วิธีทดสอบแบบไม่ทำลายโดยการเชื่อมท่อเหล็กเชื่อมเกลียวด้วยกระแสวน

การขนส่งท่อเหล็ก ซึ่งเป็นวิธีการขนส่งพิเศษที่มีประสิทธิภาพ มีบทบาทสำคัญเพิ่มมากขึ้นในอุตสาหกรรมการขนส่งน้ำมันและก๊าซ ปัจจุบันท่อขนส่งขนาดใหญ่ภายในประเทศส่วนใหญ่สร้างด้วยท่อเหล็กเชื่อมเกลียว เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของท่อขนส่ง คุณภาพของท่อเหล็กเกลียวที่ใช้จึงจำเป็นต้องได้รับการรับประกันอย่างเข้มงวด ดังนั้น การวิจัยและการนำระบบตรวจจับข้อบกพร่องอัตโนมัติแบบอัลตราโซนิกออนไลน์ที่มีประสิทธิภาพมาใช้จึงกลายเป็นทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับผู้ผลิตท่อเหล็ก เมื่อเทียบกับต่างประเทศ อุปกรณ์ทดสอบในประเทศของเรายังค่อนข้างล้าหลัง การตรวจจับรอยเชื่อมท่อเหล็กส่วนใหญ่ดำเนินการด้วยอุปกรณ์แบบแมนนวลหรือกึ่งอัตโนมัติ เนื่องจากประสิทธิภาพในการตรวจจับต่ำมาก จึงมักทำได้เพียงการตรวจสอบแบบสุ่มตัวอย่าง และไม่สามารถตรวจจับข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นในท่อเหล็กแต่ละท่อได้อย่างสมบูรณ์ ในการประมูลระดับนานาชาติ ผู้ผลิตท่อเหล็กที่เข้าร่วมประมูลมักจำเป็นต้องมีมาตรการตรวจจับที่ค่อนข้างสมบูรณ์ แม้ว่าบางบริษัทจะทุ่มงบประมาณมหาศาลเพื่อนำอุปกรณ์ตรวจจับอัตโนมัติจากต่างประเทศเข้ามาใช้ แต่ด้วยข้อจำกัดด้านการผลิตภายในประเทศและเงื่อนไขสนับสนุนการทดสอบ ประสิทธิภาพการใช้งานจึงมักไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง ส่งผลให้อุปกรณ์นำเข้าจำนวนมากต้องหยุดใช้งานและสิ้นเปลืองงบประมาณไปมาก สถานการณ์ปัจจุบันได้จำกัดความสามารถในการแข่งขันระหว่างประเทศของผู้ผลิตท่อเหล็กในประเทศอย่างมาก

ท่อเหล็กเกลียวเป็นท่อเหล็กชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับลำเลียงของเหลวในท่อเป็นหลัก เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ก้าวหน้าและต้นทุนต่ำ ปัจจุบัน การผลิตท่อเหล็กเกลียวโดยการขึ้นรูปต่อเนื่องและการเชื่อมอาร์กใต้น้ำเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย มีสองวิธีในการขึ้นรูป ได้แก่ การขึ้นรูปด้วยโครงรองรับภายในและการขึ้นรูปด้วยโครงรองรับภายนอก เนื่องจากวิธีการขึ้นรูปทั้งสองวิธีนี้โดยทั่วไปแล้วการขึ้นรูปไม่เพียงพอ จึงมีความเค้นตกค้างสูงหลังจากการผลิตท่อเหล็ก ซึ่งทำให้ความสามารถในการรับแรงดันของท่อเหล็กลดลง หลังจากการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีแล้ว ได้มีการกำหนดสูตรคำนวณความเค้นตกค้างของท่อเหล็กในกรณีที่การขึ้นรูปไม่เพียงพอ และได้วัดความเค้นตกค้างของท่อเหล็กเกลียวที่ขึ้นรูปด้วยโครงรองรับภายใน เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของสูตรคำนวณความเค้นตกค้างที่ระบุไว้ในบทความนี้ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการผลิตและการใช้งานท่อเหล็กเกลียว

การทดสอบแบบไม่ทำลายรอยเชื่อมท่อเหล็กเป็นปัญหาสำคัญที่ยากต่อการแก้ไขมาโดยตลอด และบริษัทต่างๆ จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน การพัฒนาอุปกรณ์ตรวจจับรอยเชื่อมอัตโนมัติให้เหมาะสมกับสภาพการผลิตในประเทศของเราจึงเป็นเรื่องเร่งด่วน มีการใช้วิธีการอัลตราโซนิกที่แตกต่างกันในการตรวจจับรอยตำหนิท่อเหล็ก และความแม่นยำในการตรวจจับรอยตำหนินั้นแตกต่างกันอย่างมาก เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของรอยเชื่อมที่แตกต่างกันและความไม่แน่นอนที่เกิดจากรอยตำหนิจากวัสดุผสมต่างๆ ทำให้การตรวจจับรอยตำหนิท่อเหล็กอัตโนมัติด้วยอัลตราโซนิกมีความยากค่อนข้างมาก และอิทธิพลจากปัจจัยมนุษย์ก็มีมากเช่นกัน การปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของผลการตรวจจับรอยตำหนิได้กลายเป็นประเด็นสำคัญของการตรวจจับรอยตำหนิท่อเหล็กอัตโนมัติด้วยอัลตราโซนิก หลังจากการวิจัยและประสบการณ์หลายปีในการตรวจจับรอยตำหนิท่อเหล็ก ได้มีการพัฒนาระบบตรวจจับรอยตำหนิด้วยอัลตราโซนิกแบบดิจิทัลเต็มรูปแบบ ซึ่งผสานรวมระบบติดตามหัววัดที่แม่นยำ เทคโนโลยีไมโครคอมพิวเตอร์แบบชิปเดี่ยว และฟังก์ชันการประมวลผลสัญญาณคอมพิวเตอร์ในสภาวะเกลียวของท่อเหล็ก เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องตรวจจับรอยตำหนิแบบดั้งเดิม ระบบตรวจจับรอยตำหนิอัตโนมัติด้วยอัลตราโซนิกแบบดิจิทัลออนไลน์สำหรับท่อเหล็กแบบเกลียวมีข้อดีดังต่อไปนี้:
(1) ความเร็วในการตรวจจับที่รวดเร็ว การตรวจจับอัตโนมัติ การคำนวณ การบันทึก การชดเชยความลึกอัตโนมัติ และการตั้งค่าความไวอัตโนมัติ
(2) ความแม่นยำในการตรวจจับสูง ระบบจะทำการรวบรวมข้อมูลความเร็วสูง การวัดปริมาณ การคำนวณ และการแยกแยะสัญญาณแอนะล็อก และความแม่นยำในการตรวจจับจะสูงกว่าผลการตรวจจับของเครื่องมือแบบดั้งเดิม
(3) การตรวจจับบันทึกและเอกสาร เครื่องตรวจจับข้อบกพร่องอัลตราซาวนด์แบบดิจิทัลสามารถให้บันทึกการตรวจจับได้สูงสุดถึงภาพข้อบกพร่อง
(4) ความน่าเชื่อถือสูงและเสถียรภาพที่ดี สามารถรวบรวมและจัดเก็บข้อมูลได้อย่างครอบคลุมและเป็นกลาง และดำเนินการประมวลผลแบบเรียลไทม์หรือหลังการประมวลผลบนข้อมูลที่รวบรวมได้ ดำเนินการวิเคราะห์โดเมนเวลา โดเมนความถี่ หรือภาพบนสัญญาณ และยังสามารถจัดระดับคุณภาพชิ้นงานผ่านการจดจำรูปแบบ ลดอิทธิพลของปัจจัยด้านมนุษย์ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความเสถียรของการเรียกค้นข้อมูล
(5) เซ็นเซอร์ติดตามกล้อง CCD ใช้สำหรับการติดตามการเชื่อม ซึ่งมีข้อดีคือมีความไวในการตรวจจับสูง ไม่ต้องกังวลเรื่องน้ำ ไม่ต้องกังวลเรื่องแก๊ส อีกทั้งยังเรียบง่ายและเชื่อถือได้

ท่อเหล็กเชื่อมเกลียวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ระบบท่อส่งความร้อน และวิศวกรรมประปาและระบายน้ำในเขตเมือง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการขนส่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติระยะไกล ท่อเหล็กเชื่อมเกลียวเกือบทั้งหมดถูกนำมาใช้ในท่อส่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ ซึ่งมีความปลอดภัย ความทนทาน และคุ้มค่าทางเศรษฐกิจสูง เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กเชื่อมเกลียวโดยทั่วไปไม่ได้ถูกจำกัดด้วยความกว้างของแผ่น จึงสามารถผลิตแผ่นเหล็กที่มีคุณสมบัติหลากหลายได้