정사각형 및 직사각형 강철 튜브의 표면 결함을 감지하는 5가지 방법

정사각형 중공 단면(SHS) 및 직사각형 중공 단면(오른쪽) 완성된 튜브 -에 도달하기 전에 성형, 용접 및 열처리를 거치며 이러한 단계 중 어느 단계에서든 결함이 발생할 수 있습니다. 즉, 겹쳐진-접힘, 이음새-용접 결함, 냉간 가공으로 인한 표면 균열 또는 코일에서 이월된 표면 아래 함유물 등이 있습니다. 감지하지 못한 채 방치하면 이러한 결함은 하중을 받아 전파될 수 있고, 용접 접합부에서 조기 파손을 일으키거나, 튜브가 완성된 구조로 제작된 후 오랫동안 구조 검사 중에 거부가 발생할 수 있습니다.

모든 결함 유형, 모든 튜브 형상 및 모든 생산 속도 요구 사항을 한 번에 처리할 수 있는 단일 감지 방법은 없습니다.올바른 방법 - 또는 방법의 올바른 조합 - 선택은 결함이 있을 가능성이 있는 위치, 튜브의 자화 방식(또는 비자기), 검사 실행 속도, 튜브의 표면 상태에 따라 달라집니다.이 기사에서는 정사각형 및 직사각형 강철 튜브에 가장 일반적으로 사용되는 5가지 감지 방법, 각 방법이 실제로 측정하는 내용, 검사 요구 사항에 맞는 방법을 결정하는 방법을 안내합니다.

와전류 테스트(ECT)튜브 표면 근처에 고정된 코일을 통해 교류 전류를 통과시켜 작동합니다. 해당 코일은 전자기 유도를 통해 금속 내부에 순환하는 "와상" 전류를 유도합니다. 유도 전류가 결함-이 없는 영역을 통해 흐를 때 예측 가능하고 균일한 루프를 형성합니다. 표면 또는 근처-표면 결함 - 균열, 랩, 얇은 벽 섹션 -에 직면하면 와전류 루프가 왜곡되고 해당 왜곡은 코일의 전기 신호에서 측정 가능한 변화로 나타납니다.

와전류 테스트는 단일 고정 기술이 아닙니다. - 다양한 검사 요구 사항에 적합한 여러 구현 유형을 포괄합니다.

• 기존(표준) 와전류 테스트- 일반 표면 및 표면 근처 결함 감지를 위해 단일-주파수 코일을 사용하는 기본 방법-
• 원격 현장 와전류 테스트(RFEC)-는 튜브를 따라 분리된 송신기와 수신기 코일을 사용하여 한 번의 통과로 내벽과 외벽을 모두 감지할 수 있으며, 접근이 튜브의 한쪽으로 제한된 경우에 유용합니다.
• 다중-주파수 와전류 테스트-는 여러 주파수를 동시에 실행하여 검사관이 다양한 결함 깊이에서 신호를 분리하거나 표면 상태의 간섭을 억제할 수 있도록 합니다.
• 펄스 와전류 테스트-는 연속파가 아닌 광대역 펄스를 사용하므로 단일 측정에서 더 많은 깊이 정보를 추출할 수 있습니다.
• 와전류 테스트의 장점은 생산 라인의 첫 번째{0}}방법으로 널리 사용된다는 것입니다.감지 정확도와 감도가 모두 높고, 검사 속도가 튜브 생산 중에 인라인으로 실행할 수 있을 만큼-빠르고, 표면 및 표면 아래(표면 근처) 결함을 모두 찾아낼 수 있습니다.- 또한 표면 오염을 상당히 잘 견뎌냅니다. -튜브의 유막이나 가벼운 표면 잔류물은 일반적으로 신호를 방해하지 않습니다.이는 튜브가 성형 및 용접 라인에서 바로 나오는 생산 현장에서 중요합니다.

절충안은-특성. 와전류 테스트는 재료의 전자기 반응 변화에 민감합니다. 즉, 기하학적 특징, 사소한 표면 거칠기 또는 재료 특성 변화가 마치 결함인 것처럼 표시할 수 있습니다. -허위{0}}탐지율 높이기보다 직접적인 물리적 징후를 생성하는 방법과 비교됩니다. 그것은 또한 제공합니다감지 분해능 조정의 유연성이 제한됨따라서 하나의 결함 크기와 깊이 범위에 맞게 조정된 와전류 설정은 프로브나 주파수를 재구성하지 않고는 다른 결함 프로필에 대한 최적의 설정이 아닐 수 있습니다.

초음파 검사(UT)음파가 단단한 금속을 통과하여 이동하는 방식을 사용합니다. 변환기는 고주파-주파수 초음파 펄스를 튜브 벽으로 보냅니다. 물질이 연속적인 한 파동은 예측 가능하게 진행됩니다. 내부 결함에 도달하면 - 빈 공간, 포함, 용접 이음새의 -융합 부족- - 해당 에너지 중 일부가 변환기 쪽으로 다시 반사됩니다. 검사 장비는 반사된 신호의 시간 지연과 진폭을 측정하여 다음을 계산할 수 있습니다.벽 두께 내 결함의 위치와 대략적인 크기, 그 존재뿐만이 아닙니다.

초음파 테스트의 핵심 장점은 정밀도입니다.여기에 있는 다섯 가지 방법 중에서 일반적으로 튜브 벽 내에서 결함이 있는 위치와 결함의 크기를 정확히 찾아내는 데 가장 정확합니다. 이는 튜브 제품과 단조 부품 모두에서 용접-심 무결성을 확인하는 표준 방법이 되며, 결함의 깊이-를 아는 것뿐만 아니라 결함의 존재-가 부품의 허용 여부를 결정합니다.

이 방법은 정사각형 및 직사각형 튜브에 대한 실제적인 제약을 가지고 있습니다.복잡하거나 불규칙한 형상에는 적합하지 않습니다.- SHS/RHS의 평면은 비교적 잘 작동하지만 모서리와 전환 영역은 사운드 경로를 왜곡하고 해석을 복잡하게 만들 수 있습니다.튜브 표면은 일정 수준의 매끄러움이 필요합니다.커플링이 올바르게 작동하려면 초음파 테스트에커플링제 - 일반적으로 프로브와 튜브 표면 사이에 도포되는 젤 또는 오일- 기반 매체 -에어 갭을 제거하고 신호 전송을 안정적으로 유지합니다. 거칠거나, 스케일이 있거나, 심하게 코팅된 표면을 준비해야 초음파 테스트를 통해 신뢰할 수 있는 판독값을 얻을 수 있습니다.

자분탐상검사(MPT)특히 강자성 튜브 - 탄소 및 저-합금 구조용 강철에 적용되지만 비자성 재료에는 적합하지 않습니다.- 튜브는 요크, 코일 또는 재료를 통과하는 직류를 통해 자화되며, 이는 강철을 통해 흐르는 자기장을 형성합니다.표면 또는 표면 근처의 결함이 -해당 장을 방해하는 경우 - 균열, 솔기, 융합 부족 - 자기장 선이 국부적으로 왜곡되어 표면 밖으로 "누출"됩니다., 정확히 결함 위치에 국부적인 누출 필드를 생성합니다.

그런 다음 미세한 자성 입자(건조 분말 또는 습식 현탁액)를 자화된 표면에 적용합니다.누설 장은 결함 부위의 입자를 끌어당겨 잡아 결함의 모양을 추적하는 가시적인 선이나 클러스터를 형성합니다.- 균열은 균열 경로를 따라 입자 선으로 나타납니다. 둥근 포함은 입자 클러스터로 나타납니다.

자분탐상시험의 매력은 직접성과 비용입니다.장비 투자가 상대적으로 낮고, 적용되는 경우 물리적 표시의 신뢰성이 높으며, 결함은 전자 신호에서 추론되지 않고 직접 눈으로 볼 수 있습니다. - 검사관은 결함의 실제 모양과 범위를 확인할 수 있습니다. 단점은 주로 노동력과 정확성에 관한 것입니다.자화 전류, 입자를 적용하고 패턴을 해석하는 것은 수동 프로세스입니다., 이는 자동화된-라인 방식에 비해 인건비를 증가시킵니다. 그것은 또한초음파 또는 와전류 테스트와 동일한 정밀도로 결함 유형이나 심각도 등급을 구별할 수 없습니다.- 결함이 존재하고 대략적인 위치를 알려 주지만 반드시 깊이나 정확한 분류는 아니지만 - 전체 처리량이 다음과 같은 경향이 있습니다.더 느리게자동화된 대안보다

튜브 표면에 대한 적외선 테스트는 일반적으로 유도 열화상 측정으로 구현됩니다., 원리는 다른 네 가지 방법과 다릅니다. 자기 또는 음향 신호가 아닌 국부적인 가열을 통해 결함을 감지합니다. 고주파 유도 코일이 튜브 표면 근처를 통과하여 튜브 표면층에 직접 유도 전류를 생성합니다. 재료가 건전한 경우 유도 전류가 고르게 흐르고 열로 균일하게 소산됩니다.결함이 있는 경우 국부적인 전기 저항이 변하고, 결함 영역은 유도 전류 -를 전달하므로 더 많은 전기 에너지를 소비하여 국지적 온도가 상당히 높아집니다.

적외선 카메라나 센서는 표면 전체에서 이 온도 패턴을 읽습니다.열 방출 속도와 패턴은 결함이 얼마나 깊게 자리잡고 있는지와 관련이 있으므로 결과적인 열 특성을 사용하여 결함 깊이를 추정할 수 있습니다., 순수한 표면-표시 방법(예: 자분 테스트)이 직접 제공하는 기능인 존재 -뿐만 아니라.

실질적인 제한은 기하학적입니다.이 방법은 일반적으로 평평하고 직선인 표면에서만 효과적입니다., 유도 코일은 스캔 전반에 걸쳐 튜브 표면과 일관되고 균일한 거리 및 결합을 유지할 수 있습니다.고르지 않거나 불규칙한 금속 표면에는 적합하지 않습니다.- 모서리 반경, 거친 용접 캡 또는 고르지 않은 스케일 층은 유도 전류 분포를 방해하고 열 판독의 신뢰성을 약화시킵니다. 정사각형 및 직사각형 튜브에서 이는 일반적으로 적외선/유도 열화상 측정을 전체 단면이 아닌 평평한 면으로 제한합니다.

자속 누출 테스트(MFL)는 자분 입자 테스트와 기본 물리학을 거의 완전히 공유합니다.- 둘 다 강자성 튜브를 자화하고 결함이 자기장을 왜곡하여 결함에 국부적인 누설 필드를 생성한다는 사실에 의존합니다. 차이점은 누출 자기장을 읽는 방법에 있습니다. 자성 입자를 적용하고 시각적 패턴에 의존하는 대신,MFL은 전자 센서 - 일반적으로 홀- 효과 또는 코일{2}} 기반 센서 -를 사용하여 누출 필드를 직접 감지하고 측정합니다., 눈에 보이는 입자 흔적이 아닌 전자 신호로 변환합니다.

수동 시각적 판독에서 직접적인 전자 측정으로의 전환은 MFL에 실용적인 이점을 제공합니다.적용 범위, 감도 및 신뢰성은 일반적으로 자분 입자 테스트보다 강력합니다.누출장은 육안 검사가 아닌 전자적으로 측정되기 때문에 MFL은 자동화되어 생산 라인 속도로 실행될 수 있습니다.{0}} MFL의 감도는 다양한 조명이나 표면 조건에서 입자 패턴을 올바르게 해석하는 검사관의 능력에 덜 의존합니다. 자분탐상시험과 마찬가지로 다음으로 제한됩니다.강자성관- 비자성- 재료는 두 가지 방법으로 검사할 수 없습니다.

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