双线性相控阵腐蚀图

资产健康对于能源和制成品生产设施的高效和安全运行至关重要。超声波腐蚀测绘是一种无损检测(NDT)技术，它使用超声波测量数据来绘制设备(如罐、管道和压力容器)上的材料厚度图。这些数据被用来绘制设备腐蚀的图表，以便于直观地解释。目前，有许多工具可用于完成腐蚀测绘检查。然而，一种自动化的双线性相控阵技术比其他方法提供了更高的生产率、精度和数据密度。

超声波腐蚀作图

作为最常用的腐蚀测绘工具之一，超声波测试(UT)技术通过允许检查人员测量和监控设备的厚度，确定腐蚀速率，并计划维修和维护，从万博体育登录下载而为机械完整性计划提供信息。

腐蚀可以是普遍的、均匀的、跨部分或整个资产，也可以是局部的、特定于资产上的某些位置。广义腐蚀通常是可预测的，并且易于检测，而局部腐蚀并不总是可见或不可预测的。腐蚀是金属表面氧化导致其降解，其机制包括但不限于侵蚀腐蚀、微生物腐蚀和应力腐蚀开裂。

点蚀是一种局部腐蚀，由于难以检测和预测，被认为对设备的危害更大。在母材中，点蚀的特征是由局部化学或机械因素、保护涂层的损坏以及非金属夹杂物的存在引起的“孔”或凹坑。

一般来说，UT通过向母材壁发射超声波来检测腐蚀和其他损伤机制。材料厚度是通过计算声波在遇到后壁或材料缺陷后反射回换能器所需的时间来测量的。在理想的情况下，声波垂直于损伤处，以获得清晰而强烈的反射。然而，损坏的形状通常是不规则的，导致反射较弱，有时还会导致数据传输不良。

传统的超声波腐蚀测绘检测是使用手持设备手动完成的。检查员在手绘网格内抽查设备上特定点的壁厚。然后，将读数手动输入到与绘制的网格相关的电子表格中。这种方法有许多局限性，包括低数据密度、基于操作员的主观性、有限的可重复性、低效率和不一致的检测概率。

自动化这个过程可以解决人工检查的一些问题。传统的自动超声检测(AUT)方法利用光栅机器人万博体育登录下载扫描仪上的UT换能器。这种方法提高了数据密度，但由于传感器尺寸的限制，生产率较低，对操作人员来说不安全，容易发生设备故障，并且只能在一个方向上移动。然而，有一种技术，快速超声网格与其他自动化超声波腐蚀测绘方法相比，该公司在可操纵机器人的前端使用了多个换能器，从而提高了生产率和数据密度。

相控阵腐蚀图

相控阵超声检测(PAUT)万博体育登录下载是为克服传统超声检测的一些挑战而发展起来的一种超声检测技术。PAUT利用软件激活的脉冲来激发一组超声波元件，这些超声波元件可以通过时间延迟来控制，从而根据需要在金属的不同深度引导和聚焦声波。一个相控阵单元包含8到256个单独的元素，其中数据密度和检测概率随元素数量成比例地增加。PAUT具有多种应用，包括识别和确定损伤机制，执行厚度测试，腐蚀测绘和生成声学数据图像。

元素配置可以变化以达到特定的结果，如上所示。大多数使用脉冲回波配置，其中一组元件发送和接收声波和反射。然而，双线性阵列(如图底部一行所示)是腐蚀测绘的首选配置。双线性阵列减少了界面回波，并通过利用元件的一侧发送信号，另一侧接收信号(也称为“pitch-catch”)来改善近地表探测。在腐蚀测绘中，探头垂直于母材放置，光束设置为0°线性，直接射入壁中。螺距捕捉配置与线性光束设置相结合，提高了检测和量化腐蚀和点蚀的能力。

与超声波腐蚀测绘类似，传统的相控阵方法是用手持设备手动进行的，这种方法也存在局限性。然而，自动化相控阵腐蚀测绘解决方案，如万博体育主页官网快速自动超声检测(R-AUT)万博体育登录下载，旨在克服手动和传统AUT检查的挑战。与传统AUT相比，自动化AUT利用机械光栅机器人在很短的时间内提供完整的资产覆盖。如下图所示，快速AUT覆盖10英尺²与常规AUT扫描近14分钟相比，该区域的数据密度非常高，只需3分钟多一点。

快速AUT可以识别和量化各种铁磁设备的损坏，包括储罐、压力容器和直径小至4英寸的管道。双线性阵列探头包含64个元件，可准确检测，定位和大小一般腐蚀和点蚀，深度可达8英寸。除了腐蚀外，R-AUT还可用于识别地下迹象，如基底金属中的层状或夹杂物，而不管信号振幅如何。

使用双线性阵列进行腐蚀测绘的好处包括:

• 生产力:双线性阵列的波束覆盖范围更广，意味着机器人可以更快地覆盖更大的区域，最高可达600英尺²(56米²) / 12小时的转变
• 高质量的数据:超过94,000读数/英尺²(超过1m读数/ M²)识别小缺陷，减少错误调用。数字数据传输和存档允许传输和评估大型文件，并与其他机械完整性工具兼容
• 解决方法:与传统脉冲回波相比，利用“俯仰捕捉”配置提高了近地表分辨率，可以识别距离地表近1毫米的损伤
• 安全:减少访问要求，消除对密闭空间进入的需求
• 可控制性:遥控机器人平台可以向任何方向移动，而不像传统扫描仪那样只有一个方向
• 重复性和再现性:双轴编码器保证准确的机器人定位，以精确定位损坏和重复检查，以比较数据随时间的变化

数据以“高清晰度”腐蚀图的形式呈现。c扫描图像根据编码信息指示损伤的位置，以及母材中普遍或局部腐蚀和/或点蚀的普遍性。图像是彩色编码的，表示从标称墙损失。

对比PAUT和UT腐蚀图

如前所述，快速超声网格(RUG)是一种基于机器人的腐蚀测绘工具，利用传统的UT换能器收集壁厚数据。RUG机器人包含8-24个传感器，分辨率为0.25“x0.25”或1“x1”。通常情况下，RUG收集大约250个读数/英尺。相比之下，R-AUT的双线性相控阵探头具有0.039“x0.039”的分辨率，可产生超过94,000个读数/英尺²。下图描述了数据密度的比较。蓝色方块表示RUG以1“x1”和0.25“x0.25”间距收集的数据，而绿色圆圈表示R-AUT在同一区域收集的数据点。

然而，在产能方面，RUG的效率要高得多，覆盖范围可达5000英尺²12小时的轮班。而R-AUT的覆盖范围约为600英尺²在同一时间段内。一般来说，表面积较大的资产将受益于RUG腐蚀测绘检查，包括地上储罐、锅炉水墙、筒仓和一些压力容器。腐蚀性环境中的小型资产将受益于R-AUT腐蚀测绘检查的数据密度增加，包括弹丸罐、塔、管道和球体。与传统的手持式腐蚀测绘方法相比，RUG和R-AUT都能提供超过1000倍的数据，速度比传统的AUT快10倍以上。

总之，双线性相控阵是许多行业有价值的腐蚀测绘工具，包括石油和天然气，化工，政府，电力，纸浆和造纸。俯角捕捉配置改善了近地表探测，颗粒数据密度可以量化和确定腐蚀和点蚀的大小，同时还具有其他优点，包括安全性、生产率、可操作性、再现性和可重复性