نوشته‌ها

مطالعه موردی از بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی

مطالعه موردی از بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی

(شرکت اینترون پلاس INTRON PLUS)

 

دستگاه نشت شار مغناطیسی شرکت اینترو پلاس INTRON PLUS

intron

نتایج حاصل از بررسی دستگاه ساخته‌شده توسط شرکت اینترون پلاس INTRON PLUS به روش ارزیابی مغناطیسی کابل MRT (در سال ۲۰۱۰-۲۰۱۱) نشان داده است که ۲۵٪ از تمام کابل‌های بازرسی شده باید قبل از رسیدن به مقدار ton-mile (تن-مایلِ) تعیین شده توسط مقررات بازرسی خدمات کابل تعویض شوند. (توضیح آنکه یک  ton-mile معادل حمل یک تن محصول به میزان یک مایل است). این موضوع نشان دهنده اهمیت بازرسی کابل به روش MRT در سکوهای حفاری است. در این مطلب مطالعه موردی از بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی شرکت اینترون پلاس مورد بررسی قرار گرفته است.

از سال ۲۰۱۴ سیستم پایش وضعیت پیوسته و خودکار کابل Intros-Auto برای بازرسی چندین دکل حفاری ۴ شرکت مختلف در روسیه نصب شد. این سیستم، کابل های فولادی از سازه های ۶ رشته ای و ۸ رشته ای با قطر ۲۸ میلی متر تا ۳۵ میلی متر را بررسی می‌کند.

بیشتر بخوانید : پیاده‌سازی سیستم پایش وضعیت پیوسته کابل

پایش وضعیت به طور پیوسته و به صورت دوره‌ای انجام می‌شود. کابل باید قبل از هر شیفت، یعنی دو بار در روز بررسی شود.

در حین بازرسی، قلاب از پایین ترین موقعیت به بالاترین موقعیت می‌رود تا حداکثر عبور طول کابل از هد مغناطیسی فشرده compact magnetic head (MH) را فراهم کند.

ذکر این نکته ضروری است که هنگام بازرسی، کابل باید بار یکسانی داشته باشد، زیرا بسته به این بار، نتایج حاصل شده می‌تواند متفاوت باشد.

بیشتر بخوانید: بازرسی کابل فولادی؛ آنچه نمی‌توانید مشاهده کنید

نتایج بازرسی به روش نشتی شار مغناطیسی

شکل ۴ نتایج بررسی LMA و LF کابل را پس از ۳۰ روز را نشان می دهد که به ۴۵۴۵ تن کیلومتر رسیده است که تقریباً ۵۰٪ (۳۰۰۰ تن کیلومتر) از معیارهای برش و لغزش فراتر رفته است: کابل عیب قابل توجهی ندارد. فقط چندین شکستگی در نتایج LF-trace کابل دیده می‌شود.

LMA and LF traces for the rope running 4545 t-km.

شکل ۴ – آثار LMA و LF برای طناب با طول ۴۵۴۵ تن کیلومتر

شکل ۵ آثار LMA و LF را هنگام ظاهر شدن نشانگر زرد در صفحه نمایشگر نشان می دهد. این اتقاق پس از ۳۶ روز عملیات رخ داده و شرایط به موقعیت ۵۴۰۰ تن کیلومتر دست یافته بود.

LMA and LF traces for the rope running 5400 t-km

شکل ۵ – آثار LMA و LF برای طناب با طول ۵۴۰۰ تن-کیلومتر

مناطقی با محل تجمع کابل های شکسته هم وجود دارد: در فاصله ۹۰ – ۱۵۰ متر و در فاصله ۲۰۰ – ۱۵۰ متر.

حداکثر شکستگی کابل در طول ۳۰ روز در منطقه دوم بیشتر از منطقه اول است و از آستانه هشدار که با نور زرد مشخص شده است فراتر رفته است.

شکستگی‌های کابل در گروه های دوره‌ای واقع‌شده است که ویژگی خرابی کابل را در قرقره‌های این بالابر منعکس می‌کند.

شکل ۶ آثار LMA و LF را هنگامی نشان می دهد که چراغ نمایشگر قرمز رنگ است. این مورد بعد از ۳۸ روز است یعنی زمانی که کابل شرایط ۵۹۰۰ تن کیلومتر داشت.

LMA and LF traces for the rope running 5900 t-km

شکل ۶ – آثار LMA و LF برای طناب با طول ۵۹۰۰ تن-کیلومتر

حداکثر شکستگی‌های کابل در بیش از ۳۰ روز در فاصله ۲۰۰ – ۱۵۰ متر از آستانه تعویض کابل فراتر می‌رود. لازم به ذکر است که این اتفاق تنها ۲ روز پس از نمایشِ نشانگر زرد رخ داده است. پس از شروع، تخریب کابل با سرعت بسیاری پیش می‌رود.

معیارهای تعویض کابل برای نشانگر قرمز مربوط به شکستگی ۱۰٪ کابل در یک طول لبه (مربوط به ۶ روز) است. در این مورد مطالعاتی، این حالت به معنی شکستن ۲۱ کابل است.

به منظور شمارش تعداد واقعی کابل های خراب، بیشتر قسمت‌های خراب‌شده کابل بریده‌شده و از هم جدا شد.

بیشتر بخوانید:

مراحل بازرسی به روش آزمون نشتی شار مغناطیسی (MFL)

اطلس عیوب ایجادشده بر روی کابل‌ها سیم بکسل

شکل ۷ رشته ها جداگانه یک کابل را بعد از جدا کردن رشته ها نشان می دهد. حداکثر شکستگی کابل ها در طول باند ۲۷ است.

 Broken wires of one strand after its unstranding

شکل ۷ رشته ها جداگانه یک کابل را بعد از جدا کردن رشته ها

بنابراین نشانگر سیستم سالم است. لازم به ذکر است که شمارش دقیق کابل های خراب در محل تجمیع خرابی‌های کابل، کار نسبتا پیچیده‌ای است، بنابراین در این حالت فقط تخمین آماری می‌توان انجام داد.

جدا کردن اغلب رشته های خراب کابل پس از چرخه بعدی عملیات نیز تکرار شد و برآورد صحیح کابل بررسی‌شده توسط Intros-Auto  را تأیید کرد.

 

نتیجه‌گیری

مفهوم بازرسی پیوسته به روش نشتی شار مغناطیسی در سیستم نظارت بر کابل شرکت اینترو پلاس INTRON PLUS ایجاد و اجرا شد.

این سیستم تشخیص به موقع خرابی و عیوب کابل را فراهم می‌سازد و در نتیجه عملکرد مناسب کابل می‌تواند منجر به کاهش هزینه شود.

عملکرد مناسب سیستم نظارت پیوسته کابل در شرایط صنعتی، قابلیت اطمینان، سادگی در عملکرد و اعتبار نتایج بازرسی را نشان داده می دهد. این مفهوم به برنامه‌های مهم دیگری در خصوص بازرسی کابل نیز گسترش خواهد یافت.

 

بیشتر بخوانید:

سایر کاربردهای نشتی شار مغناطیسی

آزمایش نشتی شار مغناطیسی با تجهیزات ایجاد میدان مغناطیسی قوی و ضعیف

بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL مپوا

بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL

بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها به روش نشتی شار مغناطیسی MFL

بازرسی غیرمخرب کابل فولادی

دلایل استفاده از بازرسی غیرمخرب کابل فولادی

خوردگی کابل های فولادی به دلایل مختلفی ممکن است رخ دهد و این خوردگی طی زمان باعث کاهش استحکام و عمر کابل ها می‌گردد.

کابل های فولادی به دلایل ایمنی مختلف باید به شکل دوره‌ای بازرسی شوند. این بازرسی های دوره‌ای سبب می‌شوند که کابل ها در زمان مناسب تعویض شوند و درنتیجه هزینه‌های ناشی از خرابی یا تعویض نا به هنگام کابل ها را از بین می‌برند. 

مقایسه داده‌های ناشی از بازرسی ها دوره‌ای و تطابق آن‌ها با استانداردهای گوناگون به افراد و شرکت‌ها اجازه می‌دهد که در خصوص تعویض کابل ها یا تعمیر آن‌ها تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرند. به زبان ساده، درنتیجه‌ی این بازرسی ها می‌توان به‌خوبی تشخیص داد که آیا کابل باز هم می‌تواند به خدمت گرفته شود یا باید آن را تعویض نمود.

بازرسی دوره ای کابل به روش نشتی شار مغناطیسی

امروزه توصیه می‌شود که این بازرسی های دوره‌ای به روش نشتی شار مغناطیسی صورت گیرند. شرکت مهندسان پایش وضعیت امیرکبیر (مپوا) به تکنولوژی بازرسی مغناطیسی کابل به روش نشتی شار مغناطیسی دست یافته است.

سیستم عیب یابی کابل های سیم بکسل فولادی به روش نشتی شار مغناطیسی توانایی بازرسی غیرمخرب کابل ها و لوله ها با قطرهای مختلفی را دارد. این دستگاه ابزاری دوکاره است که هم می‌تواند عیوب ناشی از کاهش سطح مقطع (Loss of Metallic Area-LMA) را تشخیص دهد و هم عیوب موضعی (Local Flaw-LF) که می‌توانند ناشی از خوردگی، سائیدگی و شکست های داخلی و خارجی کابل باشند.

این بازرسی های دوره ای به روش MFL مزایای بسیار دیگری نیز دارند که در مقاله مزایای روش ارزیابی مغناطیسی کابل (MRT) به آن پرداخته شده است.

دستگاه MFL مپوا می‌تواند برای بازرسی های استاندارد کابل های فولادی، کابل های پیچشی، کابل های نیمه قفل‌شده (half-locked rope)، کابل های کاملاً قفل‌شده (full-locked rope)، کابل های پوشیده شده با سطح پلاستیکی یا کابل های ساخته شده از جنس فیبرهای سبک و گالوانیزه شده مورد استفاده قرار گیرد. همچنین این دستگاه استانداردهای مدنظر را در بردارد. این استانداردها موارد زیر هستند:

  • ISO 4309
  • EN 12927
  • IMCA LR 004
  • IMCA
  • HSSE 023
  • IMCA M 197
  • ASTM E1571

اساس کار دستگاه MFL

اساس کار دستگاه MFL بر مبنای روش نشتی شار مغناطیسی magnetic flux leakage یا MFL شکل گرفته است که با تشخیص ناهنجاری های موجود در الگوی شار نرمال ایجاد شده موارد ناپیوستگی را تشخیص می‌دهد. این روش بازرسی عموماً به‌عنوان روش بازرسی مغناطیسی کابل magnetic rope testing یا MRT شناخته می‌شود.

کابل فولادی در تجهیزات MFL

آهنرباهای قوی در هد مغناطیسی دستگاه MFL وجود دارند که به‌صورت مغناطیسی کابل را اشباع می‌کنند.

اگر کابل هیچ بی‌نظمی نداشته باشد میدان مغناطیسی بالای سطح کابل (نشتی شار) یکنواخت باقی می‌ماند. سنسورهای موجود در دستگاه این داده‌ها را جمع‌آوری می‌کنند؛ بنابراین در صورت وجود تغییراتی در بخش‌های مختلف کابل (به دلایل مختلف ازجمله شکستگی، خوردگی، فرسودگی، نقاط جوش و …) شار مغناطیسی بالای سطح کابل تغییر می‌کند. این بی‌نظمی‌ها، سیگنال های سنسورها را تغییر می‌دهند.

 

اجزا دستگاه MLF

واحد پردازش دستگاه سیگنال های موجود را ذخیره و پردازش می‌کند. درواقع دستگاه MFL دارای دو بخش کلی است یکی هد مغناطیسی دستگاه و دیگری واحد اصلی پردازش که توسط انتقال‌دهنده‌ی به خصوصی به یکدیگر متصل شده‌اند. هد مغناطیسی دستگاه برای بازرسی کابل ها با قطرهای مختلف از ۶ میلی‌متر تا ۱۰۰ میلی‌متر به کار می‌رود.

در طول مراحل بازرسی، کابل یا لوله داخل هد مغناطیسی دستگاه MFL حرکت می‌کند یا بالعکس هد مغناطیسی در طول کابل/لوله حرکت می‌کند و بدین طریق داده‌های اولیه از طریق واحد اصلی پردازش جمع‌آوری می‌شوند. طی عبور کابل از هد مغناطیس واحد اصلی پردازش داده‌های بازرسی را نمایش می‌دهند.

داده‌های مربوط به‌سرعت حرکت کابل و موقعیت کابل نیز در طول حرکت مشخص است. این داده‌ها در واحد پردازش جمع‌آوری و ذخیره می‌گردند و به‌راحتی می‌توانند به کامپیوتر یا سایر دستگاه‌های نیازمند بررسی انتقال داده شوند.

این داده‌ها معمولاً به شکل نمودارهای فاصله-سیگنال (signal-distance diagram) تبدیل می‌شوند که شامل LMA، LF و سرعت است. همچنین همان‌طور که بیان شد در طول بازرسی هم این داده‌ها به‌طور لحظه‌به‌لحظه قابل‌ردیابی هستند.

 

اطلاعات بیشتر در خصوص دستگاه MFL ایرانی شرکت مپوا

منبع :  Non-destructive testing of steel wire ropes