Precyzyjne wykrywanie ubytków materiałowych bez konieczności demontażu konstrukcji to główna zaleta ultradźwiękowych pomiarów grubości UTT/UTM. Ta nieniszcząca metoda diagnostyczna wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości do monitorowania stanu technicznego elementów narażonych na korozję i erozję. Szczególnie w przemyśle petrochemicznym, morskim i energetycznym systematyczne pomiary pozwalają na wczesne wykrycie miejsc zagrożonych perforacją, zapewniając tym samym bezpieczeństwo eksploatacji.
Ultradźwiękowe pomiary grubości (UTT/UTM) są nieniszczącą metodę badawczą, która umożliwia precyzyjne określanie grubości materiałów. Technologia ta wykorzystuje fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości – przenikają one przez badany materiał, odbijają się od jego przeciwległej powierzchni i powracają do głowicy pomiarowej.
Fundament tej metody stanowi pomiar czasu przejścia fali ultradźwiękowej przez badany element. W trakcie badania wprowadza się wiązkę prostopadłą do powierzchni, następnie mierzy czas jej powrotu po odbiciu od przeciwległej ścianki. Znając prędkość rozchodzenia się fali w danym materiale oraz zmierzony czas przejścia, można dokładnie obliczyć grubość badanego elementu.
Metoda UTT/UTM ma istotne znaczenie w monitorowaniu stanu technicznego elementów narażonych na korozję, erozję czy uszkodzenia mechaniczne, co jest podstawą dla bezpieczeństwa i niezawodności konstrukcji. Umożliwia wykrywanie zarówno lokalnych, jak i ogólnych ubytków grubości, dostarczając przy tym precyzyjnych danych o stanie obiektu.
Pomiary ultradźwiękowe można wykonywać na elementach dostępnych tylko z jednej strony, z różnorodnych materiałów, a nawet przez powłoki malarskie. To znacznie zwiększa ich praktyczność w warunkach przemysłowych.
Ultradźwiękowe pomiary grubości są ważnym narzędziem w wielu sektorach przemysłu, gdzie monitorowanie stanu technicznego konstrukcji jest niezbędne dla bezpieczeństwa i efektywności operacyjnej. Szczególną popularność zyskała w kontroli obiektów narażonych na ubytki korozyjne.
Pomiary ultradźwiękowe znajdują również zastosowanie w kontroli jakości na etapie produkcji – pozwalają weryfikować grubość wyrobów na etapie dostawy, elementów po obróbce mechanicznej, ścianek odlewów oraz miejsc po naprawach. Umożliwia to wykrycie niezgodności jeszcze przed oddaniem produktu do eksploatacji.
Inspekcja rurociągów z wykorzystaniem ultradźwiękowych pomiarów grubości to jeden z najważniejszych obszarów zastosowania tej technologii. Metoda ta pozwala na precyzyjne określenie aktualnej grubości ścianek rur bez konieczności ich demontażu czy przerywania procesów technologicznych, co ma ogromne znaczenie ekonomiczne i operacyjne.
W przypadku rurociągów transportujących substancje agresywne chemicznie – takie jak ropa naftowa, gaz ziemny czy chemikalia – regularne pomiary grubości ścianek stają się niezbędne do oceny stopnia korozji wewnętrznej. Dzięki UTT możliwe jest wykrycie miejsc o zwiększonym tempie degradacji materiału. To z kolei pozwala na podjęcie działań zapobiegawczych przed wystąpieniem awarii.
Pomiary ultradźwiękowe w inspekcji rurociągów przeprowadza się zazwyczaj punktowo w określonych lokalizacjach lub na wyznaczonych odcinkach. W miejscach szczególnie narażonych na korozję lub erozję stosuje się gęstszą siatkę pomiarową, co umożliwia dokładniejsze mapowanie ubytków. Wyniki pomiarów poddaje się następnie analizie pod kątem tempa korozji i prognozowanego czasu bezpiecznej eksploatacji.
Systematyczne pomiary grubości ścianek rurociągów pozwalają na tworzenie historycznych baz danych, które służą do analizy trendów korozyjnych i optymalizacji programów inspekcyjnych. Dzięki temu możliwe jest racjonalne planowanie remontów i wymian, co znacząco wpływa na bezpieczeństwo eksploatacji i efektywność kosztową.
W dziedzinie ultradźwiękowych pomiarów grubości stosuje się różnorodne techniki pomiarowe, dobierane w zależności od specyfiki badanego obiektu, wymaganej dokładności oraz warunków przeprowadzania badań. Podstawowa technika polega na wykorzystaniu pojedynczej głowicy nadawczo-odbiorczej. Emituje ona falę ultradźwiękową i odbiera jej echo po odbiciu od przeciwległej powierzchni badanego elementu.
Technika phased array to zaawansowana technika badań ultradźwiękowych, rewolucjonizująca podejście do pomiarów grubości i wykrywania wad materiałowych. W przeciwieństwie do konwencjonalnych technik wykorzystujących pojedynczy przetwornik, technika phased array opiera się na zastosowaniu głowic wieloprzetwornikowych (mozaikowych), składających się z kilkudziesięciu lub nawet kilkuset niezależnych elementów piezoelektrycznych.
Główną zaletą tej technologii jest możliwość elektronicznego sterowania parametrami wiązki ultradźwiękowej, takimi jak kąt wprowadzenia, ogniskowanie czy sekwencja aktywacji poszczególnych elementów. Dzięki temu możliwe jest generowanie różnorodnych typów fal i kierowanie ich w określone obszary badanego materiału bez konieczności fizycznego przemieszczania głowicy.
W kontekście pomiarów grubości technika phased array umożliwia tworzenie szczegółowych map korozyjnych większych powierzchni z rozdzielczością sięgającą nawet 1 mm. Oznacza to przełom w diagnostyce. Zamiast punktowych pomiarów wykonywanych tradycyjnymi metodami otrzymujemy kompleksowy obraz rozkładu grubości na całym badanym obszarze.
Ważną zaletą phased array jest pełny cyfrowy zapis wyników pomiarów, co umożliwia ich późniejszą analizę, porównywanie z wcześniejszymi badaniami czy tworzenie dokumentacji. Dzięki temu możliwe jest śledzenie zmian zachodzących w materiale w czasie i prognozowanie tempa degradacji.
Technika ta zyskuje szczególne zastosowanie w badaniu obiektów o skomplikowanej geometrii i zmiennej grubości. Możliwość elektronicznego sterowania wiązką pozwala na dostosowanie parametrów badania do specyfiki konkretnego obiektu, co znacząco zwiększa wiarygodność i dokładność uzyskiwanych wyników.
Mimo wyższych kosztów sprzętu i większej złożoności technicznej badania techniką phased array zyskują coraz większą popularność w przemyśle ze względu na znacznie szerszy zakres informacji diagnostycznych, jakie dostarczają w porównaniu do konwencjonalnych technik ultradźwiękowych.
Przestrzeganie odpowiednich norm i standardów w ultradźwiękowych pomiarach grubości to nie tylko wymóg formalny, ale przede wszystkim gwarancja uzyskania wiarygodnych wyników. To one stanowią podstawę do podejmowania kluczowych decyzji dotyczących bezpieczeństwa eksploatacji obiektów przemysłowych.
Korozja to jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla integralności konstrukcji metalowych. Powoduje systematyczną degradację materiału, która może prowadzić do awarii o katastrofalnych skutkach. Proces ten wywiera bezpośredni wpływ na grubość elementów konstrukcyjnych, dlatego ultradźwiękowe pomiary grubości (UTT/UTM) kluczowym narzędziem w monitorowaniu i zarządzaniu ryzykiem korozyjnym.
Zjawisko korozji przybiera różne formy, wymagające odmiennego podejścia pomiarowego:
Ultradźwiękowe pomiary grubości umożliwiają precyzyjne wykrywanie i kwantyfikację ubytków korozyjnych bez konieczności demontażu czy ingerencji w strukturę badanego obiektu. W przypadku korozji równomiernej, pomiary punktowe w reprezentatywnych lokalizacjach mogą być wystarczające do oceny ogólnego stanu elementu. Natomiast dla korozji lokalnej, takiej jak wżery czy korozja szczelinowa, niezbędne jest wykonanie gęstszej siatki pomiarowej lub zastosowanie zaawansowanych technik, jak phased array, które umożliwiają tworzenie szczegółowych map korozyjnych.
Na podstawie systematycznych pomiarów grubości można określić rzeczywiste tempo korozji, wyrażanego zazwyczaj w milimetrach na rok (mm/rok). Parametr ten ma istotne znaczenie w prognozowaniu pozostałego czasu bezpiecznej eksploatacji oraz planowaniu działań konserwacyjnych czy remontowych. Tempo korozji może się zmieniać w czasie pod wpływem różnych czynników, takich jak zmiany warunków środowiskowych czy procesowych, dlatego regularne pomiary są niezbędne do aktualizacji prognoz.
W praktyce przemysłowej wyniki ultradźwiękowych pomiarów grubości często wykorzystuje się do tworzenia tzw. obwiedni korozyjnych, które określają minimalną dopuszczalną grubość elementu z uwzględnieniem jego funkcji, obciążeń oraz wymagań normowych. Porównanie aktualnej grubości z wartością graniczną oraz znajomość tempa korozji pozwala na racjonalne zarządzanie ryzykiem i optymalizację kosztów utrzymania infrastruktury przemysłowej.
Korozja sama w sobie może wpływać na dokładność pomiarów ultradźwiękowych poprzez zmianę własności akustycznych materiału czy tworzenie nieregularnych powierzchni. Dlatego też kluczowe znaczenie ma odpowiednie przygotowanie powierzchni pomiarowej oraz stosowanie zaawansowanych technik pomiarowych i algorytmów analizy sygnału, które minimalizują wpływ tych czynników na wyniki badań.
Opublikowano 17.07.2025
Navi Academy
-