Sławomir Mackiewicz

Marek Śliwowski

 

METODY BADANIA UBYTKÓW KOROZYJNYCH

 

1.Wstęp
2. Rodzaje ubytków korozyjnych i możliwości ich badania
3. Techniki ultradźwiękowe
3.1. Punktowe pomiary grubości ścianki
3.2. Ultradźwiękowe mapy korozji
3.3. Badanie rurociągów od wewnątrz
4. Techniki detekcji pola elektromagnetycznego
4.1. Metoda impulsowych prądów wirowych.
4.1.1. INCOTEST - nowa metoda kontroli izolowanych elementów ferrytycznych.
4.2. Metoda wypływu strumienia magnetycznego - MFL.
4.2.1. Urządzenie do badania den zbiorników - FLOORSCANER
4.2.2. Inne wersje urządzeń wykorzystujące zjawisko MFL
5. Technika radioskopowa (Real Time Radiography - RTR)

 

1.Wstęp

Korozja jest problemem występującym we wszystkich niemal dziedzinach przemysłu. Pomimo coraz doskonalszych zabezpieczeń antykorozyjnych ubytki korozyjne są często główną przyczyną uszkodzeń lub ograniczenia parametrów eksploatacyjnych wielu konstrukcji, urządzeń i instalacji.
Badania nieniszczące ubytków korozyjnych stanowią ważny element oceny stanu technicznego konstrukcji i urządzeń będących w eksploatacji. Znajduje to odbicie w fakcie, że mają one coraz większy udział w pakiecie usług oferowanych przez czołowe zachodnie firmy inspekcyjne. Również w warunkach krajowych, ze względu na znaczną ilość starzejących się obiektów przemysłowych oraz konieczność dostosowania do norm europejskich można spodziewać się znacznego zwiększenie zapotrzebowania na tego rodzaju badania diagnostyczne.
W związku z opisaną tendencją w ostatnich latach rozwinięto i wprowadzono do praktyki przemysłowej szereg nowych metod i technik badania ubytków korozyjnych dostosowanych do różnych potrzeb i zastosowań. Opracowane rozwiązania poszły z jednej strony w kierunku automatyzacji stosowanej od dawna metody ultradźwiękowej ale objęły również wprowadzenie całkowicie nowych technik badania opartych na wykorzystaniu zjawisk magnetycznych, impulsowych prądów wirowych, fal Lamba itp.
Celem niniejszego referatu jest przedstawienie kilku nowych technik badania ubytków korozyjnych łącznie z opisem stosowanych rozwiązań aparaturowych a także metod statystycznych niezbędnych dla efektywnego wykorzystania wyników badań. Obszerniejsze informacje literaturowe można znaleźć w opracowaniach [2], [1]. Wszystkie przedstawiane techniki wyszły już z laboratoriów badawczych i są rutynowo stosowane w warunkach przemysłowych. Należy jednak zaznaczyć, że stosowny sprzęt i praktyczne doświadczenie w ich stosowaniu posiadają tylko nieliczne, najbardziej zaawansowane firmy inspekcyjne. Niektóre z omawianych systemów kontrolnych były w Polsce prezentowane na seminariach zorganizowanych przez firmę NDTEST przy współpracy z firmami RTD i AEA Technology.

2. Rodzaje ubytków korozyjnych i możliwości ich badania

Poszczególne metody i techniki badania korozji w dużym stopniu ukierunkowane są na wykrywanie i ocenę określonych typów ubytków korozyjnych. Dobór metody badania uzależniony jest więc od rodzaju uszkodzeń korozyjnych jakich można spodziewać się w ocenianej konstrukcji.
Ze względu na mechanizm zjawiska korozję dzieli się na zwykle na korozję chemiczną (reakcje chemiczne w środowisku suchym), korozję elektrochemiczną (procesy elektrochemiczne w obecności elektrolitu) oraz biokorozję powodowaną przez pewne rodzaje bakterii. Podobny charakter mają również uszkodzenia erozyjne spowodowane przepływem mediów płynnych lub gazowych. Z punktu widzenia badań nieniszczących największe znaczenie ma kształt, rozmieszczenie oraz usytuowanie ubytków korozyjnych. Pod tym względem możemy wyróżnić korozję ogólną, wżerową, szczelinową oraz międzykrystaliczną.
Korozja ogólna (także erozja) charakteryzuje się stosunkowo równomiernym rozmieszczeniem ubytków na powierzchni materiału oraz wolnym tempem narastania. Korozję taką można łatwo badać metodą ultradźwiękową pod warunkiem bezpośredniego dostępu do zewnętrznej powierzchni badanego elementu (zbiornika, rurociągu itp.). W przypadku kiedy oceniana konstrukcja musi pozostać zakryta można zastosować jedną z opisanych poniżej specjalistycznych technik umożliwiających pomiar grubości ścianki poprzez warstwę izolacji.
Znacznie trudniejsze zadanie stawia przed badaniami nieniszczącymi korozja wżerowa zlokalizowana po stronie niedostępnej bezpośrednim badaniom wizualnym. Jest to najczęściej korozja typu elektrochemicznego i charakteryzuje się bardzo nierównomiernym rozmieszczeniem na powierzchni materiału. Szybkość procesu korozyjnego w obrębie wżeru może być przy tym wiele tysięcy razy większa niż szybkość korozji ogólnej w przylegających obszarach materiału. Oznacza to, że konwencjonalne punktowe pomiary grubości ścianki mają tutaj bardzo ograniczoną przydatność. Szansa przypadkowego "trafienia" najgłębszych wżerów korozyjnych jest bardzo mała zaś wyniki pomiarów odzwierciedlać będą raczej średnią grubość ścianki niż rzeczywisty stan zaawansowania korozji wżerowej. Jednym z możliwych udoskonaleń metody ultradźwiękowej jest w takim przypadku przeprowadzenie pełnego skanowania ultradźwiękowego powierzchni elementu z ewentualną automatyzacją procesu rejestracji danych. Odpowiednie systemy ultradźwiękowe opisano w pkt. 3.
Z uwagi na czasochłonność i wysoki koszt tego rodzaju badań ultradźwiękowych często niemożliwe jest przebadanie całej powierzchni ocenianej konstrukcji, np. zbiornika czy gazociągu. Odpowiedzią na tego rodzaju ograniczenia jest z jednej strony zastosowanie metod statystycznych opartych na rachunku prawdopodobieństwa z drugiej zaś wykorzystanie innych technik specjalistycznych umożliwiających wykrywanie korozji wżerowej na dużych powierzchniach a następnie zastosowanie dokładniejszej techniki ultradźwiękowej jedynie na wybranych fragmentach konstrukcji.
Jedną z najbardziej efektywnych metod umożliwiających wykrywanie korozji wżerowej na dużych powierzchniach jest tzw. technika magnetyczna MFL (Magnetic Flux Lekeage). Bazuje ona na wykrywaniu podwyższonych wartości pola indukcji magnetycznej nad powierzchnią materiału ferromagnetycznego w miejscu, w którym znajduje się ubytek korozyjny. Systemy wykorzystujące tę technikę opisano w pkt. 4.
Częstym problemem jaki występuje przy badaniach korozji w eksploatowanych konstrukcjach przemysłowych jest brak bezpośredniego dostępu do pewnych istotnych elementów konstrukcji. Typowym przykładem są tutaj płyty obwodowe zbiorników magazynowych., których stan ma bardzo istotne znaczenie dla integralności zbiornika. W celu oceny stopnia zaawansowania korozji płyty obwodowej bez wyłączania zbiornika z eksploatacji opracowano specjalną technikę ultradźwiękową opierającą się na wykorzystaniu fal propagujących się wzdłuż płyty.
Pewną odmianą korozji elektrochemicznej jest tzw. korozja stykowa powstająca w obecności elektrolitu na styku materiałów różniących się potencjałem elektrochemicznym. Wynikiem takiego procesu są np. ubytki korozyjne w postaci wąskich szczelin usytuowanych wzdłuż linii wtopu spoin znajdujących się w zbiornikach i rurociągach. Bardzo skuteczną metodą badania tego rodzaju korozji jest ultradźwiękowa technika TOFD pozwalająca zarówno na szybkie wykrywanie jak też precyzyjny pomiar głębokości ubytków korozyjnych.
Osobnym zagadnieniem jest badanie korozji międzykrystalicznej. Przydatne mogą być tutaj np. metody ultradźwiękowe i prądów wirowych jednak techniki stosowane do badania tego rodzaju korozji muszą być odmienne i ukierunkowane bardziej na ocenę mikrostruktury materiału niż na wykrywanie wad makroskopowych.

3. Techniki ultradźwiękowe

3.1. Punktowe pomiary grubości ścianki

Ultradźwiękowe pomiary grubości ścianki w punktach określonej siatki pomiarowej to najszerzej znana i stosowana technika badania ubytków korozyjnych. Z uwagi na znaną zasadę tych pomiarów oraz wykorzystanie standardowego sprzętu ultradźwiękowego warto jedynie dokładniej określić zakres zastosowania oraz ograniczenia tej metody.
Jest to, przede wszystkim, technika badania korozji ogólnej oraz erozji, które charakteryzują się równomiernym rozmieszczeniem ubytków korozyjnych oraz wolnymi zmianami grubości ścianki wzdłuż powierzchni elementu. Punkty siatki pomiarowej powinny być rozmieszczone dostatecznie gęsto aby wychwycić miejsca o minimalnej grubości ścianki. W wyniku pomiarów można określić minimalną, maksymalną oraz średnią grubość ścianki badanego elementu.
Opisane podejście zawodzi w przypadku gdy w ocenianym elemencie występuje silna korozja wżerowa. O stopniu uszkodzenia konstrukcji i możliwościach jej dalszego użytkowania decyduje w tym przypadku nie tyle uśredniona grubość ścianki co głębokość poszczególnych wżerów korozyjnych. Najgłębsze wżery mogą znajdować się w przypadkowych miejscach między punktami siatki pomiarowej i jest mało prawdopodobne aby w takim badaniu zostały wykryte.
Również w przypadku korozji przetopów spoin zastosowanie standardowej techniki pomiaru grubości głowicą normalną jest utrudnione z uwagi na występujące nierówności lica spoin.

3.2. Ultradźwiękowe mapy korozji

Naturalnym rozwiązaniem problemu wykrywania zlokalizowanej korozji wżerowej metodą ultradźwiękową jest zagęszczenie punktów pomiarów ultradźwiękowych aż do pełnego pokrycia badanej powierzchni. Podejście takie prowadzi jednak do ogromnej ilości danych pomiarowych, których zebranie i opracowanie w tradycyjny sposób jest bardzo czasochłonne. Skutecznym rozwiązaniem okazały się tutaj zautomatyzowane systemy ultradźwiękowe umożliwiające ciągłą, automatyczną rejestrację wyniku pomiaru grubości w powiązaniu ze współrzędnymi punktu pomiarowego. Sam proces przesuwania głowicy ultradźwiękowej po obiekcie może odbywać się ręcznie lub automatycznie w zależności od specyfiki zastosowania. Wynik skanowania ultradźwiękowego obrazowany jest na ekranie monitora w postaci kolorowej mapy badanej powierzchni, na której kolor każdego punktu odpowiada wyznaczonej w tym punkcie grubości ścianki. Jest to tzw. zobrazowanie typu C. Na uzyskanej mapie ubytki korozyjne uwidocznione są w postaci miejsc o odmiennych kolorach. Oprogramowanie tego typu urządzeń umożliwia ponadto uzyskanie różnego rodzaju przekrojów grubości ścianki oraz opracowanie statystyczne wyników (grubość średnia, minimalna, maksymalna, histogram rozkładu grubości itp.)
Systemy opracowane przez poszczególne firmy różnią się, miedzy innymi, sposobem uzyskiwania informacji o współrzędnych punktu pomiarowego tj. o aktualnym położeniu głowicy ultradźwiękowej na powierzchni obiektu.
W systemie MAPSCAN firmy RTD (rys.1) zastosowano mechaniczny dekoder położenia połączony z głowicą ultradźwiękową za pomocą cienkiej nylonowej linki nawiniętej na bęben dekodera. Długość rozwinięcia linki oraz kąt pod jakim wychodzi ona z dekodera są na bieżąco przeliczane przez komputer na współrzędne prostokątne obszaru badania. W rezultacie każdy punkt badanej powierzchni może być odwzorowany na obrazie wyświetlanym na ekranie monitora. Urządzenie MAPSCAN pozwala na sporządzanie map ultradźwiękowych grubości ścianki o powierzchni 500 x 250 mm.

Ograniczenie związane z krzywizną badanej powierzchni zostało w znacznym stopniu wyeliminowane w urządzeniu SEESCAN brytyjskiej firmy AEA Technology. Do śledzenia położenia głowicy ultradźwiękowej, zastosowano tam zamiast dekodera mechanicznego, miniaturową kamerę telewizyjną (rys.3). Obraz z kamery obejmuje powierzchnię obiektu oraz głowicy ultradźwiękowej, na której zamontowano diodę emitującą podczerwień. Dzięki temu położenie głowicy jest silnie wyeksponowane na tle obrazu obiektu i może być automatycznie odczytywane przez program komputerowy. W rezultacie ultradźwiękowa mapa grubości sporządzana jest na tle przyciemnionego obrazu rzeczywistego obiektu. Oprócz umożliwienia badania zakrzywionych powierzchni rozwiązanie takie daje dodatkowe korzyści takie jak ułatwienie operowania głowicą przez operatora, możliwość jednorazowego mapowania większych powierzchni obiektu oraz bezpośrednie powiązanie mapy grubości ścianki z wizualnym obrazem obiektu. Opisane powyżej systemy ultradźwiękowe stanowią bardzo pewne i dokładne narzędzie badania korozji zarówno ogólnej jak i wżerowej. Podstawowym ich ograniczeniem jest jednak stosunkowo długi czas badania i związane z tym koszty. Z tego względu konstrukcje techniczne o znacznych wymiarach jak np. zbiorniki magazynowe czy rurociągi mogą być przebadane tymi systemami jedynie w bardzo ograniczonym zakresie. Rozwiązanie problemu stanowi tutaj zastosowanie odpowiednich technik statystycznych. W szczególnie trudnym do oceny przypadku korozji wżerowej bardzo użytecznym narzędziem jest Statystyczna Teoria Wartości Ekstremalnych [1]. Pozwala ona na przybliżone określenie maksymalnych głębokości wżerów korozyjnych jakie mogą wystąpić na całej konstrukcji w oparciu o analizę danych pomiarowych zebranych na zaledwie kilku procentach powierzchni konstrukcji. Warunkiem wiarygodności uzyskanych oszacowań jest jednak prawidłowe określenie reprezentatywnych dla danej konstrukcji obszarów pomiarowych.

 

3.3. Badanie rurociągów od wewnątrz

Rurociągi do transportu mediów płynnych i gazowych, eksploatowane często przez kilkadziesiąt lat, stanowią jeden z najważniejszych obszarów zastosowań dla technik badania korozji. Z uwagi na praktyczne znaczenie tych konstrukcji oraz ich stosunkowo prosty kształt geometryczny skonstruowano dla ich badania specjalne automatyczne urządzenia ultradźwiękowe, zwane tłokami inteligentnymi. Urządzenia te przemieszczając się wewnątrz rurociągu pod wpływem parcia tłoczonego medium, dokonują ciągłych pomiarów grubości ścianki na całym obwodzie rurociągu. Uzyskane w wyniku przejścia tłoka mapy ultradźwiękowe pozwalają na wykrycie ubytków korozyjnych ścianek rurociągu. W typowych rozwiązaniach, stosowanych zwłaszcza przy badaniach rurociągów dalekosiężnych, tłoki diagnostyczne przemieszczają się wraz z tłoczonym medium przez odcinki rzędu kilkudziesięciu kilometrów wykonując pomiary i rejestrując je w pamięci komputera pokładowego. W czasie badania tłoki są autonomiczne i operator nie ma możliwości bieżącego śledzenia wyników badania ani też sterowania ich parametrami. Wyniki badania są dostępne dopiero po wyjęciu tłoka z rurociągu. Przykładami tego typu rozwiązań są skonstruowany w Polsce system KORSONIC oraz system ULTRASCAN firmy Pipetronix.
Nieco odmienne podejście zastosowano w urządzeniu PIT (Pipeline Inspection Tool) zbudowanym przez firmę RTD. Jest to rodzaj czołgacza ultradźwiękowego poruszającego się samodzielnie wewnątrz rurociągu i połączonego specjalnym kablem ze stanowiskiem sterowania znajdującym się przy wejściu do rurociągu (rys. 4). Długość kabla łączącego czołgacz ze stanowiskiem sterowania może przy tym wynosić do 17 km. Zastosowane rozwiązanie umożliwia śledzenie wyników pomiarów, na bieżąco, w czasie ruchu urządzenia. Pozwala to np. na cofnięcie tłoka i powtórzenie badań wątpliwego odcinka rurociągu ze zmienionymi parametrami badania ( wzmocnienia głowic, gęstość pomiarów itp.) System oferuje ponadto całkowicie nową możliwość badania spoin podłużnych rurociągu od wewnątrz ultradźwiękową metodą TOFD. W tym celu na ruchomym ramieniu zamontować należy dodatkową parę głowic TOFD w taki sposób, że głowice mogą być zdalnie przesuwane po obwodzie rury. Na podstawie ultradźwiękowej mapy grubości danej rury operator może ustalić położenie kątowe spoiny podłużnej i odpowiednio do tego ustalić pozycję obwodową głowic TOFD. Następnie przesuwając czołgacz ponownie wzdłuż tej samej rury uzyskuje się ultrasonogram TOFD spoiny podłużnej.

 

Oczywistym ograniczeniem urządzenia PIT jest jego ograniczony zasięg wewnątrz rurociągu (max. 17 km) . Z tego względu system ten jest stosowany głównie do badania krótszych odcinków rurociągów technologicznych i załadowczych szczególnie w sytuacjach gdzie dostęp do wnętrza rurociągu jest możliwy tylko z jednej strony (rys. 5).

4. Techniki detekcji pola elektromagnetycznego

Techniki elektromagnetyczne mogą być z powodzeniem wykorzystywane do lokalizacji wżerów korozyjnych lub innych defektów wychodzących na powierzchnię z wykorzystaniem pojedynczych sensorów lub agregatu czujników w postaci tablic, mających za zadanie wykrywanie zmian indukcji pola eletromagnetycznego.

4.1. Metoda impulsowych prądów wirowych

Technika (nazywana w skrócie PEC - Pulse Eddy Current method) ta polega na detekcji zaniku pola elektromagnetycznego emitowanego przez prądy wirowe powstające w badanym, skorodowanym obszarze. Prądy wirowe są indukowane przez impulsowe pole elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości emitowane z nadajnika impulsów. Zaletą tej bezkontaktowej metody pomiarowej jest możliwość głębokiej penetracji (także przez warstwy izolacji) w celu wykrycia korozji w obiektach ferrytycznych. Jest to podstawowa metoda badania ubytków korozyjnych elementów izolowanych bez konieczności bezpośredniego kontaktu. Przemysłowym zastosowaniem technologii impulsowych prądów wirowych, opatentowanej przez firmę ARCO z USA, jest system INCOTEST (Insulated Component TEST) rozwinięty w holenderskiej firmie Roentgen Technische Dienst bv.

4.1.1. INCOTEST - nowa metoda kontroli izolowanych elementów ferrytycznych

Jest to unikalna technologia badania grubości ścianki (ubytków korozyjnych) ferrytycznych rur i zbiorników przez termiczną izolację, w sposób bezkontaktowy, na powierzchniach: chropowatych, zabrudzonych i również o podwyższonej temperaturze.
Urządzenie INCOTEST (rys. 6) rejestruje osłabienie sygnału od impulsowych prądów wirowych pochodzących z badanego obszaru stalowego obiektu. Wylicza średnią grubość ścianki przez porównanie jej z sygnałem z wzorca kalibracyjnego o znanej grubości ścianki i z materiału, z którego wykonany został badany obiekt. Wyniki pomiarów obarczone są pewnym błędem wynikającym z niejednorodnych własności magnetycznych i elektrycznych i zmienności temperatury badanego materiału.
Pomiar trwa od 2 do 40 sekund w zależności od badanej grubości ścianki. Wyliczona grubość aktualna i potwierdzenie ważności pomiaru są wyświetlane na ekranie i podlegają zapamiętaniu do późniejszego przetwarzania.
System INCOTEST jest urządzeniem do szybkich badań i łatwym w stosowaniu. Przy przeprowadzaniu testów urządzeniem nowej generacji, ekipa dwuosobowa może zbadać dziennie do 1000 punktów pomiarowych w zależności od dostępności obiektu. INCOTEST daje dobrą powtarzalność wyników i może być wykorzystywany zarówno do detekcji jak też do monitorowania stanu obiektu.
Typowymi zastosowaniami systemu INCOTEST w diagnostyce przemysłowej jest: wykrywanie ubytków korozyjnych w instalacjach rurociągowych i zbiornikach pod izolacją ; wykrywanie erozji materiału w instalacjach do transportu mediów; kontrola rurociągów podmorskich bez konieczności zdejmowania osadów pochodzących z wody i od organizmów morskich (rys.7); możliwość kontrolowania obiektów o podwyższonych temperaturach.

Podstawowe zalety i parametry techniczne systemu to:

• łatwość w transporcie i obsłudze - 7 kg,
  
• przydatność do pracy w zmiennych warunkach klimatycznych,
  
• 8 godzin nieprzerwanej pracy na jednym zestawie akumulatorów,
  
• możliwość operowania przetwornikiem sygnałów (około 2 kg) na odległość 30 m od podstawowej jednostki,
  
• wysoka powtarzalność (ą0.5 mm), stąd przydatność do monitorowania stanu konstrukcji,
  
• możliwość wykonywania pomiarów poprzez nieprzewodzące i niemagnetyczne materiały (np. izolacja obudowana cienką metalową blachą z aluminium, stali stopowej lub stali austenitycznej a także pokrycia betonowe, niepalne) do grubości - 100 mm; a nawet do grubości izolacji 150 mm jeśli grubość ścianki badanego obiektu jest mniejsza od - 12.7 mm.
  
• możliwość sporządzenia bezpośrednio na miejscu raportu o średnich ubytkach korozyjnych wg zadanej matrycy punktów pomiarowych.
  

Istnieją pewne uwarunkowania ograniczające zastosowanie tej metody:

• do obiektów zbudowanych z ferromagnetycznych niskostopowych stali,
  
• nie wykrywanie pojedynczych wżerów - pomiar uśredniony,
  
• dokładność pomiaru grubości ścianki - 0.5 mm,
  
• zależność dokładności pomiaru grubości od temperatury ścianki
  
• maksymalna grubość kontrolowanej ścianki do 65 mm, minimalna - od 3 mm,
  
• minimalna średnicy zewnętrznej rury od 50 mm,
  
• nie odróżnia się ubytków na wewnętrznej i zewnętrznej średnicy.
  

Mogą się zdarzyć sytuacje, które uniemożliwią prawidłowe i wiarygodne wykonanie pomiarów:

• poważne zakłócenie sygnału przez izolację lub pokrycie,
  
• jeżeli izolację lub pokrycie wykonano wyłącznie z aluminium, stali stopowej bądź stali austenitycznych,
  
• jeżeli badany obiekt jest zbyt gorący (> 500°C) lub zbyt chłodny (-100°C),
  
• jeżeli izolacja jest wilgotna
  
• jeśli obiekt badany ma powierzchnię zbyt chropowatą lub inkrustowaną,
  
• jeśli izolacja jest nieregularna i niejednorodna,
  
• jeśli izolacja jest zbrojona siatką metalową.

4.2. Metoda wypływu strumienia magnetycznego - MFL

Technika ta zwana w skrócie MFL (Magnetic Flux Leakage - wyciek strumienia magnetycznego) polega na obserwacji zjawiska wypływu strumienia indukcji magnetycznej nad powierzchnię elementu w miejscu, w którym nastąpiła znaczna redukcja jego przekroju (grubości). Ideę przebiegu tego zjawiska zilustrowano na rys.8.

Element ferromagnetyczny o pewnej grubości, poddany działaniu pola magnetycznego przenosi określony strumień magnetyczny przez powierzchnię. Redukcja objętości badanego materiału (także braki w jego ciągłości) wywołuje wypływ części tego strumienia, który może być zlokalizowany przy użyciu odpowiednich sensorów. Ze względu na charakter przebiegu zjawiska technika ta doskonale nadaje się do pomiarów typu polowego, z wykorzystaniem agregatu czujników kontrolujących określony obszar. Znalazła między innymi zastosowanie do lokalizacji ubytków korozyjnych den zbiorników magazynowych ropy czy też w inteligentnych tłokach samojezdnych do lokalizacji ubytków korozyjnych rurociągów. Metoda ta nie może być stosowana na elementach pokrytych izolacją termiczną lecz posiada duże możliwości badania odkrytych elementów, również malowanych lub zabezpieczonych cienką warstwą laminatów antykorozyjnych. Przemysłowym wdrożeniem techniki MFL są urządzenia zwane: Floorscaner, Wallscan lub Pipescan przystosowane do badania korozji zbiorników magazynowych lub rurociągów.

4.2.1. Urządzenie do badania den zbiorników - FLOORSCANER

Urządzenie FLOORSCANER jest dostępny do wykorzystania przez firmę RTD jest owocem współpracy firm AEA Technology z Wielkiej Brytanii i RTD z Holandii. Urządzenie to jest przystosowane do powierzchniowego skanowania dna zbiornika przez zespół sond, rozmieszczonych wzdłuż całej roboczej szerokości przyrządu.
FLOORSCANER (rys. 9) jest zautomatyzowanym urządzeniem do badania korozji den petrochemicznych zbiorników magazynowych. Ubytki korozyjne wykrywane są przez 21 magnetycznych czujników (sondy Halla) umieszczonych szeregowo obok siebie w spodniej części urządzenia. Sygnalizacja występowania wady jest dwojaka, na graficznym ekranie i przez świecenie diod sygnalizujących przekroczenie progowych wartości strumienia indukcji magnetycznej w poszczególnych sensorach. Miejsce zalegania ubytku korozyjnego wyznaczone jest przez koniec przyrządu a jego przybliżony rozmiar przez szerokość świecących diod.

 

Podstawowe zalety i parametry techniczne systemu to:

• szybka, jakościowa ocena korozji wżerowej (polega na zlokalizowaniu ubytków o określonej objętości - bardziej precyzyjna ocena rozmiarów wad wymaga badania ultradźwiękowego),
  
• wydajność badania od 100 do 400 m2 powierzchni zbiornika dziennie,
  
• możliwość zeskanowania prawie pełnej powierzchni dna,
  
• metoda bezkontaktowa,
  
• wyniki badania w czasie rzeczywistym z opcją sporządzenia map ubytków korozyjnych dna,
  
• niezawodność
  
• maksymalna grubość blachy do 10 mm,
  
• maksymalna grubość pokrycia laminatu do 2.5 mm,
  
• ciężar - 75 kg,
  
• temperatura pracy 0°C do 40°C,

4.2.2. Inne wersje urządzeń wykorzystujące zjawisko MFL

MINI-FLOORSCANER.
Jest to zminiaturyzowana kompaktowa wersja systemu Floorscaner o zminimalizowanej wysokości (rys. 11). Umożliwia ona wykonywanie badań w miejscach o ograniczonym dostępie. Występuje w wersji sterowanej ręcznie lub zdalnie sterowanej wersji zautomatyzowanej. Może być wykorzystywany do badania niedostępnych miejsc den oraz ścian zbiorników magazynowych i ciśnieniowych, także na powierzchniach lekko zakrzywionych. Wydajność badania przez to urządzenie wynosi do 150 m2/dzień. Dopuszczalna grubość badanych blach wynosi 15 mm (pokrycie laminatem do 2 mm) a wykrycie ubytku korozyjnego jest sygnalizowane optycznie (diody) i dźwiękowo.

PIPESCAN/WALLSCAN

Jest to odmiana Mini-Floorscanera z różnymi kształtami powierzchni skanującej od płaskiej (Wallscan) do badania ścian zbiorników do kształtu podkowy obejmującej różne średnice rur. Minimalna średnica rury podlegająca badaniu wynosi 75 mm. Dopuszczalna grubość badanych blach wynosi 15 mm (pokrycie laminatem do 2 mm) a wykrycie ubytku korozyjnego jest sygnalizowane optycznie (diody) i dźwiękowo. Wydajność urządzeń wynosi do 50 m2/dzień w przypadku badania Wallscanem i około 100 m bieżących rury przy badaniu ubytków korozyjnych rur urządzeniem Pipescan (rys. 12).

5. Technika radioskopowa (Real Time Radiography - RTR)

Jedną z bardziej skutecznych metod wykrywania korozji na powierzchni zewnętrznej rurociągów, pod wilgotną często izolacją, jest metoda radiografii tangensowej (rys. 13) wymagająca promieniowania o bardzo niskiej energii a zatem stosunkowo bezpieczna dla otoczenia i szybka. Bardziej szczegółowy opis tej techniki można znaleźć w referacie M. Dobrowolskiego.

Literatura

1. Narayan R, Joshi., Statistical Analysis of UT Corrosion Data from Floor Plates of a Crude
Oil Aboveground Storage Tank., Materials Evaluation, July 1994.
2. J. R. Rudlin, Review of existing and possible techniques for corrosion under insulation and wall thickness measurement in steel pressure contaiments, INSIGHT, 39, No 6, June 1997