Der Transport von Stahlrohren hat sich als effizientes Spezialtransportmittel in der Öl- und Gasindustrie zunehmend etabliert. Inländische Transportleitungen mit großem Durchmesser werden derzeit hauptsächlich aus spiralgeschweißten Stahlrohren errichtet. Um den zuverlässigen Betrieb der Transportleitungen zu gewährleisten, muss die Qualität der verwendeten Spiralstahlrohre strengstens sichergestellt werden. Daher ist die Entwicklung und Anwendung eines effektiven, online-basierten, automatischen Ultraschall-Fehlererkennungssystems für Stahlrohrhersteller unerlässlich geworden. Im Vergleich zum Ausland ist der Stand der Prüftechnik in China relativ niedrig. Die Prüfung von Stahlrohrschweißnähten erfolgt im Wesentlichen manuell oder halbautomatisch. Aufgrund der extrem geringen Prüfeffizienz sind meist nur Stichproben möglich, und es ist unmöglich, alle potenziellen Fehler in jedem Stahlrohr vollständig zu erfassen. Bei internationalen Ausschreibungen wird von Stahlrohrherstellern in der Regel ein umfassendes Prüfverfahren gefordert. Obwohl einige Unternehmen hohe Summen in die Einfuhr automatischer Prüfgeräte investiert haben, ist deren Einsatz aufgrund der begrenzten Produktions- und Prüfbedingungen im Inland oft nicht optimal, was zu einem hohen Kostenaufwand und vielen ungenutzten Importgeräten führt. Die aktuelle Situation hat die internationale Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Stahlrohrhersteller stark eingeschränkt.
Spiralstahlrohre werden aufgrund ihres ausgereiften Herstellungsverfahrens und der geringen Kosten hauptsächlich für den Transport von Flüssigkeiten eingesetzt. Derzeit werden Spiralstahlrohre vorwiegend durch kontinuierliches Umformen und Unterpulverschweißen hergestellt. Es gibt zwei Umformverfahren: das Verfahren mit Innen- und das mit Außenstütze. Da diese beiden Verfahren in der Regel eine unvollständige Umformung bewirken, weisen die Stahlrohre nach der Fertigung hohe Eigenspannungen auf, welche die Drucktragfähigkeit des Rohres reduzieren. Nach theoretischer Analyse wird die Formel zur Berechnung der Eigenspannungen bei unvollständiger Umformung hergeleitet. Die Eigenspannungen von spiralförmig umgeformten Rohren mit Innenstütze wurden gemessen, um die Korrektheit der hier vorgestellten Formel zu bestätigen. Die Ergebnisse dienen als Leitfaden für die Herstellung und Anwendung von Spiralstahlrohren.
Die zerstörungsfreie Prüfung von Stahlrohrschweißnähten stellt seit jeher ein wichtiges und dringendes Problem für verschiedene Unternehmen dar. Die Entwicklung automatisierter Schweißnahtprüfgeräte, die den Produktionsbedingungen in China entsprechen, ist daher von entscheidender Bedeutung. Verschiedene Ultraschallverfahren werden zur Fehlererkennung an Stahlrohren eingesetzt, deren Genauigkeit jedoch stark variiert. Aufgrund der unterschiedlichen Geometrie der Schweißnaht und der Unsicherheit durch verschiedene zusammengesetzte Fehler ist die automatisierte Ultraschallprüfung von Stahlrohren relativ schwierig und zudem stark von menschlichen Faktoren beeinflusst. Die Verbesserung der Effektivität und Zuverlässigkeit der Fehlererkennungsergebnisse steht daher im Mittelpunkt der automatisierten Ultraschallprüfung von Stahlrohren. Nach jahrelanger Forschung und Erfahrung in der Stahlrohrprüfung wurde ein volldigitales Ultraschall-Fehlererkennungssystem entwickelt, das ein präzises Sondenverfolgungssystem, Mikrocomputertechnologie und computergestützte Signalverarbeitungsfunktionen für die Prüfung spiralförmiger Stahlrohre integriert. Im Vergleich zu herkömmlichen Fehlerprüfgeräten bietet das digitale Online-Ultraschall-System zur automatischen Fehlererkennung spiralförmiger Stahlrohre folgende Vorteile:
(1) Schnelle Erkennungsgeschwindigkeit, automatische Erkennung, Berechnung, Aufzeichnung, automatische Tiefenkompensation und automatische Empfindlichkeitseinstellung.
(2) Hohe Detektionsgenauigkeit: Das System führt eine Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung, Quantifizierung, Berechnung und Unterscheidung analoger Signale durch, und seine Detektionsgenauigkeit kann höher sein als die Detektionsergebnisse herkömmlicher Instrumente.
(3) Aufzeichnung und Archivierung der Fehlererkennung: Digitale Ultraschall-Fehlerprüfgeräte können Erkennungsaufzeichnungen bis hin zu Fehlerbildern liefern.
(4) Hohe Zuverlässigkeit und gute Stabilität, Fähigkeit zur umfassenden und objektiven Erfassung und Speicherung von Daten sowie zur Echtzeitverarbeitung oder Nachbearbeitung der erfassten Daten, Durchführung von Zeitbereichs-, Frequenzbereichs- oder Bildanalysen des Signals und Fähigkeit zur Bewertung der Werkstückqualität durch Mustererkennung, wodurch der Einfluss menschlicher Faktoren reduziert und die Zuverlässigkeit und Stabilität der Datenabfrage verbessert wird.
(5) Zur Schweißnahtverfolgung wird der CCD-Kamera-Tracking-Sensor verwendet, der die Vorteile einer hohen Detektionsempfindlichkeit, Unempfindlichkeit gegenüber Wasser und Gasen sowie Einfachheit und Zuverlässigkeit bietet.
Spiralgeschweißte Stahlrohre finden breite Anwendung in der Petrochemie, in thermischen Rohrleitungsnetzen sowie in der städtischen Wasserversorgung und Abwasserentsorgung, insbesondere beim Ferntransport von Öl und Erdgas. Sie werden fast ausschließlich in Öl- und Gasfeldleitungen eingesetzt und zeichnen sich durch hohe Sicherheit, Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit aus. Da der Durchmesser spiralgeschweißter Stahlrohre in der Regel nicht durch die Blechbreite begrenzt ist, können sie aus Blechen unterschiedlicher Abmessungen gefertigt werden.
Veröffentlichungsdatum: 11. April 2025