWIZARD-Systems war es, dieses System in extrem rauen Umgebungen zu betreiben. Ob in der kalten Region Sibiriens, in der heißen Wüste des Nahen Ostens oder in einer feuchten, salzigen oder trockenen Arbeitsumgebung, das PipeWIZARD-System funktioniert gut. Die PipeWIZARD-Systeme wurden umfangreich getestet, um sicherzustellen, dass sie gegen Vibrationen, Schläge und elektromagnetische Störungen geschützt sind.

Das PipeWIZARD-System eignet sich für die Prüfung von Ringschweißnahten in verschiedenen Strukturen:

• Verschiedene Arten von Schweißnahten: CRC-Evans-Steigung, J-Steigung, V-Steigung, Doppel-V-Steigung, X-Steigung usw.

• Typische Rohrwanddicke6 mm (0,25 Zoll) bis mehr als 35 mm (1,4 Zoll)
  Es gibt auch Optionen für dickere Rohrwande.

• Typischer Rohrdurchmesser152 mm (6 Zoll) bis mehr als 1422 mm (56 Zoll)
  Es gibt auch Optionen für kleinere Rohrdurchmesser.

• RohrmaterialStandardkohlenstoffstahl und komplexe Materialkonfigurationen, wie: verschiedene Wanddicken aus Chrom-Nickel-Eisenlegierungen, beschichtete Rohrleitungen, nahtlose Rohrleitungen usw.

Typische festgestellte Mängel sind nicht geschmolzen, nicht geschweißt, Poren, Schweißen, Beißkanten, zu niedrig, Risse, Kältetrennungen, Einmischungen usw.

Der Testzyklus dauert je nach Schweißnahttyp, Rohrdurchmesser, Lage und Umgebung zwischen 2 und 6 Minuten.

Zusammenfassung der Anwendung von PipeWIZARD

• Das PipeWIZARD Phase-Array-System wird für die weltweit größten Landleitungen und Offshore-Leitungen eingesetzt.

• Das PipeWIZARD-System hat bereits über eine Million Schweißnähte getestet.

• Die wichtigsten Öl- und Gasunternehmen haben die Verwendung des PipeWIZARD-Systems bei Pipeline-Verlegungsprojekten zugelassen:

  • Exxon Mobil (englisch)

  • Shell (Shell)

  • Total (insgesamt)

  • BP (britisches Öl)

  • Chevron (Chevron)

  • Eni (Eni)

  • Petrobras (brasilianisches Öl)

  • Gazprom (russisches Gas)

  
  

• Hunderte von Bedienern auf der ganzen Welt haben sich bereits mit dem PipeWIZARD System ausgebildet.

Partitionsprüftechnik

Die Haupttechnologie des PipeWIZARD-Systems ist die Partitionsprüftechnik, d.h. jeder einzelne Bereich der Schweißnaht wird durch einen anderen Ultraschallstrahl erkannt. Die Gesamthöhe des Bereiches entspricht etwa der Länge der Schweißbahn.

Auf beiden Seiten der Schweißnaht ist eine Phasen-Array-Sonde angebracht, die eine vollständige Abdeckung des Schweißnaht-Steigungsbereichs und des gesamten Schweißnaht-Volumenbereichs gewährleistet. Abhängig vom detektierten Bereich können Sie eine Puls-Echo-Konfiguration oder eine Sende-Empfang-Konfiguration („Sende und Empfang“) wählen. Diese Phasenmatrixkanäle werden als Banddiagramm dargestellt.

Darüber hinaus wird die Diffraktionszeitdifferenz (TOFD) Technologie verwendet, um die Erkennung und die quantitative Wirkung von kleineren oder unsicheren Fehlanzeigen zu verbessern. Diese Technik wird auch zur Bestimmung von Fehleranzeichen verwendet, die im Banddiagrammkanal erkannt werden. Die TOFD-Daten können von einer Phasenmatrizsonde oder einer speziellen konventionellen Sonde bereitgestellt werden.

Optionales Quermodul mit vier speziellen konventionellen Sonden zur Erkennung von Querfehlern in Schweißnahten.

Während des Schweißnaht- und Kalibrierungsprobschens erscheinen auf dem Bildschirm verschiedene Kanäle, die die Kopplung der einzelnen Phasenmatrix-Sonden individuell überwachen.

Jede Schweißnahtstruktur erfordert einen für diese Schweißnaht spezialisierten Kalibrierungsprüfblock, der den gleichen Durchmesser, die gleiche Dicke und das gleiche Material wie das Rohrmaterial hat. Die Reflektoren in den Prüfblöcken werden nach spezifischen Spezifikationen mechanisch bearbeitet und stellen typische Mängel dar, die beim Schweißen häufig auftreten. Alle Schallstrahlen werden nach dem Prüfverfahren kalibriert.

Benutzerfreundliche erweiterte Software

Die PipeWIZARD V4-Software basiert auf der leistungsstarken, vor Ort bewährten Datenerfassungs- und Analysesoftware TomoView. Diese Software verfügt über eine einfache und automatische Erstellung von Einstellungen, eine Vielzahl von Datenanalysewerkzeugen (einschließlich einer 2D-Ansicht), einfache Berichterstellung und erweiterte Schweißnahtenprüfung. Die PipeWIZARD V4-Software wurde entwickelt, um eine einfache, flexible und aktualisierbare Software für komplexere Prüfkonfigurationen bereitzustellen. Die optimierte Benutzeroberfläche ermöglicht schnelle Schulungen und einen effizienten Betrieb vor Ort. Die Bediener des AUT-Systems sind kurzfristig geschult, um die PWZ V4.0-Software zu bedienen.

Die PipeWIZARD V4 basiert auf der Plattform Tomoview. Bei der Softwareentwicklung wird diese Tomoview-Software häufig als Referenz verwendet. Dies bedeutet auch, dass Software-Upgrades auch am Arbeitsplatz einfach durchgeführt werden können.

Automatische Erstellung der Einstellungen

Der Bediener kann Einstellungen offline erstellen, d. h. nicht im Gerät. Innerhalb weniger Minuten kann die Einstellungsdatei gespeichert und per Post an jeden Arbeitsplatz gesendet werden, anschließend muss der Bediener vor Ort einfach das System kalibrieren.

Die Einstellung umfasst nicht nur die Standard-Banddiagrammkanäle und die monofokussierte Regel-B-Scanansicht (TOFD, Schweißnahtvolumen und Schweißwurzelbildgebung), sondern auch neue Sektor- und lineare Scankanäle. Diese neue Leistung hat das Potenzial zur Verbesserung der Fehlererkennung und der Quantifizierung und hat die hohe Wahrscheinlichkeit, dass Erkennungs- und Quantifizierungseffekte die Anforderungen jeder Partitionsspezifikation erheblich übertreffen.

Kalibrierung und Prüfung

Während der sequenziellen Prüfung werden die erfassten Daten in Echtzeit angezeigt. Der Dateiname wird automatisch erhöht.

Bei der Verwendung der TomoScan FOCUS LT-Erfassungseinheit verbesserte die PipeWIZARD V4-Software die Datenverarbeitung im Vergleich zu früheren Erfassungseinheiten (4 MB/s gegenüber 0,7 MB/s). Dies ermöglicht nicht nur die Erfassung der vollständigen Daten des komprimierten A-Scans, sondern auch die gleichzeitige Ausführung mehrerer Einstellungen bei Scangeschwindigkeiten von 100 mm/s.

Schnelle und detaillierte Analyse

Die PipeWIZARD-Software bietet eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Kanälen in zehn getrennten Layouts. Diese Software interpretiert die Daten automatisch, indem sie Mängel auf dem Schweißnahtprofil und deren umliegende Position anzeigt.

Es gibt eine Vielzahl von Analysewerkzeugen, die den Bedienern helfen, Fehleranzeigen zu quantifizieren und zu lokalisieren:

• Doppeltüren im Banddiagramm

• Schweißnahtbeschichtung für Sektor- und Linearschätzungen (siehe Abbildung unten)

• Vergrößern Sie die Funktion

• Ansicht Links

• Benutzerdefinierte Ansicht

• Automatische Messung

• Akkumulative Messung der Mängelanzeige

• C-Scan-Fusionsfunktion

• Eigen anpassbare Farbpalette

Automatische Berichterstellung

Die PipeWIZARD-Software verfügt über die Möglichkeit, Berichte automatisch zu erstellen. Der Bericht kann selbst definiert werden und umfasst den Projektnamen, das Scandatum und die Scanzeit, die Schweißnaht-ID, den Bedienernamen, eine vollständige Scanansicht, eine Schweißnaht-Steigungsgrafik mit Informationen über die Prüfzone sowie einen Fehlerbericht mit Informationen wie Identifikator, Länge, Höhe, Lage in der Schweißnaht, Schweißnahtstatus und Bedieneranmerkungen.

Einfache Datenspeicherung

Alle Datendateien können auf jedem externen Festplattenspeicher gespeichert oder auf einer CD/DVD für spätere Referenzen archiviert werden. Die Möglichkeit, Daten automatisch zu spegeln, erhöht die Sicherheitsleistung der Daten. Über das Internet können Datendateien einfach an andere Orte übertragen werden.

PipeWIZARD-Betrachter

PipeWIZARD VIEWER ist eine kostenlose Software zur Beobachtung von Phasenarrays und Ultraschalldaten. Diese Software verfügt über die Leistung, um von der PipeWIZARD V4-Software generierte Datendateien zu laden. Diese Software ist sehr nützlich für Drittanbieter oder Endbenutzer, die einen Rückblick auf das Scannen benötigen. PipeWIZARD VIEWER basiert auf Microsoft Windows XP Pro mit SP2, Microsoft Windows Vista und Microsoft Windows 7.

Fortgeschrittene Anwendungen

Das PipeWIZARD-System ist vielfältig einsetzbar und kann sowohl für die Erkennung spezieller Schweißnahtstrukturen als auch für andere Anwendungen eingesetzt werden.

BeschichtungsleitungDie PipeWIZARD-Software ermöglicht durch ihre Langwellenfunktionen und andere erweiterte Leistungen die Prüfung von Beschichtungsrohren mit speziellen Prüftechniken.

Nahtlose LeitungenDie PipeWIZARD-Software nutzt eine einzigartige, entwickelte und anerkannte Prüftechnik zur Prüfung von Schweißnähten in verschiedenen Wanddicken.

Dickwandrohre: Das PipeWIZARD-System verwendet verschiedene Sonden und Keile, um Schweißnahten in dicken Wandleitungen mit minimalen mechanischen Korrekturen zu erkennen.

PipeWIZARD Geräte

Scanner

Der PipeWIZARD-Scanner ist ein kompakter, robuster und vor Ort bewährter Scanner für stabile, wiederholbare Scans.

Der Scannerkopf ist nach IP66 ausgelegt und verfügt über einen Antriebsmotor, einen Encoder, zwei Phasenmatrix-Sonden und -Keile, zwei TOFD-Sonden und -Keile sowie einen Temperatursensor.

Ein schweres Nabelschnurkabel enthält alle notwendigen Kabel, einschließlich der Wasserleitung für die Kopplung.

Computer und Software

Der robuste Laptop ist mit der Datenerfassungs- und Analysesoftware Microsoft Windows und PipeWIZARD ausgestattet. Das Softwarepaket enthält TomoView und die erweiterte Rechnersoftware, die Microsoft Office-Software und alle notwendigen Softwarezubehör.

Hostbox

Das Gehäuse ist klein, aber robust und ist nach IP64 ausgelegt. Dieses schwere Gehäuse ist mit TomoScan FOCUS LT und PWZ-MCDU ausgestattet. Der vordere Deckel ist mit einem Wärmetauscher versehen und verfügt über einen eingebauten Stoßdämpfer zum Schutz der Geräte. Die externe Steckdose auf dem Kabelpanel ermöglicht den Anschluss einer Vielzahl von Zubehör.

Sammeleinheit

Die Erfassungseinheit TomoScan FOCUS LT 64:128 bietet bis zu 64 Fokusskanäle und 128 P/R und ermöglicht die Kombination von Phasenarrayssonden und herkömmlichen Sonden auf verschiedene Weise.

Motorsteuerung und Antriebseinheit

Der PWZ-MCDU treibt einen DC-Servomotor über eine Ethernet-Verbindung an.