Método de ensaio não destrutivo por correntes parasitas para solda de tubos de aço soldados em espiral

O transporte por tubos de aço, como um meio de transporte especial e eficiente, tem desempenhado um papel cada vez mais importante nos setores de transporte de petróleo e gás. Os oleodutos e gasodutos de grande diâmetro no mercado interno são atualmente construídos principalmente com tubos de aço soldados em espiral. Para garantir a operação confiável do oleoduto, a qualidade dos tubos de aço em espiral utilizados deve ser rigorosamente controlada. Portanto, a pesquisa e a adoção de um sistema eficaz de detecção automática de falhas por ultrassom online tornaram-se uma escolha inevitável para os fabricantes de tubos de aço. Comparado com outros países, o nível de equipamentos de teste no Brasil é relativamente baixo. A detecção de soldas em tubos de aço é realizada basicamente por equipamentos manuais ou semiautomáticos. Como a eficiência da detecção é extremamente baixa, geralmente só é possível realizar verificações pontuais, sendo impossível detectar completamente os possíveis defeitos em cada tubo de aço. Em licitações internacionais, os fabricantes de tubos de aço participantes geralmente são obrigados a apresentar medidas de detecção relativamente completas. Embora algumas empresas tenham investido enormes quantias na importação de equipamentos de detecção automática, devido às limitações da produção nacional e às condições de suporte para testes, o desempenho desses equipamentos muitas vezes não é o ideal, resultando em grande ociosidade dos mesmos e desperdício de recursos. Essa situação tem limitado consideravelmente a competitividade internacional dos fabricantes nacionais de tubos de aço.

O tubo espiral de aço é um tipo de tubo de aço usado principalmente para o transporte de fluidos devido ao seu processo de fabricação consolidado e baixo custo. Atualmente, a conformação contínua e a soldagem a arco submerso são amplamente utilizadas na fabricação de tubos espirais de aço. Existem dois métodos de conformação: com suporte interno e com suporte externo. Como esses dois métodos de conformação geralmente não são suficientes, há uma grande tensão residual após a fabricação do tubo de aço, o que reduz sua capacidade de suportar pressão. Após análise teórica, é apresentada uma fórmula para o cálculo da tensão residual em tubos de aço com conformação insuficiente. A tensão residual em tubos espirais de aço conformados pelo método com suporte interno foi medida para verificar a correção da fórmula de cálculo da tensão residual apresentada neste artigo, o que pode orientar a fabricação e a aplicação de tubos espirais de aço.

A inspeção não destrutiva de soldas em tubos de aço sempre foi um problema importante e de difícil solução, que exige atenção urgente de diversas empresas. É fundamental desenvolver equipamentos automatizados de detecção de soldas adequados às condições de produção do nosso país. Diferentes métodos ultrassônicos são utilizados para a detecção de falhas em tubos de aço, e a precisão da detecção varia consideravelmente. Devido às diferenças na forma geométrica da solda e à incerteza gerada por diversos defeitos compostos, a detecção automatizada de falhas por ultrassom em tubos de aço apresenta grande dificuldade, além da significativa influência de fatores humanos. Aprimorar a eficácia e a confiabilidade dos resultados da detecção de falhas tornou-se o foco da detecção automatizada de falhas por ultrassom em tubos de aço. Após investigação, pesquisa e anos de experiência na detecção de falhas em tubos de aço, foi desenvolvido um sistema de detecção de falhas por ultrassom totalmente digital, que integra um sistema preciso de rastreamento de sonda, tecnologia de microcomputador de chip único e funções de processamento de sinal computadorizado no estado espiral do tubo de aço. Comparado aos detectores de falhas tradicionais, o sistema digital online de detecção automática de falhas por ultrassom em tubos de aço espiral apresenta as seguintes vantagens:
(1) Velocidade de detecção rápida, detecção automática, cálculo, registro, compensação automática de profundidade e configuração automática de sensibilidade.
(2) Alta precisão de detecção, o sistema realiza aquisição de dados de alta velocidade, quantificação, cálculo e discriminação de sinais analógicos, e sua precisão de detecção pode ser maior do que os resultados de detecção de instrumentos tradicionais.
(3) Registro e arquivamento de detecção, detectores digitais ultrassônicos de falhas podem fornecer registros de detecção até imagens de defeitos.
(4) Alta confiabilidade e boa estabilidade, pode coletar e armazenar dados de forma abrangente e objetiva, e realizar processamento em tempo real ou pós-processamento nos dados coletados, realizar análise de domínio de tempo, domínio de frequência ou imagem no sinal, e também pode classificar a qualidade da peça de trabalho por meio de reconhecimento de padrões, reduzindo a influência de fatores humanos e melhorando a confiabilidade e estabilidade da recuperação.
(5) O sensor de rastreamento da câmera CCD é usado para rastreamento de solda, que tem as vantagens de alta sensibilidade de detecção, sem medo de água, sem medo de gás e simplicidade e confiabilidade.

Tubos de aço soldados em espiral são amplamente utilizados em projetos petroquímicos, redes de tubulação térmica e obras de abastecimento de água e drenagem urbana, especialmente no transporte de petróleo e gás natural a longas distâncias. Em campos petrolíferos e gasíferos, esses tubos são praticamente exclusivos, oferecendo alta segurança, durabilidade e custo-benefício. Como o diâmetro dos tubos de aço soldados em espiral geralmente não é limitado pela largura da chapa, eles podem ser fabricados com chapas de diversas especificações.