تفاوت LMA و LF

در روش ارزیابی مغناطیسی کابل MRT دو اصطلاح یا به‌نوعی دو کلمه اختصاری معروف LMA و LF وجود دارد که هر دو بر اساس استانداردهای ISO4309 و EN12927 مطرح شده‌اند.

• LF مخفف Localized Fault است. گاهی اوقات می‌توان آن را به‌عنوان LD، نقص موضعی (Localized Defect) نیز یافت.
• LMA مخفف Loss of Metallic Area است.

 این دو سیگنال معمولاً نشان‌دهنده اصول کار روش MRT است.

 در این مقاله، نحوه تشخیص و نحوه ایجاد آن‌ها، معنای فیزیکی آن‌ها و شرایطی که در آن‌ها بهترین عملکرد را خواهید دید، مطرح شده است.

بیشتر بخوانید : مزایای روش ارزیابی مغناطیسی کابل (MRT)

عیوب موضعی LF (The Localized Fault signal)

فناوری LF قدیمی‌ترین فناوری روش MRT است. این سیگنال معروف، نشت شار مغناطیسی را در صورت وجود نقص در یک جسم مغناطیسی شده، مانند کابل سیم بکسل فولادی، اندازه‌گیری می‌کند.

همان‌طور که در تصویر بالا نشان داده شده است، هنگامی‌که عیبی روی کابل کاملاً اشباع شده وجود داشته باشد، قسمتی از میدان مغناطیسی از کابل خارج شده و از عیب عبور می‌کند.

این پدیده به دلیل وجود شکاف ایجاد شده توسط عیب در کابل رخ می‌دهد. در این حالت خطوط شار تغییر می‌کند چراکه با ناحیه (شکاف) با مقاومت مغناطیسیِ متفاوت برخورد می‌کند. این تغییر در اطراف کابل رخ می‌دهد. شدت و جهت نسبی به ماهیت و شکل عیب بستگی دارد. کاوشگرهای دستگاه، شار را تشخیص داده، آن را به ولتاژ تبدیل می‌کنند و درنهایت سیگنال را استخراج می‌کنند.

در تصاویر زیر می‌توانید دو نمونه از سیگنال‌های معمولی را که با فناوری LF به دست آمده مشاهده کنید.

کابل های شکسته شده و دارای خوردگی را می‌توان با فناوری LF تشخیص داد. ذکر این نکته ضروری است که هر سیگنال باید توسط یک تکنسین آموزش‌دیده تفسیر شود. در نمودارها هیچ نشانه واقعی در مورد تعداد کابل‌های شکسته، موجودیت خوردگی یا از بین رفتن سطح فلزی و هیچ درصدی در محور وجود ندارد.

 این نتایج به بخش تفسیر منتقل می‌شوند. یک تکنسین آموزش‌دیده که نمودارها را می‌خواند می‌تواند به‌راحتی وضعیت واقعی کابل را ارزیابی کند. پایداری قوی، خطی بودن ساده و قابلیت اطمینان (بدون اثرات عجیب و نوسانات سیگنال) سیگنال LF را توصیف می‌کند. به همین دلیل، سیگنال LF تنها سیگنالی است که توسط روش صدور گواهینامه آزمون EN12927 مطرح شده است. بدون گذراندن این آزمون، امکان فعالیت در بخش تله کابین وجود ندارد.

عیوب ناشی از کاهش سطح مقطع LMA (Loss of Metallic Area)

عیوب ناشی از کاهش سطح مقطع (Loss of Metallic Area-LMA) به‌منظور ارائه‌ی اطلاعات کمی از میزان خسارت وارده به کابل است، به کمک این روش می‌توان نقص‌های موجود (معمولاً خوردگی) کابل های فلزی را تشخیص داد.

نمودار مربوط به این سیگنال عمدتاً به شکل درصد نشان داده می‌شود. تکنسین مربوطه مقدار (-2، ، -5، و غیره) روی نمودار را که مربوط به از دست دادن بخش فلزی در یک نقطه مشخص است می‌خواند.

رابطه بین حجم و طول طناب

نام واقعی LMA را می‌توان LMV (از دست دادن حجم فلزی Loss of Metallic Volume) نیز دانست. هنگامی‌که عیبی در یک کابل وجود دارد، در مقاومت مغناطیسی تفاوت زیادی به وجود می‌آید. کابل را می‌توان به‌عنوان یک مقاومت الکتریکی در نظر گرفت که ارزش در نظر گرفته آن بستگی به ویژگی‌های فیزیکی کابل دارد.

ناحیه دارای عیب منطقه‌ای است که در آن آهن با هوایی که مقدار کل مقاومت را تغییر می‌دهد جایگزین شده است. در بحث تقارن مغناطیسی magnetic parallelism  به این پدیده مقاومت (reluctance) گفته می‌شود. هرچه کابل های موردبررسی شکستگی و یا خوردگی بیشتری داشته باشند، مقاومت بیشتر می‌شود، زیرا مانع به جریان درآمدن شار مغناطیسی می‌شود.

دایره آبی در تصویر 3 نشان‌دهنده نقطه اندازه‌گیری در دستگاه برای تشخیص تغییرات شار است. ممکن است بیان شود که تحت فرضیه خاصی، شار اندازه‌گیری شده متناسب با حجم عیب در کابل است.

بین حجم و طول کابل چه نسبتی وجود دارد؟

• اگر طول عیب بیشتر از طول دستگاه باشد، کاهش حجم متناسب با کاهش مقطع است. فقط تحت این فرضیه LMV با LMA منطبق است.
• اگر عیب کوتاه‌تر از طول دستگاه باشد همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده است سیگنال از نظر دامنه سطحش پایین تر یا کمتر است،

به همین دلیل است که سیگنال LMA معمولاً برای شناسایی عیوب طولانی» مانند خوردگی، فرسودگی و غیره استفاده می‌شود. به‌طورمعمول برای تشخیص کابل‌های شکسته مناسب نیست.

یک سیگنال LMA معمولی در تصویر 5 نشان داده شده است، کابل تا 194 متر در وضعیت خوبی قرار دارد، سپس برای 30 متر حدود 10-15٪ نقص وجود دارد.

پدیده اثرات نهایی

اندازه‌گیری LMA مستقیماً به شار اصلی که از داخل کابل عبور می‌کند و مدار مغناطیسی متصل می‌شود. هرگونه تغییر در مسیر شار را می‌توان توسط پروب ها به‌عنوان تغییری در یک بخشی از کابل در نظر گرفت.

این امر مسلماً زمانی که شار به دلیل نقص واقعی روی کابل تغییر می‌کند نیز صادق است، اما گاهی اوقات مسیر میدان مغناطیسی می‌تواند توسط برخی پدیده‌های خارجی مخدوش شود. یک مثال واضح و مکرر “پدیده اثرات نهایی”  (end effects phenomenon) است که چند متر قبل از پایان کابل ظاهر می‌شود.

تصور کنید که آزمایشی را در یک تله کابین انجام دهید، جایی که کابل یک حلقه بسته است. در این حالت، مقدار کابلی که در جلوی دستگاه وجود دارد، در پشت آن نیز یکسان است؛ به عبارت دیگر، پیکربندی مغناطیسی خارجی و خطوط شار یکسان است.

اگر آزمایش را بر روی کابل جرثقیل انجام دهیم، در یک نقطه خاص خاتمه کابل به دستگاه نزدیک می‌شود و مقدار کابل فلزی در پشت و جلوی سیستم متفاوت خواهد بود. این امر باعث ایجاد اعوجاج در خطوط شار می‌شود و درنتیجه سیگنال را تغییر می‌دهد.

تصویر بعدی نمونه‌ای از این پدیده را نشان می‌دهد. در اینجا دستگاه به‌صورت دستی روی کابل حرکت می‌کند، این حرکت از ابتدا (1 متر کابل در پشت و 10 متر در جلو) شروع شده و تا انتها (وضعیت مخالف) ادامه می‌یابد.

همان‌طور که مشاهده می‌کنید، سطح متوسط نمودار از یک مقدار به مقداری دیگر منتقل می‌شود و این تعبیر غلطی از تغییر است. به‌طور خلاصه، در این آزمایش‌ها آزمایشگاهی که در آن نقص‌ها به‌طور مصنوعی نزدیک به انتهای کابل ایجادشده‌اند، خواندن تغییرات واقعی در سطح مقطع تقریباً غیرممکن است. چرا باید بازرسی میدانی آسان‌تر شود؟

حساسیت سیگنال به محیط خارجی

سیگنال LMA نسبت به LF به محیط خارجی بسیار حساس‌تر است. اگر در حین آزمایش برخی از قطعات فلزی به سیستم نزدیک شوند، خطوط شار مغناطیسی تغییر می‌کند و احتمالاً بر روی نتیجه بازرسی تأثیر می‌گذارد. این مهم یکی از دلایلی است که باعث می‌شود دستگاه در یک محیط آزاد قرار گیرد.

درنهایت، باید به خاطر داشته باشیم که نمودار LMA معمولاً بسیار فیلتر شده است که به‌شدت با روش‌های نرم‌افزاری، ظاهر خود نمودار را تغییر می‌دهد. مزیت اصلی این روش این است که ردیابی بهتر تفسیر بهتری ارائه می‌دهد، اما کاربر نهایی باید کنترل تمامی مراحل را حفظ کند. وقتی الگوریتم‌های بسته اعمال می‌شوند و مشتری هیچ کنترلی بر آن‌ها ندارد، ممکن است موقعیت خطرناکی به وجود آید. این وضعیت یک وضعیت کلاسیک است که در آن کاربر به‌خوبی کار می‌کند اما نقطه شروع و درنتیجه بازرسی کاملاً اشتباه است.

در نهایت LMA  یا LF ؟

LF ازنظر فنی به‌عنوان پایدارترین سیگنال شناخته می‌شود و تنها نقصی است که کاملاً تنظیم شده است (EN12927). در این سیگنال، عیب و دامنه مستقیماً با هم ارتباط ندارند و بسته به شکل آسیب، می‌توانند از عیبی به عیب دیگر متفاوت باشند. به همین دلیل، تجزیه و تحلیل نیاز به تفسیر کاربر دارد. تحت آموزش مناسب، تکنسین ها قادر خواهند بود نمودارهایی را که به مشتریان خود گواهی وضعیت کابل می‌دهند، به‌درستی بخوانند.
 

بیشتر بخوانید : بازرسی کابل فولادی؛ آنچه نمی‌توانید مشاهده کنید

 LMA یک سیگنال آسان است و این دقیقا ضعف اصلی آن است. متأسفانه خواندن “-5 “برای تعریف وضعیت واقعی کابل کافی نیست. این امر به نوبه خود‌ خطر بزرگی محسوب می شود؛ زیرا افراد غیرحرفه ای و بدون آگاهی عمیق از این پدیده نیز می‌توانند آن را بخوانند.

از نظر ما، اگر افراد آموزش خوبی در مورد LMA  دیده باشند، این سیگنال می‌تواند یک “سیگنال پشتیبان” خوب برای LF باشد. اگر افراد به‌درستی آموزش ندیده باشند، باید از در نظر گرفتن سیگنال LMA اجتناب کنند.

همچنین در نظر داشته باشید که برخی از دستگاه‌ها وجود دارند که در آن‌ها “سیگنال دوگانه یا ‘dual signal’   (LF+LMA) با استفاده از دو پروب مختلف بدست نمی‌آید ، بلکه با محاسبه ریاضی پیچیده بدست می آید ؛ به عبارت دیگر، گاهی اوقات نمودار LF که روی صفحه می‌بینید فقط مشتق عددی سیگنال LMA است. این ازنظر فیزیکی اشتباه است و هرگونه سیگنال کاذبی که می‌توانید در LMA داشته باشید، در LF نیز منتقل می‌شود؛ به عبارت دیگر، اگر یک سیستم مجهز به LMA باشد، فرد باید بررسی کند که آیا LF نیز موجود است و آیا LF توسط یک مدار پروب جداگانه به دست آمده است یا خیر.

منبع : https://www.mennens.nl

بیشتر بخوانید : بهره وری روش MFL در خدمات بازرسی لوله

بیشتر بخوانید : خدمات بازرسی لوله به روش های غیرمخرب