產(chǎn)品簡介
環(huán)焊縫檢測系統(tǒng)
PipeWIZARD是一款使用相控陣和常規(guī)超聲技術(shù)的自動環(huán)焊縫檢測系統(tǒng)（AUT）。這款設(shè)備專門為在陸上、海上的極端環(huán)境中進行現(xiàn)場焊縫到焊縫檢測而設(shè)計。
地下或海底管線傳輸大量的天然氣、石油、水及其他化學物品，在全球的經(jīng)濟中起到舉足輕重的作用。管道在現(xiàn)場通常采用自動焊接系統(tǒng)以環(huán)焊方式對接。在管線建造過程中，由于焊縫處通常會出現(xiàn)缺陷，因而焊縫成為管線上的"弱點"。需對管道的焊縫進行無損檢測、涂漆后，再將其埋到地下或置于海底。由于對施工周期要求嚴格，因此需對焊縫進行快速的缺陷檢測及分析。
自動超聲檢測（AUT）
近年來，自動超聲檢測（AUT）技術(shù)已開始取代了傳統(tǒng)的射線成像術(shù)，成為世界上首選的管線焊縫檢測方法。射線成像技術(shù)具有明顯的局限性：面缺陷檢測的效果不好、無垂直定量缺陷的性能、具有安全方面及環(huán)境污染方面的隱患。
自動超聲檢測的優(yōu)勢：
-
無輻射危害、無化學污染、無需得到許可。
-
檢測周期極短，提高了生產(chǎn)率。
-
檢測及定量精確性更高，降低了次品率。
-
使用工程臨界評估（ECA）驗收標準對缺陷指示的垂直高度和深度進行測量，降低了次品率。
-
通過智能輸出顯示進行實時分析。
-
提供與電子支持相關(guān)的數(shù)據(jù)和檢測報告。
-
更好地控制焊接過程，降低了次品率。
相控陣技術(shù)
早期的自動超聲檢測系統(tǒng)使用帶有多個常規(guī)超聲探頭的多探頭系統(tǒng)進行檢測。十年以前，相控陣系統(tǒng)問世。相控陣技術(shù)使用電子控制聲束成形的原理，生成和接收超聲波。相控陣技術(shù)分別對陣列中的每個晶片延時發(fā)射激勵脈沖，從而可創(chuàng)建許多聲束角度及聚焦距離。
相控陣技術(shù)相比常規(guī)多探頭系統(tǒng)更具優(yōu)勢：
-
一般來說，兩個相控陣探頭可替代至少24個常規(guī)探頭。
-
相控陣設(shè)置通過導入文件發(fā)揮作用，而無需分別調(diào)整每個探頭的位置。
-
通過在軟件中設(shè)置適當?shù)膮?shù)，對相控陣聲束的角度、焦點、UT聲程、聲束寬度進行優(yōu)化，從而提高了定量的精確性。
-
相控陣系統(tǒng)相比對等的常規(guī)多探頭系統(tǒng)，少了80%的移動部件，從而提高了掃查過程的穩(wěn)定性及檢測結(jié)果的可靠性。
-
相控陣掃查器相比常規(guī)多探頭掃查器，體積更小，重量更輕。因此相控陣掃查器更容易操控，而且對焊縫兩邊涂層的磨損也會降低。
-
相控陣系統(tǒng)可以檢測幾乎各種焊縫結(jié)構(gòu)，而常規(guī)多探頭系統(tǒng)則受限于管壁厚度和管道直徑。
-
利用相控陣電子掃查技術(shù)，用戶可以自行定制焊縫檢測，包括多角度TOFD、高級成像、高分辨率檢測等。
相控陣：
完整覆蓋只需使用2個探頭
圖中顯示一個區(qū)域的檢測情況。 相控陣技術(shù)使用一個探頭可同時檢測所有區(qū)域。
相控陣技術(shù)使用置于焊縫一側(cè)的探頭可覆蓋整個焊縫區(qū)域。
常規(guī)UT技術(shù)：
完整覆蓋需使用24個以上的探頭
插圖顯示的是一個區(qū)域的檢測情況。使用常規(guī)UT技術(shù)，需要多個探頭才可覆蓋所有區(qū)域。
符合規(guī)范
1998年， ASTM（美國實驗與材料協(xié)會）發(fā)布了E-1961-98規(guī)范（2003年，重新通過）。該規(guī)范涉及了環(huán)焊縫自動超聲檢測的主要方面：分區(qū)、快速數(shù)據(jù)判讀、專用校準試塊，以及配置步驟。E-1961規(guī)范的目的是用于工程臨界評估（ECA）。1999年，美國石油學會（API）發(fā)布了第19版1104標準，其中涉及了環(huán)焊縫的機械超聲檢測和攝像成像技術(shù)檢測。
使用PipeWIZARD進行的檢測均符合ASTM E-1961規(guī)范，由此推斷，也符合API 1104標準。此外，這些檢測還符合海上自動超聲檢測規(guī)范：DNV-OS-F101標準。
公司的技術(shù)指標可能會高于這些規(guī)范，通常是為了提高定量的精確性或達到更好的分辨率。
PipeWIZARD經(jīng)驗
設(shè)計PipeWIZARD系統(tǒng)的一個重要目標是可以在極端惡劣的環(huán)境中操作這個系統(tǒng)。無論在寒冷的西伯利亞地區(qū)，還是在炎熱的中東沙漠，也無論工作環(huán)境潮濕、多鹽，還是干旱，PipeWIZARD系統(tǒng)均能良好運轉(zhuǎn)。已經(jīng)對PipeWIZARD系統(tǒng)進行了大量的測試，以確保PipeWIZARD系統(tǒng)具有防振動、防撞擊及防電磁干擾的能力。
PipeWIZARD系統(tǒng)適用于各種結(jié)構(gòu)的環(huán)焊縫檢測：
-
各種焊縫坡口類型：CRC-Evans坡口、J形坡口、V形坡口、雙V形坡口、X形坡口等。
-
典型的管道壁厚：6毫米（0.25英寸）～多于35毫米（1.4英寸）
還有用于更厚管壁的選項。
-
典型的管道直徑：152毫米（6英寸）～多于1422毫米（56英寸）
還有用于更小管道直徑的選項。
-
管道材料：標準碳鋼材料，以及復雜的材料配置，如：各種壁厚的鉻鎳鐵合金、包覆管道、無縫管道等。
探測出的典型缺陷為未融合、未焊透、氣孔、焊穿、咬邊、過低、裂縫、冷隔、夾雜物等。
檢測周期所用時間根據(jù)焊縫類型、管道直徑、位置及環(huán)境等因素為2分鐘到6分鐘不等。
PipeWIZARD應(yīng)用情況總結(jié)
-
PipeWIZARD相控陣系統(tǒng)用于全世界最大的陸上和海上管線鋪設(shè)工程。
-
PipeWIZARD系統(tǒng)已經(jīng)檢測了一百多萬個焊縫。
-
各大主要石油和天然氣公司都已在管線鋪設(shè)項目中認可使用PipeWIZARD系統(tǒng)：
-
Exxon Mobil（?？松梨冢?/li>
-
Shell（殼牌）
-
TOTAL（道達爾）
-
BP（英國石油）
-
Chevron（雪佛龍）
-
Eni（埃尼）
-
Petrobras（巴西石油）
-
Gazprom（俄羅斯天然氣）
-
世界各地成百上千的操作人員已經(jīng)接受了PipeWIZARD系統(tǒng)的培訓。
分區(qū)檢測技術(shù)
PipeWIZARD系統(tǒng)的主要技術(shù)是分區(qū)檢測技術(shù)，即焊縫的每個不同區(qū)域由不同的超聲聲束檢測。區(qū)域的總體高度大約相當于焊道的長度。
焊縫兩側(cè)各放有一個相控陣探頭，可確保完全覆蓋焊縫坡口區(qū)域及整個焊縫體積區(qū)域。根據(jù)所檢測的區(qū)域，可選擇脈沖回波配置或發(fā)送接收（"一發(fā)一收"）配置。這些相控陣通道以帶狀圖方式顯示。
另外，還使用衍射時差（TOFD）技術(shù)提高對較小或方向不定的缺陷指示的探測及定量效果。這個技術(shù)還用于確定在帶狀圖通道中探測到的缺陷指示。TOFD數(shù)據(jù)可由相控陣探頭或?qū)Ｓ玫某Ｒ?guī)探頭提供。
可選的橫向模塊帶有4個專用的常規(guī)探頭，可以探測焊縫中的橫向缺陷。
在焊縫掃查與校準試塊掃查的過程中，屏幕上會出現(xiàn)分別監(jiān)控每個相控陣探頭耦合情況的不同的通道。
每種焊縫結(jié)構(gòu)需要一個專用于這種焊縫的校準試塊，這個試塊要具有與管道相同的直徑、厚度，而且其材料需與管道材料相同。試塊中的反射體都是根據(jù)具體規(guī)格由機械加工制成，這些反射體代表了焊接過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的典型缺陷。所有聲束都根據(jù)檢測程序校準。
用戶友好的高級軟件
PipeWIZARD V4軟件基于已經(jīng)得到實地驗證的強大的TomoView數(shù)據(jù)采集和分析軟件。這個軟件具有簡便、自動地創(chuàng)建設(shè)置的功能、多種數(shù)據(jù)分析工具（包括2維視圖）、簡便創(chuàng)建報告的功能，以及高級焊縫檢測功能。設(shè)計PipeWIZARD V4軟件的宗旨是為更復雜的檢測配置提供一個簡單、靈活、可升級的軟件。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的用戶界面可以進行快速培訓及高效的現(xiàn)場操作。AUT系統(tǒng)的操作人員經(jīng)過短時培訓，即可操作PWZ V4.0軟件。
PipeWIZARD V4軟件基于Tomoview平臺。在軟件開發(fā)完善的過程中，這個Tomoview軟件經(jīng)常被用作參考。這也意味著即使在工作現(xiàn)場，軟件升級也很容易完成。
設(shè)置的自動創(chuàng)建
操作人員可以離線創(chuàng)建設(shè)置，即不在儀器中創(chuàng)建設(shè)置。幾分鐘之內(nèi)，設(shè)置文件可以被保存并通過郵件發(fā)送到任何工作現(xiàn)場，隨后現(xiàn)場的操作人員只需對系統(tǒng)進行校準。
設(shè)置不僅包括標準的帶狀圖通道和單聚焦法則B掃描視圖（TOFD、焊縫體積和焊根成像），還新添了扇形和線性掃查通道。這個新性能具有改進缺陷探測和定量的潛力，極有可能使探測和定量效果大大超過任何分區(qū)規(guī)范的要求。
校準和檢測
在進行序列檢測過程中，會實時顯示所采集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)文件名稱會自動遞增。
PipeWIZARD V4軟件在使用TomoScan FOCUS LT采集單元時，與使用以前的采集單元相比，提高了數(shù)據(jù)處理量（4 MB/s比0.7 MB/s）。這樣不僅可以采集經(jīng)過壓縮的A掃描的完整數(shù)據(jù)，還可以在掃查速度達到100 mm/s時，同時運行多個設(shè)置。
快速、詳細的分析
PipeWIZARD軟件可以在10個分開的布局中提供幾乎數(shù)量無限的通道。這個軟件通過顯示焊縫剖面上的缺陷及其周邊位置，自動判讀數(shù)據(jù)。
有很多可以幫助操作人員定量及定位缺陷指示的分析工具：
-
帶狀圖中的雙閘門
-
扇形掃查和線性掃查的焊縫覆蓋（見下圖）
-
放大功能
-
視圖鏈接
-
自定義視圖
-
自動測量
-
缺陷指示的積累測量
-
C掃描融合功能
-
可自行定制的彩色調(diào)色板
自動生成報告
PipeWIZARD軟件具有自動生成報告的功能。報告內(nèi)容可以自行定義，可包括項目名稱、掃查日期和時間、焊縫ID、操作員姓名、完整的掃查視圖、帶有檢測區(qū)域信息的焊縫坡口圖形，以及帶有識別碼、長度、高度、焊縫中位置、焊縫狀態(tài)及操作員注釋等信息的缺陷報表。
簡單的數(shù)據(jù)存儲
所有數(shù)據(jù)文件可以被存儲在任何外置硬驅(qū)動存儲裝置中，或在CD/DVD盤上歸檔，以備日后參考。可以自動鏡像備份數(shù)據(jù)的功能增加了數(shù)據(jù)的安全性能。通過互聯(lián)網(wǎng)可以方便地將數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)狡渌胤健?br />
PipeWIZARD VIEWER
PipeWIZARD VIEWER是一個用于觀察相控陣和超聲數(shù)據(jù)的免費軟件。這個軟件具有加載由PipeWIZARD V4軟件生成的數(shù)據(jù)文件的性能。這個軟件對于需要回顧掃查的第三方或最終用戶非常有用。PipeWIZARD VIEWER軟件可基于帶有SP2的Microsoft Windows XP Pro、Microsoft Windows Vista及Microsoft Windows 7運行。
高級應(yīng)用
PipeWIZARD系統(tǒng)用途廣泛，可以用于檢測特殊焊縫結(jié)構(gòu)以及其他應(yīng)用。
包層管道：PipeWIZARD軟件通過其縱波功能及其他高級性能，利用特殊的檢測技術(shù)，可對包層管道進行檢測。
無縫管道：PipeWIZARD軟件利用一項已開發(fā)并得到認可的獨特檢測技術(shù)，可對各種壁厚管道的焊縫進行檢測。
厚壁管道：PipeWIZARD系統(tǒng)利用不同的探頭、楔塊，通過極小的機械修正，可以檢測厚壁管道的焊縫。
PipeWIZARD設(shè)備
掃查器
PipeWIZARD掃查器是一款可進行穩(wěn)定、可重復性掃查的小巧、結(jié)實并已經(jīng)過實地驗證的掃查器。
掃查器頭的設(shè)計符合IP66定級標準，裝有一個驅(qū)動電機、一個編碼器、兩個相控陣探頭和楔塊、兩個TOFD探頭和楔塊，以及一個溫度傳感器。
一條重型臍帶線纜包容了所有必要的線纜，其中還包括用于耦合的水管。
計算機與軟件
堅固耐用的筆記本電腦內(nèi)裝有Microsoft Windows和PipeWIZARD數(shù)據(jù)采集和分析軟件。軟件套裝包含TomoView和高級計算器軟件、Microsoft Office辦公軟件及所有必要的軟件附件。
主機箱
主機箱體積不大但穩(wěn)固結(jié)實，其設(shè)計符合IP64定級標準。這個重型機箱內(nèi)裝有TomoScan FOCUS LT單元和PWZ-MCDU單元。其前蓋上裝有一個熱交換器，而且內(nèi)置有用于保護設(shè)備的減震器。其接線面板上的外置電源插座可以連接各種附件。
采集單元
采集單元TomoScan FOCUS LT 64:128最多可提供64個聚焦通道和128個P/R，可以多種方式組合相控陣探頭和常規(guī)探頭。
電機控制器和驅(qū)動單元
PWZ-MCDU使用Ethernet鏈接驅(qū)動一個DC伺服電動機。
