نوشته‌ها

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

 

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها – کنفرانس لیفتکس

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها – کنفرانس لیفتکس

در مقاله‌ی پیش رو بخشی از نکات بیان شده توسط آقای بری موردو (Barrie Mordue) مدیر شرکت tensology، در کنفرانس لیفتکس Liftex Conference را می‌خوانید. او در این کنفرانس در خصوص اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل ها و نقش پررنگ این روش در امنیت و مسائل مالی مربوط به بررسی و تعویض کابل ها سخن گفته است.

بازرسی چشمی کابل و جرثقیل

بازرسی سنتی کابل درواقع بازرسی چشمی کابل است که به عقیده بری موردو مدیر شرکت tensology شرایط داخلی کابل ها را به‌درستی مورد ارزیابی قرار نمی‌دهد. به‌خصوص برای کابل های چند کلافه (چند رشته ای) که پیچیدگی‌های بیشتری دارند، دسترسی و نظارت بر شرایط داخلی کابل ها اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند. خوردگی داخلی رشته ها یا کلاف ها باعث فشار بیشتر بر طناب می‌شود. این خوردگی به‌طور مستقیم بر میزان تحمل بار و ظرفیت و توان نهایی کابل ها مؤثر است. همچنین خوردگی داخلی بر شرایط خارجی کابل ها هم مؤثر است؛ و با گذشت زمان سبب کاهش چشمگیر عمر طناب یا کابل های مورد استفاده می‌شود.

معایب بازرسی چشمی کابل و جرثقیل

بازرسی سنتی کابل های یک بازرسی موضعی است که فقط شرایط بیرونی رشته ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. البته برخی روش های موجود در این بازرسی استفاده از گیره (clamp) را توصیه می‌کنند برخی هم خیر. پس‌ازاین که یک بخش مورد ارزیابی قرار گرفت نیاز است که به شکل و حالت قبلی برگردد. این امر به‌خودی‌خود می‌تواند باعث فشار نیروهای جدیدی بر طناب گردد.

این روش محدودیت های زیادی دارد. به‌عنوان مثال این روش تنها می‌تواند برای کابل هایی به کار رود که شرایط بازرسی را داشته باشند. برای برخی کابل ها مثل کابل های بسیار سنگین یا کابل های با پلاستیک پوشانده شده (plastic coated) یا  کابل های با پوشش PFV (plastic filled valley) نمی‌توان این روش را به کار برد.

پلاستیکی کردن کابل های فلزی مزایایی هم دارد. به‌عنوان مثال حالت بالشتکی ایجاد شده سبب کاهش فشار بر هسته کابل می‌گردد. کابل PFV دارای خاصیت ترموپلاستیکی (thermoplastic) در اطراف رشته هایش است که شیارهای کابل را می‌پوشانند. تحقیقات نشان داده که پلاستیک تماس کابل ها را کاهش می‌دهد، فضای پوششی بیشتری را فراهم می‌کند و مانع از خوردگی داخلی می‌شود. در نهایت هم قطر کابل افزایش نمی‌یابد.

اما بازرسی داخلی با استفاده از روش‌های سنتی بی‌فایده است. حتی اگر شما بتوانید به‌صورت چشمی کابل را بازرسی کنید نمی‌توانید تمام طول کابل را به‌دقت برسی کنید ( شاید تنها ۱۰ درصد) و حتی ممکن است به یک سمت از کابل دسترسی داشته باشید. ( بنابراین درنهایت تنها ۵ درصد بازرسی صورت می‌گیرد) .

اگر شما نقش حیاتی که کابل ها در فرآیندهای کاری دارند و همچنین هزینه های قابل‌ملاحظه ناشی از تعویض نا به هنگام کابل ها را در نظر بگیرید، این روش بسیار ناکارآمد است.

بازرسی مغناطیسی کابل جایگزینی مناسب برای بازرسی سنتی 

به‌منظور بازرسی داخلی یک طناب تجهیزات جدیدی توسعه یافته اند که به کاربران اجازه می‌دهند که شرایط دقیق کابل و همچنین رشته های داخل آن را بدون شکافتن فیزیکی کلاف ها یا رشته های بیرونی کابل موردبررسی قرار داد.در خصوص اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل باید گفت که روش بازرسی مغناطیسی کابل یا magnetic rope testing (MRT) تکنولوژی خیلی جدیدی نیست. این تکنولوژی در بسیاری از صنایع از جمله معدن و صنایع دریایی به‌خوبی نهادینه شده است. این روش نشتی شار مغناطیسی (magnetic flux leakage) را در امتداد کابل اندازه گیری می‌کند. تغییرات حاصل در نشتی شار مغناطیسی کاملاً متناسب با ناحیه مغناطیسی است بنابراین در صورت وجود هرگونه عیب به‌خوبی قابل اندازه گیری است.

مزایای تجهیزات به کار رفته روش بازرسی مغناطیسی کابل

تجهیزات به‌کاررفته در روش بازرسی مغناطیسی کابل هم عیوب موضعی ( localized faults  یا LF ) همچون شکست کابل را تشخیص می‌دهند و هم هرگونه کاهش سطح مقطع ( loss in metallic area یا LMA ) را که براثر خوردگی داخلی ایجاد می‌شود. محل دقیق تمامی LMA ها و LF ها به‌خوبی توسط این تجهیزات ثبت می‌گردند. همچنین ثبت دقیق این عیوب با بررسی و مانیتورینگ دقیق و ذخیره‌سازی آن‌ها برای بازرسی های بعدی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در روش بازرسی مغناطیسی، کابل هم می‌تواند در امتداد هد دستگاه MFL حرکت کند و بررسی صورت گیرد و هم خود هد دستگاه MFL می‌تواند در امتداد کابل حرکت کند و کابل را مورد بازرسی قرار دهد. یعنی بازرسی به دو روش قابل انجام است که بسته به شرایط موجود و کابل موردنظر می‌توان هر یک از آن دو را برگزید و به‌خوبی نواحی آسیب‌دیده را تشخیص داد.

 

بازرسی سلامت کابل جرثقیل با روش MRT

اگرچه اغلب روش MRT برای بررسی کابل های مورد استفاده موجود به کار می‌رود؛ اما می‌توان از این روش برای بازرسی سلامت یک کابل قبل از بهره گیری آن نیز استفاده کرد.

نتایج حاصل از بازرسی های صورت گرفته به‌وسیله این روش می‌تواند به‌عنوان داده های مرجع برای بازرسی های آینده ذخیره شوند. بررسی دوره ای داده های حاصل می‌تواند در تشخیص روند آسیب یک کابل یا جلوگیری از فرسودگی یک کابل مورد استفاده قرار گیرد. یعنی روند نمایش داده شده حاصل از بازرسی کابل ها در طول یک بازه زمانی به‌خوبی راهنمایی برای بررسی آن کابل است.

روش MRT برای بررسی کابل های سنگین و کابل های چند کلافه که بررسی آن‌ها سخت‌تر نیز به‌خوبی جواب می‌دهد. همان‌طور که در بالا اشاره شد بررسی کابل های چند کلافه یا چند رشته ای به‌مراتب سخت است و روش های سنتی در بازرسی این کابل ها ضعیف عمل می‌کنند. همچنین برای بررسی کابل های پلاستیکی هم این روش بسیار کارآمد است.

 

اهمیت بازرسی مغناطیسی کابل از دید استانداردهای بازرسی کابل

انجمن بین‌المللی پیمانکاران دریایی (international marine contractors association) یا IMCA تأکید دارد که کابل ها باید حتماً توسط روش بازرسی مغناطیسی کابل مورد بازرسی قرار گیرند. در تمامی قراردادهای پیمانکاری دریایی هم باید این روش مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه بازرسی مغناطیسی کابل یا طناب بخش اساسی هر بازرسی کابل است. اما باید در نظر داشت که این روش باید در کنار نکات ذکرشده در استاندارها و قوانین مختلف به کار رود. استانداردها و راهنماهای گوناگونی برای بازرسی و ارزیابی کابل ها ایجادشده‌اند. به‌عنوان مثال به‌عنوان مثال استاندارد ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) که مربوط به مراقبت و نگهداری، بازرسی و  تعویض کابل ها است. نکات بیان شده در این استانداردها باید اساس تمامی بازرسی های کابل باشد. استاندارد بین‌المللی ایزو ۴۳۰۹ (ISO 4309 ) شامل اصول عمومی در خصوص بازرسی، مراقبت، نگهداری و تعویض کابل هاست که اصول روش MRT را نیز دربرمی گیرد.