Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP), wie z. B. die Phased-Array-Ultraschallprüfung (PAUT), sind eine leistungsstarke Methode, um die Integrität von Komponenten oder Strukturen zu bestimmen und Fehler zu erkennen, ohne Schäden zu verursachen. Da die ZfP keine Materialien beschädigt, beansprucht oder zerstört, werden Zeit und Kosten eingespart. Für die Integritätsprüfung von in Betrieb befindlichen Komponenten kann die PAUT ein unschätzbares Werkzeug sein, da sie Oberflächen- und Volumenfehler mit kompakten Geräten schnell und effizient erkennen kann.
Auf Offshore-Erdöl- und Erdgasförderplattformen wird Erdöl- oder Erdgas durch Steigleitungen zur Plattform geleitet. Sie sind aus zwei Gründen besonders schwierig zu inspizieren:
- Ort: Steigleitungen befinden sich teilweise im Wasser und durchqueren den sogenannten Spritzwasserbereich. Das bedeutet, dass diese Stahlrohre Wellen und Wind ausgesetzt sind und einer korrosiven Kombination aus Salzwasser und Sauerstoff, sodass proaktive Integritätsprüfungen ein regelmäßiger Bestandteil der Steigleitungswartung sind. Die Prüfausrüstung muss auch robust genug für die raue Umgebung sein und die durch diese Naturgewalten verursachten Fehler erkennen können.
- Komplexe Geometrie: Um Steigleitungen zu sichern und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen zu verbessern, werden sie mit Hilfe von Klammerhalterungen an der Ummantelung der Plattform (dem Hauptrahmen) befestigt, und die Ummantelung selbst verfügt über Knoten und Verstrebungen. Diese physikalischen Merkmale können mechanische Scanner und Crawler behindern, die das Rohr von außen prüfen.
Ein Molch ist eine Art Scanner, der Rohre und Leitungen von innen prüft und sie werden manchmal für die Steigleitungsprüfung verwendet. Das Problem bei der Verwendung von Molchen für Ultraschallprüfungen (UT) besteht darin, dass sie dazu neigen, sich schnell zu bewegen, was die Empfindlichkeit der Sensoren einschränkt und die Erkennungswahrscheinlichkeit beeinträchtigt.
RotoTech ist ein Prüf-, Reparatur- und Wartungsunternehmen. Sie bieten eine Lösung, die das Problem der Sensorempfindlichkeit sowie die physischen Hindernisse und Umgebungsprobleme bei der Steigleitungsprüfung löst. Unsere Phased-Array-Prüftechnologie ist ein großer Teil dieser Lösung.
Herausforderungen der Steigleitungsprüfung meistern
Das Mark II Modell des Roto Climber von RotoTech ist ein motorisiertes Robotersystem, das Prüfkombinationen, wie hochauflösende Videokameras für die Sichtprüfung, ein Ultraschalldickenmesser zur Messung der Rohrwanddicke und ein Phased-Array-Ultraschallprüfsystem (PAUT), für die Korrosionskartierung und Risserkennung integrieren kann. Dieses PAUT-System besteht aus dem robusten hochleistungsfähigen FOCUS PX Datenerfassungsgerät von Olympus und dem HydroFORM Scanner mit Phased-Array-Sensor. Die WeldSight Software dient der Datenanalyse.
FOCUS PX Einheit montiert am Roto Climber Rahmen mit befestigter Abdeckung (links) und abgenommener Abdeckung (rechts)
Die FOCUS PX Einheit wird im Roto Climber nah dem HydroFORM Scanner montiert, der auf die Oberfläche des Metallsteigleitung angebracht wird. Um den Bedingungen des Spritzwasserbereichs standzuhalten, mussten beide Geräte navalisiert werden, damit sie untergetaucht werden konnten. Der HydroFORM Scanner und der Sensor wurden bis zu 80 Meter unter Wasser getestet, könnten aber noch tiefer eingesetzt werden. Der Sensor im Scanner, unser 7.5L64-64X7 PAUT-Modell, wurde ebenfalls mit Unterwasseranschlüssen versehen.
HydroFORM Scanner (markiert), mit einem montierten PAUT-Sensor, mit seinen Rädern auf einer Justierprobe
Um physische Hindernisse zu umgehen, ist der Mark II mit Klemmmechanismen versehen, die das Prüfsystem teilweise von der Steigleitung lösen und wieder einrasten lassen, sobald es eine Blockade oder ein Hindernis umgangen hat.
Vorteile von PAUT für Marineanwendungen
Ein PAUT-Prüfgerät kann zur Lokalisierung und Größenbestimmung von Defekten wie Korrosion, Rissen, Hohlräumen, Porosität und Haftverlust in verschiedenen Werkstoffen und Schweißverbindungen eingesetzt werden. Die PAUT-Prüfung auf Fehler ist bei fast jedem technischen Material möglich. Die meisten Prüfungen umfassen Stahl und andere Strukturmetalle, aber Phased-Array-Geräte können auch für Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Glasfasern verwendet werden, die üblicherweise in Komponenten und Strukturen von kommerziellen Schiffen verwendet werden.
Die Prüfung von tragenden Schweißnähten in Metallkomponenten ist eine häufige Anwendung der zerstörungsfreien Ultraschallprüfung in der Schifffahrtsindustrie. Häufige Mängel bei Schweißnähten sind Risse, ungenügende Durchschweißung, unvollständige Durchdringung, Porosität und Schlackeneinschlüsse. Alle diese Mängel können mittels PAUT festgestellt werden.
Eine komplette Toolbox zur Korrosionsüberwachung
Da Steigleitungen sich in ständigem Kontakt mit Meerwasser befinden und ständig Wellen und Wind ausgesetzt sind, sind Risse und Korrosion die Fehler, die bei der Integritätsprüfung erkannt werden. Die FOCUS PX Einheit und der HydroFORM Scanner ermöglichen zusammen eine hochleistungsfähige Korrosionskartierung mit exponentiell schnelleren Prüfgeschwindigkeiten als herkömmliche Methoden.*
Mit den fortschrittlichen Korrosionswerkzeugen der WeldSight Software können die Daten effizient analysiert werden, entweder von einem Offshore-Betreiber oder mit Onshore-Prüfern aus der Ferne.
Die Korrosionsüberwachung wird durch die Tools zur automatischen Cluster-Größenbestimmung und Wanddickenabnahme-Analyse erleichtert
Der Korrosionsmanager der WeldSight Software bietet praktische Funktionen, die die Korrosionsüberwachung erleichtern, wie:
- C-Bild der Dicke
- C-Bild-Statistiken
- Größenbestimmung zur Clusteranalyse
- Export in einen Bericht
Die Software erkennt automatisch die kleinste Dicke und die Angaben zu den Clustern. . Der Cursor wird an der erkannten kleinsten Dicke positioniert, und die Cluster-Größenstatistik wird berechnet und angezeigt, einschließlich des prozentualen Materialabtrags.
Diese fortschrittlichen Analysefunktionen der WeldSight Software, unterstützt durch die Erkennungsleistung der FOCUS PX und HydroFORM Geräte, zeigen, warum die Lösung von Olympus für die Steigleitungsprüfung von RotoTech ausgewählt wurde.
*Rferenz: Society for Underwater Technology (SUT). Underwater Technology Two, Issue 4, Risers Dredgers, 2021. https://ut-2.com/issue-4-2021/
