วิธีทดสอบแบบไม่ทำลายด้วยกระแสไหลวนสำหรับรอยเชื่อมท่อแบบเกลียว

การขนส่งทางท่อ ซึ่งเป็นวิธีการขนส่งพิเศษที่มีประสิทธิภาพสูง มีบทบาทสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในด้านการขนส่งน้ำมันและก๊าซ ปัจจุบันท่อส่งขนาดใหญ่ในประเทศส่วนใหญ่สร้างด้วยท่อเหล็กเชื่อมแบบเกลียว เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของท่อส่ง คุณภาพของท่อเหล็กเชื่อมแบบเกลียวที่ใช้จะต้องได้รับการรับประกันอย่างเข้มงวด ดังนั้น การวิจัยและการนำระบบตรวจจับข้อบกพร่องอัตโนมัติด้วยคลื่นอัลตราโซนิคแบบออนไลน์ที่มีประสิทธิภาพมาใช้ จึงกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้ผลิตท่อเหล็ก เมื่อเทียบกับต่างประเทศ ระดับอุปกรณ์ทดสอบของประเทศเราค่อนข้างล้าหลัง การตรวจสอบรอยเชื่อมของท่อเหล็กดำเนินการโดยอุปกรณ์แบบแมนนวลหรือกึ่งอัตโนมัติ เนื่องจากประสิทธิภาพการตรวจจับต่ำมาก จึงมักทำได้เพียงตรวจสอบแบบสุ่ม และไม่สามารถตรวจจับข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นในท่อเหล็กแต่ละท่อได้อย่างครบถ้วน ในกิจกรรมการประมูลระดับนานาชาติ ผู้ผลิตท่อเหล็กที่เข้าร่วมการประมูลมักจะต้องมีมาตรการตรวจสอบที่ค่อนข้างครบถ้วน แม้ว่าบางบริษัทจะทุ่มเงินจำนวนมหาศาลเพื่อนำเข้าอุปกรณ์ตรวจจับอัตโนมัติจากต่างประเทศ แต่เนื่องจากข้อจำกัดด้านการผลิตและการทดสอบภายในประเทศ ประสิทธิภาพการใช้งานจึงมักไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง ส่งผลให้อุปกรณ์นำเข้าจำนวนมากไม่ได้ใช้งานและสิ้นเปลืองเงินเป็นจำนวนมาก สถานการณ์ปัจจุบันได้จำกัดความสามารถในการแข่งขันในระดับนานาชาติของผู้ผลิตท่อเหล็กในประเทศอย่างมาก

ท่อเหล็กเกลียวเป็นท่อเหล็กชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อส่งของเหลว เนื่องจากกระบวนการผลิตที่พัฒนาแล้วและต้นทุนต่ำ ปัจจุบัน การขึ้นรูปต่อเนื่องและการเชื่อมแบบจุ่มอาร์คถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตท่อเหล็กเกลียว โดยมีวิธีการขึ้นรูปสองวิธี ได้แก่ แบบมีตัวรองรับภายในและแบบมีตัวรองรับภายนอก เนื่องจากวิธีการขึ้นรูปทั้งสองแบบนี้โดยทั่วไปแล้วเป็นการขึ้นรูปที่ไม่เพียงพอ ทำให้เกิดความเค้นตกค้างขนาดใหญ่หลังจากการผลิตท่อเหล็ก ซึ่งลดความสามารถในการรับแรงดันของท่อเหล็ก จากการวิเคราะห์ทางทฤษฎี ได้มีการนำเสนอสูตรคำนวณความเค้นตกค้างของท่อเหล็กในระหว่างการขึ้นรูปที่ไม่เพียงพอ และได้ทำการวัดความเค้นตกค้างของท่อเหล็กเกลียวที่ขึ้นรูปด้วยวิธีการรองรับภายในเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของสูตรคำนวณความเค้นตกค้างที่นำเสนอในบทความนี้ ซึ่งมีบทบาทเป็นแนวทางในการผลิตและการใช้งานท่อเหล็กเกลียว

การทดสอบรอยเชื่อมท่อเหล็กแบบไม่ทำลายนั้นเป็นปัญหาสำคัญที่ยากต่อการแก้ไขและจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วนจากองค์กรต่างๆ มาโดยตลอด การพัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับรอยเชื่อมแบบอัตโนมัติที่เหมาะสมกับสภาพการผลิตในประเทศจึงเป็นเรื่องเร่งด่วน มีการใช้วิธีการอัลตราโซนิกหลายวิธีในการตรวจจับข้อบกพร่องของท่อเหล็ก และความแม่นยำในการตรวจจับข้อบกพร่องก็แตกต่างกันอย่างมาก เนื่องจากความแตกต่างของรูปทรงเรขาคณิตของรอยเชื่อมและความไม่แน่นอนที่เกิดจากข้อบกพร่องแบบผสมต่างๆ ทำให้การตรวจจับข้อบกพร่องของท่อเหล็กด้วยอัลตราโซนิกแบบอัตโนมัติมีความยากลำบากค่อนข้างมาก และปัจจัยมนุษย์ก็มีอิทธิพลมากเช่นกัน การปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของผลการตรวจจับข้อบกพร่องจึงกลายเป็นจุดสนใจของการตรวจจับข้อบกพร่องของท่อเหล็กด้วยอัลตราโซนิกแบบอัตโนมัติ หลังจากการสำรวจและวิจัย รวมถึงประสบการณ์หลายปีในการตรวจจับข้อบกพร่องของท่อเหล็ก จึงได้พัฒนาระบบตรวจจับข้อบกพร่องด้วยอัลตราโซนิกแบบดิจิทัลเต็มรูปแบบที่ผสานรวมระบบติดตามหัววัดที่แม่นยำ เทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์แบบชิปเดี่ยว และฟังก์ชันการประมวลผลสัญญาณคอมพิวเตอร์ในท่อเหล็กแบบเกลียว เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องตรวจจับข้อบกพร่องแบบดั้งเดิม ระบบตรวจจับข้อบกพร่องด้วยอัลตราโซนิกแบบดิจิทัลออนไลน์สำหรับท่อเหล็กแบบเกลียวมีข้อดีดังต่อไปนี้:
(1) ความเร็วในการตรวจจับที่รวดเร็ว การตรวจจับอัตโนมัติ การคำนวณ การบันทึก การชดเชยความลึกอัตโนมัติ และการตั้งค่าความไวอัตโนมัติ
(2) ความแม่นยำในการตรวจจับสูง ระบบนี้ทำการเก็บรวบรวมข้อมูล การหาปริมาณ การคำนวณ และการจำแนกสัญญาณอนาล็อกด้วยความเร็วสูง และความแม่นยำในการตรวจจับจะสูงกว่าผลการตรวจจับของเครื่องมือแบบดั้งเดิม
(3) การตรวจจับการบันทึกและจัดเก็บ เครื่องตรวจจับข้อบกพร่องอัลตราโซนิกแบบดิจิทัลสามารถให้บันทึกการตรวจจับจนถึงภาพข้อบกพร่องได้
(4) มีความน่าเชื่อถือสูงและเสถียรภาพที่ดี สามารถรวบรวมและจัดเก็บข้อมูลได้อย่างครอบคลุมและเป็นกลาง และดำเนินการประมวลผลแบบเรียลไทม์หรือการประมวลผลภายหลังบนข้อมูลที่รวบรวมได้ ดำเนินการวิเคราะห์โดเมนเวลา โดเมนความถี่ หรือภาพบนสัญญาณ และยังสามารถจัดระดับคุณภาพชิ้นงานผ่านการจดจำรูปแบบ ลดอิทธิพลของปัจจัยมนุษย์ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของการเรียกค้น
(5) เซ็นเซอร์ติดตามกล้อง CCD ใช้สำหรับการติดตามรอยเชื่อม ซึ่งมีข้อดีคือมีความไวในการตรวจจับสูง ไม่กลัวน้ำ ไม่กลัวแก๊ส และมีความเรียบง่ายและเชื่อถือได้

ท่อเหล็กเชื่อมเกลียวใช้กันอย่างแพร่หลายในเครือข่ายท่อส่งน้ำในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี และงานประปาและระบายน้ำในเมือง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในท่อส่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติระยะไกล ท่อส่งน้ำมันและก๊าซเกือบทั้งหมดในแหล่งน้ำมันและแหล่งก๊าซใช้ท่อเหล็กเชื่อมเกลียว ซึ่งมีความปลอดภัยสูง ทนทาน และคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กเชื่อมเกลียวไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความกว้างของแผ่นเหล็ก จึงสามารถผลิตจากแผ่นเหล็กที่มีขนาดแตกต่างกันได้หลากหลาย