Metody nedestruktivního zkoušení (NDT), například ultrazvukové zkoušky technikou phased array (PAUT), jsou mocným nástrojem pro zjišťování celistvosti komponent nebo konstrukcí a jsou schopny objevit vady, aniž by přitom došlo k poškození materiálu. Vzhledem k tomu, že u metod NDT nedochází k poškození, namáhání ani zničení testovaných materiálů, šetří čas i náklady. Technika PAUT může být neocenitelným nástrojem pro kontrolu celistvosti součástí v provozu, protože je schopna pomocí kompaktního vybavení rychle a účinně zjistit povrchové i objemové vady.
Součástí plošin pro těžbu ropy a zemního plynu z mořského dna jsou stoupací potrubí, kterými je tok ropy nebo zemního plynu veden nahoru k plošině. Provádění kontroly je zejména u těchto potrubí velmi obtížné, a to ze dvou důvodů:
- Umístění — Stoupací potrubí jsou částečně ponořena ve vodě a procházejí tzv. „zónou postřiku“. To znamená, že tyto ocelové trubky jsou vystaveny nárazům vln, působení větru a korozivní kombinaci slané vody a kyslíku. I proto jsou proaktivní kontroly celistvosti standardní součástí údržby stoupacích potrubí. Vybavení pro provádění kontroly v takto drsném prostředí musí být dostatečně robustní a musí být schopno detekovat defekty způsobené působením zmíněných přírodních sil.
- Složitá geometrie — Z důvodu zabezpečení a zlepšení odolnosti stoupacích potrubí vůči náporu daného prostředím jsou stoupací potrubí upevněna k hlavnímu rámu pomocí držáků; samotný rám je přitom opatřen styčníky a vyztužením. Tyto fyzické vlastnosti mohou být překážkou pro mechanické skenery a pohyblivá stoupací zařízení, která kontrolují trubku zvenku.
Ke kontrole stoupacích potrubí se někdy používají ježci — typ skenerů, které kontrolují trubky a potrubí zevnitř. Při použití ježků během zkoušení ultrazvukem (UT) však dochází k problému s tím, že ježci mají tendenci pohybovat se rychle, což omezuje citlivost snímačů a má dopad na pravděpodobnost detekce (POD).
RotoTech — společnost provádějící kontroly, opravy a údržbu (IRM) — nabízí řešení, které odstraňuje jak problém citlivosti snímačů, tak problém s fyzickými překážkami a jinými problémy prostředí při kontrole stoupacích potrubí. Velkou část tohoto řešení tvoří naše technologie phased array.
Řešení složitých úkolů při kontrole stoupacích potrubí
Model Mark II zařízení Roto Climber™ společnosti RotoTech je motorizovaný robotický systém, jehož součástí mohou být různé balíčky pro provádění kontroly, např. videokamery s vysokým rozlišením pro vizuální kontrolu, ultrazvuková měřicí zařízení pro měření tloušťky stěny trubky a ultrazvukový zkušební systém phased array (PAUT) pro mapování koroze a detekci trhlin. Tento PAUT systém sestává z robustní, vysoce výkonné jednotky Olympusu pro získávání dat FOCUS PX a skeneru HydroFORM™ se sondou Phased Array. Pro analýzu dat se používá software WeldSight™.
Jednotka FOCUS PX namontovaná na rámu zařízení Roto Climber s nasazeným krytem (vlevo) a se sejmutým krytem (vpravo)
Jednotka FOCUS PX je uvnitř zařízení Roto Climber namontována v blízkosti skeneru HydroFORM, který je použit na povrch kovové trubky stoupacího potrubí. Obě zařízení musí být v provedení pro použití v mořském prostředí, aby odolávala zóně postřiku a bylo možné je ponořit. Skener a sonda HydroFORM jsou zkoušeny na hloubku až 80 metrů pod hladinou, mohou se však spustit i do větší hloubky. Také sonda namontovaná ve skeneru, náš model 7.5L64-64X7 PAUT, byla použitím podmořských konektorů uzpůsobena pro mořské podmínky.
Skener HydroFORM (v kroužku), s namontovanou PAUT sondou, s kolečky na vzorku trubky
Aby se obešly všechny fyzické překážky, je zařízení Mark II vybaveno upínacím mechanismem, který může skenovací systém částečně uvolnit od trubky stoupacího potrubí a po obejití překážky nebo výztuhy ho znovu zapojit.
Výhody PAUT pro použití na moři
Ultrazvukový defektoskop lze použít k lokalizaci a určení velikosti necelistvostí, jako např. koroze, trhlin, dutin, pórovitosti a rozlepení v různých materiálech a svařovaných spojích. Defektoskopii PAUT lze použít téměř pro každý technický materiál. Většina zkoušek se týká oceli a dalších konstrukčních materiálů. Přístroje používající technologii phased array lze však použít také u plastů, kompozitních materiálů a laminátů, tedy materiálů běžně používaných v součástech a konstrukcích komerčních námořních plavidel.
Běžnou aplikací ultrazvukového NDT v námořním průmyslu je kontrola svarů kovových konstrukcí. Mezi typy vad ve svarech patří trhliny, studené spoje, neprůvary, pórovitost a struskové vměstky. Všechny tyto vady jsou při použití techniky PAUT potenciálně odhalitelné.
Kompletní souprava nástrojů pro monitorování koroze
Protože všechna stoupací potrubí jsou ve stálém styku s mořskou vodou, stále na ně naráží vlny a opírá se do nich vítr, je kontrola celistvosti zacílena právě na trhliny a korozi. Jednotka FOCUS PX a skener HydroFORM jsou kombinovány tak, aby umožnily vysoce funkční mapování koroze mnohonásobně rychleji než tradiční metody.*
Pomocí pokročilých nástrojů pro korozi softwaru WeldSight lze data účinně analyzovat, a navíc analýzu může provádět jak operátor na moři, tak revizní technik na pevnině pomocí vzdálené spolupráce.
Monitorování koroze je usnadněno nástroji pro automatické určení velikosti shluků a analýzu úbytku tloušťky
Manažer koroze softwaru WeldSight poskytuje praktické funkce, které usnadňují monitorování koroze, včetně:
- C-sken tloušťky
- Statistické údaje C-skenu
- Analýza velikosti shluků
- Export do zprávy
Software automaticky detekuje nejmenší tloušťku a shluk indikací. Kurzor se nachází v místě detekce nejmenší tloušťky a jsou vypočteny a zobrazeny statistické údaje velikosti shluků, včetně procenta úbytku materiálu.
Tyto pokročilé analytické dovednosti softwaru WeldSight, podložené funkčností detekce hardwaru FOCUS PX a HydroFORM, ukazují, proč byl pro řešení kontroly stoupacích potrubí společnosti RotoTech vybrán balíček Olympus.
*Zdroj: Society for Underwater Technology (SUT). Underwater Technology Two, Issue 4, Risers Dredgers, 2021. https://ut-2.com/issue-4-2021/
