A tecnologia ultrassônica usa ondas sonoras para detectar rachaduras e outros defeitos em tubos. A identificação precoce dessas rachaduras é essencial para evitar vazamentos, que podem levar à perda do produto e, na indústria de petróleo e gás, a possíveis explosões.
Os dutos desempenham um papel crucial no transporte de líquidos e gases por longas distâncias. Inúmeros setores, desde alimentos e bebidas até a indústria farmacêutica, contam com essas estruturas como parte integrante de seu processo produtivo.
Talvez nenhuma outra indústria seja mais dependente de redes de dutos do que a indústria de petróleo e gás. Os EUA sozinhos consistem em mais de 2,4 milhões de milhas de dutos de energia, tornando-se o proprietário da maior rede de dutos do mundo.
No entanto, a maioria desses tubos está enterrada, tornando-os os principais candidatos à falta de manutenção e negligência. Defeitos relacionados à corrosão, como trincas, podem levar a inúmeras falhas, incluindo vazamentos, perda de contenção e diminuição da integridade estrutural.
Em casos extremos, as rachaduras também podem ser a causa de explosões catastróficas. (Leitura relacionada: Explosão de oleoduto da El Paso Natural Gas Company.)
Embora existam vários métodos disponíveis para detectar defeitos de trincas em dutos, as técnicas de teste ultrassônico são talvez as mais eficientes. Como tal, essa tecnologia deve fazer parte integrante dos processos de controle e gerenciamento de qualidade de um proprietário de ativos.
Neste artigo, vamos dar uma olhada mais profunda na tecnologia ultrassônica e descrever seu papel na prevenção de falhas de dutos.
A inspeção ultrassônica em dutos é uma técnica de inspeção não destrutiva que utiliza ondas sonoras de alta frequência para avaliar a integridade de dutos e tubulações. Neste artigo, discutiremos as características, vantagens e desvantagens da inspeção ultrassônica em dutos, bem como exemplos de uso.
Características:
A inspeção ultrassônica em dutos é uma técnica não invasiva e não destrutiva que permite a detecção de falhas e defeitos em dutos e tubulações. A técnica envolve o uso de um transdutor que emite ondas sonoras de alta frequência através do material do duto. Quando as ondas sonoras encontram uma descontinuidade, como uma rachadura ou corrosão, elas são refletidas de volta ao transdutor. Com base no tempo de retorno e na intensidade do sinal, os inspetores podem avaliar a extensão e gravidade da falha.
Vantagens:
A inspeção ultrassônica em dutos oferece várias vantagens. Em primeiro lugar, é uma técnica não destrutiva, o que significa que não danifica os dutos ou tubulações. Além disso, a técnica pode ser usada em uma variedade de materiais, incluindo metais, plásticos e compósitos. A inspeção ultrassônica em dutos também pode ser realizada em diferentes condições ambientais e temperaturas, tornando-a uma técnica versátil e confiável.
Desvantagens:
Apesar de suas muitas vantagens, a inspeção ultrassônica em dutos também apresenta algumas desvantagens. A técnica requer um treinamento especializado para realizar as medições e interpretar os resultados corretamente. Além disso, a inspeção ultrassônica em dutos pode ser afetada por fatores externos, como superfícies irregulares ou rugosas, e por interferências causadas por outros equipamentos nas proximidades.
Exemplos de uso
A inspeção ultrassônica em dutos é amplamente utilizada em uma variedade de indústrias, incluindo petróleo e gás, química, energia e manufatura. Um exemplo comum de uso é na inspeção de dutos de transporte de petróleo e gás. A técnica é usada para detectar corrosão, rachaduras e outros defeitos nos dutos, garantindo a integridade e segurança do sistema. A inspeção ultrassônica em dutos também é usada na inspeção de tubulações de água e esgoto, linhas de transmissão de energia elétrica e em muitas outras aplicações.
A inspeção ultrassônica em dutos é uma técnica confiável e não destrutiva que pode ser usada para detectar falhas e defeitos em dutos e tubulações. Embora apresente algumas desvantagens, como a necessidade de treinamento especializado e a susceptibilidade a interferências externas, suas muitas vantagens tornam-na uma opção popular para muitas indústrias.
Tecnologia ultrassônica explicada
O ultrassom é usado para descrever ondas sonoras que possuem frequências acima do limite audível do ouvido humano. Essas ondas sonoras são usadas para produzir dados que os provedores podem analisar e o operador pode usar essas informações para tomar decisões mais informadas.
À medida que as ondas viajam por vários meios (líquidos, sólidos, gases), as porções são refletidas de volta para um receptor à medida que as ondas encontram diferentes limites.
Este princípio subjacente forma a base para a detecção ultrassônica de falhas (UFD) em dutos.
Uma unidade de teste ultrassônica típica consiste em um emissor/receptor, um transdutor ultrassônico e um dispositivo de exibição. O emissor/receptor é um dispositivo eletrônico capaz de gerar impulsos elétricos de alta tensão. A tensão do gerador de pulso alimenta o transdutor para criar energia de onda ultrassônica de alta frequência.
O som produzido pelo transdutor se propaga através de diferentes limites, e parte dele é refletido de volta ao receptor quando um limite ou anomalia (como uma rachadura) é encontrado. O transdutor converte a onda sonora refletida em um sinal elétrico e o exibe em uma tela.
Além dos defeitos, o teste ultrassônico também pode revelar outras informações cruciais, como tamanho, orientação, espessura e outros recursos críticos.
Como a tecnologia ultrassônica é usada durante a inspeção de trincas?
O teste ultrassônico de rachaduras em tubos é realizado usando dois métodos principais: teste de viga reta e teste de viga angular.
O teste de viga reta é geralmente usado para identificar rachaduras ou outros defeitos paralelos à superfície do objeto. Essa técnica também é ideal para identificar espaços vazios e outros locais porosos. O teste de feixe reto opera com base no princípio de que a energia sonora continuará a se propagar pelo meio até encontrar um limite, como uma rachadura.
Durante este método de teste ultrassônico, o operador conecta o transdutor à peça de teste, enviando ondas ultrassônicas através da estrutura. O operador então identifica e classifica os ecos que retornam da parede traseira do tubo daqueles que chegam à frente da parede traseira.
Qualquer eco de sinal significativo chegando antes da parede traseira indica que há uma rachadura ou outra descontinuidade significativa no local testado.
O teste de ângulo de feixe, como o próprio nome indica, é usado para localizar trincas e descontinuidades que são inclinadas em relação ao eixo longitudinal do tubo. Este método é crucial porque os defeitos que não são paralelos à superfície geralmente não são detectados em testes de feixe reto devido à sua orientação em relação à onda sonora.
Tais rachaduras e defeitos angulares ocorrem tipicamente em soldas e componentes metálicos estruturais devido à presença de tensões indevidas. Durante esta técnica, um transdutor de feixe de ângulo comum (cunha) ou transdutor de imersão é inclinado na inclinação adequada para emitir a onda sonora no tubo.
Os benefícios do uso de inspeções ultrassônicas de rachaduras em dutos
Na indústria de petróleo e gás, onde falhas de dutos podem levar a eventos catastróficos, inspeções ultrassônicas oportunas e eficazes podem significar a diferença entre a vida e a morte. A detecção e prevenção de vazamentos também podem ajudar a evitar milhões de dólares em perdas de produtos. (Saiba mais no artigo "Usando Inspeção Não Intrusiva em Instalações de Gás Onshore").
Um dos principais benefícios das inspeções ultrassônicas é a rapidez e versatilidade que possui em relação a outras técnicas de inspeção. Algumas das outras vantagens das inspeções ultrassônicas incluem:
- As sensibilidades às descontinuidades superficiais e subterrâneas permitem que as inspeções detectem o início precoce de problemas estruturais mais significativos.
- A profundidade de penetração das ondas sonoras ultrassônicas excede a de outros métodos de testes não destrutivos (NDT), como a inspeção de fluxo magnético.
- Algumas técnicas de teste ultrassônico requerem apenas acesso unilateral, tornando este método ideal para tubos que podem ser de difícil acesso.
- É necessária uma preparação mínima da peça; portanto, as unidades de teste ultrassônicas podem ser rapidamente mobilizadas e implantadas.
- O equipamento de teste ultrassônico fornece resultados quase instantâneos.
- Outras informações vitais como espessura, medidas dimensionais, variações de forma, etc. também podem ser obtidas.
- Sistemas de imagem automatizados podem ser usados para produzir imagens visuais detalhadas de defeitos de dutos.
Limitações do teste ultrassônico
Embora o teste ultrassônico seja eficaz na detecção precoce de rachaduras e outros defeitos estruturais, é essencial que os proprietários de ativos entendam as limitações dessa tecnologia para garantir que os melhores resultados sejam alcançados.
Algumas limitações comuns do teste ultrassônico incluem:
- A tubulação deve estar acessível para transmitir as ondas sonoras ultrassônicas.
- Esta técnica requer mais habilidade e treinamento do que alguns outros métodos de teste.
- Materiais ásperos, muito pequenos ou muito finos podem ser difíceis de inspecionar ou produzir resultados errôneos.
- O equipamento de teste requer calibração frequente de acordo com padrões de referência adequados.
- Tubos de ferro fundido (ou tubos construídos com outros materiais ásperos) podem ser difíceis de inspecionar devido à baixa transmissão de som ou alta relação sinal-ruído.
- O método apropriado (teste de feixe reto ou feixe angular) deve ser empregado para garantir que todos os defeitos do tubo sejam capturados.
pensamentos finais
Os benefícios do teste ultrassônico o tornam uma adição essencial ao programa de gerenciamento de qualidade de uma rede de dutos. Essa tecnologia pode detectar trincas existentes e até mesmo identificar o início precoce da formação de defeitos. Esses recursos permitem que os proprietários de ativos tomem medidas preventivas imediatas para mitigar os efeitos de falhas de pipeline.
No entanto, como acontece com qualquer método de teste, é fundamental entender as limitações da tecnologia para garantir a precisão dos resultados do teste e a eficácia das estratégias corretivas.