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洞见博客

Esteja pronto para a ocasião: inspeção de condutores de plataformas off-shore com o Phased Array

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Vista de uma plataforma de produção de petróleo off-shore a partir de um rebocador

Os métodos de teste não destrutivo (NDT, Nondestructive testing), como Teste Ultrassônico Phased Array (PAUT, Phased Array Ultrasonic Testing), são uma maneira avançada de determinar a integridade de componentes ou estruturas e descobrir falhas sem causar danos. Como o NDT não prejudica, sobrecarrega ou destrói materiais, economiza tempo e custos. Para as inspeções de integridade dos componentes em serviço, o PAUT pode ser uma ferramenta inestimável, pois consegue detectar defeitos de superfície e de volume de forma rápida e eficiente usando equipamentos compactos.

Em plataformas off-shore de produção de petróleo e gás, os condutores são os tubos conduítes que canalizam o fluxo de petróleo ou gás até a plataforma. Eles são especialmente difíceis de inspecionar por dois motivos:

  1. Localização: os condutores estão parcialmente submersos em água e passam pelo que é chamado de “zona de respingo”. Isso significa que esses tubos de aço são afetados por ondas e vento e estão sujeitos a uma combinação corrosiva de água salgada e oxigênio, portanto, as inspeções de integridade proativas são uma parte regular da manutenção do condutor. O equipamento de inspeção também deve ser robusto o suficiente para o ambiente hostil, além de conseguir detectar os defeitos causados por essas forças naturais.
  2. Geometria complexa: para proteger os condutores e melhorar sua resistência à ofensiva ambiental, eles são fixados ao revestimento da plataforma (a estrutura principal) por meio de suportes, e o revestimento em si tem nós e contravento. Esses recursos físicos podem obstruir scanners e rastreadores mecânicos que inspecionam o tubo pelo exterior.

Pigs: um tipo de scanner que consegue inspecionar tubos e canos por dentro. Às vezes, são usados para inspeção do condutor. O problema de usar pigs para testes ultrassônicos (UT, Ultrasonic Testing) é que eles tendem a se movimentar rapidamente, limitando a sensibilidade dos sensores e afetando a probabilidade de detecção (POD, Probability of Detection).

RotoTech: uma empresa de inspeção, reparo e manutenção (IRM, Inspection, Repair, and Maintenance). Oferece uma solução que trata do problema de sensibilidade do sensor, bem como problemas de obstrução física e ambientais da inspeção de condutores. Nossa tecnologia de inspeção Phased Array é uma grande parte dessa solução.

Como resolver os desafios da inspeção de condutores

O modelo Mark II do Roto Climber™ da RotoTech é um sistema robótico motorizado que pode incorporar pacotes de inspeção, como câmeras de vídeo de alta resolução para inspeção visual, um medidor ultrassônico para medir a espessura da parede dos tubos e um sistema de Teste Ultrassônico Phased Array (PAUT) para mapeamento de corrosão e detecção de fissuras. Esse sistema PAUT é composto da unidade de aquisição de dados FOCUS PX robusta e de alto desempenho da Olympus e do scanner HydroFORM™ com uma sonda Phased Array. O software WeldSight™ é usado para a análise de dados.

Unidade de aquisição de dados Phased Array Olympus FOCUS PX montada no Roto Climber da RotoTech para inspecionar condutores

Unidade FOCUS PX montada na estrutura do Roto Climber com a tampa coberta (esquerda) e descoberta (direita)

A unidade FOCUS PX é montada dentro do Roto Climber, próximo ao scanner HydroFORM, que é aplicado na superfície do tubo de metal do condutor. Para resistir às condições da zona de respingo, ambos os dispositivos precisaram ser marinizados para serem submersos. O scanner e a sonda do HydroFORM foram testados em até 80 m de submersão, mas podem ir além. A sonda montada no scanner, nosso modelo PAUT 7.5L64-64X7, também foi marinizada com os conectores submarinos.

Scanner Phased Array HydroFORM em uma amostra de calibração de tubo de aço para inspeção do condutor

Scanner HydroFORM (circulado), montado com uma sonda PAUT, com suas rodas em um tubo de amostra

Para contornar obstruções físicas, o Mark II vem equipado com mecanismos de fixação que podem soltar parcialmente o sistema de varredura da tubulação do condutor e ser engatado novamente depois que bloqueios ou limitações no caminho forem removidos.

Vantagens do PAUT para aplicações marítimas

Um detector de falhas PAUT pode ser usado para localizar e dimensionar descontinuidades, como corrosão, fissuras, cavidades, porosidade e descolamentos em vários materiais e juntas soldadas. A detecção de falhas PAUT pode ser aplicada a quase qualquer material de engenharia. A maioria dos testes envolve aço e outros metais estruturais, mas os dispositivos Phased Array também podem ser usados em plásticos, compostos e fibra de vidro normalmente usados em estruturas e componentes de embarcações marítimas comerciais.

A inspeção de soldas estruturais em metais é uma aplicação comum do NDT por ultrassom na indústria naval. Os tipos de falhas em soldas incluem fissuras, falta de fusão, penetração incompleta, porosidade e inclusões de escória. Todas essas falhas são potencialmente detectáveis pelo PAUT.

Uma caixa de ferramentas completa para monitoramento de corrosão

Como os condutores estão em contato constante com a água do mar e são continuamente atingidos pelas ondas e pelo vento, fissuras e corrosão são os defeitos visados na inspeção de integridade. A unidade FOCUS PX e o scanner HydroFORM se combinam para permitir o mapeamento de corrosão de alto desempenho a taxas exponencialmente mais rápidas do que com os métodos convencionais.*

Com as ferramentas avançadas para detecção de corrosão do software WeldSight, os dados podem ser analisados com eficiência por um operador off-shore ou compartilhados com inspetores on-shore usando colaboração remota.

Janela do gerenciador de corrosão do software de análise avançada WeldSight da Olympus

O monitoramento da corrosão é facilitado pelo dimensionamento automático do cluster e pelas ferramentas de análise de perda de espessura

O gerenciador de corrosão do software WeldSight oferece recursos práticos que facilitam o monitoramento da corrosão, incluindo:

  • Espessura de C-scan
  • Estatísticas de C-scan
  • Dimensionamento de análise de cluster
  • Exportar para um relatório

Espessura mínima e indicações de cluster são detectadas automaticamente pelo software. O cursor é posicionado na espessura mínima detectada para você, e as estatísticas de dimensionamento dos clusters são calculadas e exibidas, incluindo a porcentagem de perda do material.

Esses recursos de análise avançada do software WeldSight, corroborados pelo desempenho de detecção do hardware FOCUS PX e HydroFORM, demonstram por que o pacote da Olympus foi escolhido como a solução de inspeção de condutores da RotoTech.

*Fonte: Society for Underwater Technology (SUT). Underwater Technology Two, Edição 4, Risers Dredgers, 2021. https://ut-2.com/issue-4-2021/

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经理, 奥林巴斯亚太技术中心

Dr. Christopher Lane is the Manager of the Olympus APAC Technology Centre. He graduated from the University of Bristol, UK with a First-Class degree in Mechanical Engineering in 2007 and was awarded an Engineering Doctorate (EngD) from the same University in 2011. His EngD concerned the development of 2D ultrasonic arrays and the total focusing method (TFM) for aerospace inspection applications.

Christopher has worked in the nondestructive testing (NDT) and inspection industry for the last 12 years, first as a Level III at Rolls-Royce plc and later developing advanced inspection systems at a research centre in Singapore. Christopher joined Olympus in 2018 as the Sales Manager for NDT Systems and Integration for the Asia Pacific region.

Christopher was awarded the British Institute of NDT Young Person's Achievement Award and the Rolls-Royce Award for Technical Innovation. He is a Chartered Engineer with the Institute of Mechanical Engineering and a Certified Project Management Professional from the Project Management Institute.

Christopher is an Honorary Technical Editor of the BINDT journal Insight.

十一月 18, 2021
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