نوشته‌ها

سایر کاربردهای نشتی شار مغناطیسی

سایر کاربردهای نشتی شار مغناطیسی

در محتواهای گذشته منتشر شده در مجله مپوا در خصوص روش نشتی شار مغناطیسی به‌طور مفصل بحث شد. در این مقاله بیشتر تلاش شده تا نگاهی به سایر کاربردهای روش نشتی شار مغناطیسی هم داشته باشیم:

سایر کاربردهای آزمایش نشتی شار مغناطیسی

در سایر کاربردهای آزمایش نشتی شار مغناطیسی و موارد خاص به‌کارگیری روش MFL، به‌عنوان‌مثال، آزمایش اجسام با قطر مسطح یا بزرگ، اشباع مغناطیسی فولاد به دلیل وجود مقدار زیادی فولاد در مجاورت منطقه‌ی مورد آزمایش و استفاده از تکنیکی متفاوت در ایجاد میدان مغناطیسی، دشوار است. این امکان وجود دارد که در خصوص بازرسی کف مخازن (Tank floors) یا خطوط لوله با قطر بزرگ (large diameter pipelines) این تجهیزات – همچون بازرسی کابل -با سیستم مغناطیسی احاطه نشوند، بنابراین در این زمان، از سیستم مغناطیسی U شکل برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌شود. برخلاف بازرسی کابل، چگالی شار مغناطیسی، B که توسط اسکنر MFL در کف مخازن با ضخامت زیاد ایجاد شده، اغلب کمتر است.

 

بازرسی کف مخازن (MFL کف)

برخی از ابزارهای مورد استفاده برای بازرسی کف مخازن دارای آهن‌رباهای دائمی هستند که در سیستم مغناطیسی U شکل پیاده‌سازی شده‌اند. برخی دیگر نیز از ایجاد میدان مغناطیسی جریان متناوب استفاده می‌کنند.

اسکنرهای MFL (MFL scanners) می‌توانند عیوب و خوردگی های موجود در کف مخازن را سریع تر و موثرتر آشکار کنند، اما عمق دقیق خوردگی را تنها با روش آزمایش ضخامت اولتراسونیک (UT – ultrasonic testing) می‌توان اندازه گرفت.

پیگ یا توپک ها نیز (PIGs – Pipeline inspection gages) با استفاده از اصول UT یا MFL کار می‌کنند پیگ ها معمولاً یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد می‌کنند که اشباع کامل دیواره خط لوله را امکان‌پذیر می‌سازد. PIG با جریان روغن یا گاز به داخل خط لوله می‌رود و نشتی شار مغناطیسی ایجاد شده توسط شکستگی‌های دیواره را تشخیص می‌دهد.

پیگ PIG

PIG معمولاً شامل سیستم‌های مغناطیسی اصلی و کمکی مجهز به آهن‌ربا و سنسورهای دائمی است. سیستم مغناطیسی اصلی به کمک آهن‌رباهای قوی یک میدان مغناطیسی قوی با یک هسته نسبتاً بزرگ و سنگین ایجاد می‌کند، که تمام ناپیوستگی ها را بدون توجه به موقعیت آن‌ها در دیوار آشکار می‌کند.

سیستم مغناطیسی کمکی با میدان مغناطیسی ضعیف در خارج از سیستم اصلی، میدان مغناطیسی ضعیفی را تنها برای تشخیص خوردگی های سطح داخلی دیوار فراهم می‌کند؛ بنابراین، ردیابی و اندازه‌گیری ابعاد ناپیوستگی ها امکان‌پذیر می‌گردد.

یک PIG MFL سنگین است. به‌عنوان‌مثال، وسیله اندازه‌گیری بازرسی از خط لوله ۵۰۸ میلی متر (۲۰ اینچ) تقریباً ۸۰۰ کیلوگرم (۱۷۶۴ پوند) وزن دارد. شکل ۵ دستگاه MFL دیگری را با اشباع مغناطیسی برای پوشش لوله NDT میدان نفتی نشان می‌دهد. سیستم مغناطیسی آن مشابه سیستم PIG است اما از جریان مستقیم برای ایجاد میدان مغناطیسی استفاده می‌کند. برای جابجایی دستگاه از طریق لوله از بالابر کابل استفاده می‌شود تا شکستگی ها و نواحی خوردگی در سطح داخلی و خارجی را به‌طور قابل اعتمادی تشخیص دهد.

 

نتیجه گیری در خصوص بهره گیری از روش MFL

ابزارهای MFL که با استفاده از میدان های مغناطیسی قوی آزمایش اشباع مغناطیسی بازرسی را ممکن می‌سازند، تکرار پذیری خوبی دارند و همچنین شکستگی‌های  بیرونی و داخلی را با حساسیت بالا نشان می‌دهند.

آن‌ها همچنین ممکن است مقدار فولاد از بین رفته در اثر خوردگی و اصطکاک را نیز به دقت اندازه بگیرند. بااین‌حال، برای ایجاد یک میدان مغناطیسی قوی، چنین ابزارهای MFL به وزن و اندازه کافی نیاز دارند. وقتی شرایط اشباع غیرقابل دستیابی است، ممکن است از میدان مغناطیسی نسبتاً ضعیف برای بازرسی استفاده شود، اما خوانایی آن از تکرار پذیری و دقت کمتری برخوردار است.

تا به امروز تجهیزات میدان مغناطیسی ضعیف، به‌ویژه در یک میدان مغناطیسی باقیمانده، به دلیل وزن نسبتاً کم و اندازه کوچک جذاب به نظر می‌رسند، اما عملکرد آن‌ها نسبت به تجهیزاتی که از ابزارهای میدان مغناطیسی قوی استفاده می‌کنند کمتر هستند. این موضوع برای پایش وضعیت و پیش‌بینی طول عمر آن‌ها بسیار مهم است.

منبع :

Magnetic Flux Leakage Testing. Strong or Weak Magnetization

عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب یابی خوردگی کف مخازن

عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب‌یابی خوردگی کف مخازن

Magnetic Flux Leakage for Corrosion Mapping of Storage Tank Floor

در این متن عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب یابی خوردگی کف مخازن مورد بررسی قرار می گیرد.

ساختار اولیه بازرسی به روش MFL در شکل ۱ نشان داده شده است. این شکل نشان‌دهنده یک اسکنر MFL است که توسط شرکت silverwing طراحی و ساخته شده است. این وسیله از یک یوک مغناطیسی و مجموعه‌ای از سنسورهای مغناطیسی که در یک راستا چیده شده‌اند تشکیل‌شده است؛ تا در هر بار اسکن بتواند سطح مشخصی را تحت پوشش قرار داده و بازرسی کند. تمامی این ملزومات در بخش پایینی اسکنر تعبیه می‌شود. این مجموعه بر روی سطح فولادی قرار گرفته و توسط یک سیستم محرک در جهات مختلف حرکت می‌کند. معمولاً جهت یوک و سنسورها نسبت به جهت حرکت درجه اختلاف دارد.

.

نحوه ثبت داده

سطح مقطع این اسکنر در شکل ۲ نشان داده شده است. سیگنال نشتی مغناطیسی در اثر حرکت یوک و سنسور بر روی سطح صفحه فولادی و جمع‌آوری داده‌های حاصل از سنسورها حاصل می‌شود.

نحوه ثبت داده در یک سنسور به شرح زیر است:

میدان مغناطیسی توسط یوک مغناطیسی و قطب‌های آهنربا بر روی صفحه فولادی القا می‌شود.

القای مغناطیسی در حدی است که باعث اشباع میدان در راستای ضخامت صفحه می‌گردد.

در صورت عدم وجود عیب در صفحه فلزی فولادی میدان کاملاً یکنواخت در راستای ضخامت پخش می‌گردد؛ ولی درصورتی‌که عیبی در راستای ضخامت وجود داشته باشد یا خوردگی در راستای ضخامت اتفاق افتاده باشد در این صورت به دلیل مقاومت مغناطیسی ایجادشده جریان شار میدان مغناطیسی باعث می‌شود؛ که مقداری از میدان به بیرون از صفحه راه یابد که به این پدیده نشتی شار میدان مغناطیسی گفته می‌شود؛ که این مسیر طبیعی جریان میدان مغناطیسی را تشکیل می‌دهد و از بالا و پایین صفحه منتشر می‌شود. معمولاً در مورد کف مخازن به یک سطح از مخزن دسترسی وجود دارد و سطح پایینی کف مخزن غیرقابل دسترسی است. با روش MFL بدون دسترسی به سطح پایینی صفحه می‌توان مقدار خوردگی آن را مورد تجزیه‌وتحلیل قرار داد.

.

ترکیب روش MFL با تکنولوژی‌های دیگر

ازآنجایی‌که برخی خوردگی‌ها در سطح پایینی صفحه یا کف مخزن اتفاق می‌افتد و برخی از آن‌ها در سطح بالایی صفحه ممکن است ظاهر شوند لذا ازنظر شناسایی توسط روش MFL یک سیگنال را دریافت می‌کنند و تفاوتی ازنظر اثربخشی بر روی سنسورهای مغناطیسی داده بردار ندارند. لذا برخی وقت‌ها روش MFL برای عملکرد نشتی شار مغناطیسی در عیب یابی خوردگی کف مخازن با تکنولوژی‌های دیگری ترکیب می‌شود تا بتواند عیوب پایین صفحه را از عیوب بالایی متمایز و تفکیک کند. این تکنولوژی به نام استارز STARS یا Surface topology air reluctance System معروف است. این تکنولوژی که از روش‌های تست غیر مخرب جدید است در جهت شناسایی تغییرات شار مغناطیسی ایجادشده در سطح صفحه فولادی عمل می‌کند. بطوریکه عیوب سطح بالایی صفحه باعث تغییر جریان شار مغناطیسی شده و این تغییرات توسط استارز قابل‌شناسایی است.

روش استارز از مجموعه‌ای از سنسورها مکمل دیگری بین صفحه و قطب مغناطیسی یوک استفاده می‌کند. وقتی‌که فاصله بین یوک مغناطیسی و سطح بالایی صفحه افزایش می‌یابد. دانسیته شار مغناطیسی کاهش می‌یابد؛ بنابراین هر تغییراتی در سطح بالایی صفحه فولادی (در اثر وجود عیب) باعث تغییر دانسیته شار در فاصله هوایی شده و این تغییرات توسط سنسورهای خاص این کار اندازه‌گیری و ثبت می‌گردد.

منبع:

https://eddyfi.com/en/technology/magnetic-flux-leakage-mfl-tank-inspection