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Rohrprüfverfahren

Anwendung für Rohrprüfungen

Kondensatorrohre

Kondensatoren werden in Kraftwerken, in chemischen Anlagen sowie auch in diversen anderen Industrieanlagen eingesetzt. Die dort meist vorhandenen paramagnetischen Rohre aus Messing, Kupfernickel, Edelstahl oder Titan werden hocheffizient mittels Wirbelstrom geprüft (bis zu 700 Rohre pro Schicht/Team). Die Genauigkeit der Prüfergebnisse liegt bei ± 10 %. Zusätzlich kann die in Kraftwerken vorkommende Tropfenschlagerosion mit einer Nachweisgrenze von ca. 0,2 mm Fehlerdurchmesser durch hochsensible Sonden erkannt werden.

Luftkühlerrohre

Luftkühler sind in nahezu allen chemischen Anlagen zu finden. Wo andere Prüfverfahren wie IRIS oder Fernfeld (RFT) an der Prüfung berippter Kühlrohre scheitern, kann DELTA TEST Prüfungsaufgaben kompetent durchführen. Der Vorteil dieser Prüfmethode besteht darin, dass die Vorkammer des Luftkühlers für eine Prüfung nicht demontiert werden muss. Sehr genaue Prüfergebnisse werden bei Messungen von C-Stahl-Rohren erzielt, da die Kühlrippen keine Prüfbeeinträchtigung darstellen.

Hochdruckrohre

DELTA TEST hat speziell für Hochdruckrohre – Edelstahlrohre mit Wandstärken über 5 mm – ein Prüfsystem zur lückenlosen Kontrolle realisiert. Dabei werden in einem Arbeitsdurchgang Risse und Material-inhomogenitäten von der Innen- und Außenoberfläche des Rohres detektiert und positionsgenau per C-Scan dokumentiert. Hierfür steht in unserem Labor eine anpassbare und mobile Prüfeinrichtung zur Verfügung.

Rohrbögen und U-Rohrwärmetauscher

Die von DELTA TEST entwickelten Sondensysteme ermöglichen den Schadensnachweis an schwer zugänglichen Bogenbereichen. Hierbei kommen sowohl rotierende als auch integrale Sonden an einem flexiblen Führungssystem zum Einsatz. Das Sondensystem ist in der Lage, mehrere Rohrbögen zu durchfahren und Veränderungen des Rohrinnendurchmessers (Swaging) zu überwinden. Dies ist mit anderen ZfP-Verfahren nur sehr schwer zu realisieren. Die Prüfung von U-Rohr-Wärmetauschern ist aufgrund der unterschiedlich stark gekrümmten Bogenbereiche sehr schwierig. Die Krümmung lässt den Einsatz von Standardsensoren nicht zu, sondern verlangt nach speziell an diese Aufgabe angepassten flexiblen Sensoren. Außerdem können U-Rohr-Kühler in ihrem Mantel verbleiben, sodass deutlich geringere Kosten für die Demontage anfallen.

Rohr-Einwalzbereiche

Die Prüfung von Rohrenden im Einwalz- oder Rohrbodenbereich stellt für die integralen Standard-Wirbelstromsonden ein großes Problem dar. Eigens für diese Herausforderung hat DELTA TEST ein rotierendes Sondensystem entwickelt. Denn damit sind wir in der Lage, sowohl paramagnetische als auch ferromagnetische Rohre im Bereich des Rohrbodens auf Risse, Korrosion oder andere Inhomogenitäten zu prüfen. Die Prüfung der Rohrenden ist sehr effizient, wobei bis zu 2500 Rohrenden pro Schicht/Team geprüft, ausgewertet und dokumentiert werden können. Dieses Rotiersondensystem steht natürlich auch für die Prüfung der gesamten Rohrlänge zur Verfügung, auch für gebogene Rohre.

KESSEL- UND OFENROHRE

Infolge eines schwerwiegenden Dampfkesselzerknalls im Oktober 1994 in Bonn, bei dem sechs Todesopfer zu beklagen waren, wurden von den zuständigen Landesbehörden außerordentliche Prüfungen an Kesselrohren gefordert.
Danach sollten mindestens alle Steigrohre bis inklusive der ersten Bögen einer visuellen Innenprüfung – ergänzt durch Endoskopie – unterzogen werden. Zusätzlich sollte an 20 % der Bögen eine Durchstrahlungsprüfung vorgenommen werden. Wegen der meistens vorhandenen Beläge (Schutzschicht, Kalkablagerungen etc.) konnte bei der Endoskopie nicht immer die geforderte Erkennbarkeit des für den Bonner Unfall typischen Schadensbildes – längsorientierte dehnungsinduzierte Risskorrosion – erreicht werden. Auch die Durchstrahlungsprüfung sowie die Ultraschallprüfung waren wegen erschwerter örtlicher Zugänglichkeit nicht immer in ausreichendem Umfang durchführbar. Ein Nachteil dieser Prüfverfahren ist, dass die Isolierung entfernt werden muss, damit die Prüfung ordnungsgemäß durchgeführt werden kann, und dass die resultierenden Messwerte nicht die erforderliche Auflösung erbringen.

Die Ultraschallprüfung (z.B. mit dem IRIS-System) setzt voraus, dass das IRIS-System genau zentriert in das Rohr eingesetzt und dass das zu prüfende Rohr komplett mit Wasser gefüllt wird, um eine genaue Ankoppelung zu gewährleisten. Diese Bedingungen können besonders in gebogenen Abschnitten nicht erfüllt werden.
Aus den genannten Gründen hat DELTA TEST in Zusammenarbeit mit dem TÜV Süddeutschland ein Innenprüfsystem, basierend auf dem Wirbelstromverfahren, entwickelt und bereits bei weit über 10.000 Rohren erfolgreich eingesetzt.
Bei diesem Verfahren handelt es sich um eine Wirbelstromrotiersondentechnik, die lückenlos die Innenoberfläche der Rohre bis zu einer Einfahrtiefe von ca. 20 m abtastet. Dabei werden die ersten beiden Rohrbögen vollständig erfasst. Auch Veränderungen des Rohrinnendurchmessers (Swaging) können durch unsere flexiblen Sondensysteme durchfahren werden. Normale fest haftende Schutzschichten stören die Prüfung nicht. Nur grob inhomogene Ablagerungen müssen ggf. vor der Prüfung mittels Wasserstrahlverfahren entfernt werden. Die Wirbelstromsonde wurde speziell für den nachzuweisenden Fehlertyp ausgelegt, es können somit längsorientierte rissartige Fehler ab einer Fehlertiefe von ca. 0,5 mm sicher erkannt werden. Zusätzlich werden auch kleine Korrosionsnarben detektiert. Die bisherigen Ergebnisse der Prüfungen an über 10.000 Rohren bestätigen die hervorragende Nachweisempfindlichkeit und gute Interpretierbarkeit des Wirbelstromrotiersondenverfahrens. Wir halten deshalb das Wirbelstromverfahren für geeignet, die Bewertungssicherheit über die Integrität der Kesselrohre wesentlich zu erhöhen.
Das Sondensystem besteht aus einer Anzahl von Zentrierelementen auf einem flexiblen Schlauch und dem Rotiersensor selbst. Diese Zentrierelemente weisen ein System bei der automatischen Selbstpositionierung auf der zu prüfenden Oberfläche auf. Während der Prüfung werden die erfassten Daten mit den Daten der Kalibrierungskörper verglichen. Die Ergebnisse der Analyse werden sowohl in Tabellenform als auch in der DELTA TEST-Dokumentationssoftware gespeichert.

IRIS – INTERNES ROTIERENDES PRÜFSYSTEM

IRIS ist eine auf Ultraschall basierende Technologie zur Prüfung ferritischer und nicht-ferritischer Rohre. Selbst elektrisch nicht leitende Materialien wie z. B. Kunststoff lassen sich mit dieser Technik prüfen. Mit IRIS wird die absolute verbleibende Wanddicke der Rohe über die gesamte Rohrlänge präzise gemessen. IRIS ist genauer als andere Rohrprüfmethoden und hat den Vorteil, die Fehlergeometrie sichtbar zu machen. Lokale Unregelmäßigkeiten und Wandstärkenveränderungen können sowohl von der Rohrinnen- als auch von der Rohraußenseite sehr genau gemessen werden. Schäden unter Stützblechen können ohne Einschränkungen detektiert werden. Der Arbeitsbereich des IRIS-Systems erstreckt sich über eine große Spanne von Rohrabmessungen. So sind Rohrinnendurchmesser von 14,5 – 76,0 mm (0,57“ – 3,00“) und Wandstärken von 1,25 – 8,00 mm (0,06“ – 0,31“) ohne Weiteres prüfbar.

Anwendungsgebiete
IRIS wird hauptsächlich als Analyseverfahren in Kombination mit weiteren Prüfmethoden wie Wirbelstrom verwendet. Aufgrund der geringen Prüfgeschwindigkeit von ca. 6 – 12 Rohren pro Stunde ist es sinnvoll, lediglich wenige, ausgewählte Rohre zu prüfen, um andere zfp-Prüftechniken zu validieren. Weiterhin ist IRIS die einzig anwendbare Technik, um Fehlstellen im Bereich der Rohrböden von C-Stahl-Wärmetauschern (z. B. Luftkühler) zu detektieren.

Theorie
Der IRIS-Sensor (Prüfkopf) besteht im wesentlichen aus einer Zentriereinheit, einem Ultraschall-Transduktor und einem rotierenden Spiegelprisma. Ein Ultraschall-Impuls wird im axial angebrachten Signalgeber erzeugt und über einen auf 45° angeordneten, rotierenden Spiegel in Richtung Rohrinnenwand geleitet. Als nächstes findet eine Reflexion (Echo) an der Rohrinnenwand und weiter an der Rohraußenwand statt. Diese Echos werden über den rotierenden Spiegel an das System zurück reflektiert und weiterverarbeitet. Die Laufzeit zwischen den beiden Echos entspricht der verbleibenden Restwandstärke des Rohres. Die bekannte Schallgeschwindigkeit im zu untersuchenden Material ermöglicht die präzise Berechnung der verbleibenden Rohrwandstärke. Um das Spiegelprisma in Rotation zu versetzen sowie zur Kopplung des Ultraschalls wird gefiltertes Wasser verwendet.
Ein Referenzrohr mit gleichen Materialeigenschaften wie Dimension und Schallgeschwindigkeit wird benötigt, um das System für die Prüfung zu kalibrieren. Nach der Prüfung wird dem Kunden ein detaillierter „On-Site-Report“ mit dem Zustand jedes geprüften Rohres zur Verfügung gestellt.

Einschränkungen
IRIS eignet sich nicht, um kleine Pittings oder Risse in Rohren festzustellen. Weiterhin ist IRIS kaum oder nur sehr schwer in beengten Räumen anwendbar. Gebogene Rohre (U-Rohre, Rohrbögen) können nicht geprüft werden, da das System zu jeder Zeit zentriert geführt werden muss. Die zu prüfenden Rohre müssen einwandfrei gereinigt (metallisch blank) sein, um adäquate Messergebnisse erzielen zu können.

VIDEOSKOPIE VON ROHREN

Unter der visuellen Inspektion (VT = visual testing) versteht man die optisch-visuelle Überprüfung eines Produkts (z. B. Rohr, Behälter, Schweißnaht) durch qualifizierte und nach ISO 9712 zertifizierte Inspektoren. Die Art der visuellen Überprüfung kann je nach Kundenanforderung definiert und angepasst werden. Zum Beispiel kann eine Inspektion nach bestimmten Kriterien durchgeführt werden, um Inhomogenitäten wie Korrosion, Risse und Leckagen aufzuspüren oder auch den Reinigungszustand festzustellen.
Die visuelle Inspektion ist eines der wichtigsten Instrumente für die Ursachenanalyse von Fehlern und Defekten. Sie wird genutzt, um die Lage und Geometrie von Fehlern festzustellen und einen Eindruck vom Schadensmechanismus zu bekommen.
Die visuelle Inspektion bietet hervorragende Möglichkeiten, um mit anderen ZfP-Methoden wie Wirbelstrom oder Ultraschall zuvor festgestellte Schäden und Indikationen mit aussagekräftigen Bildern zu bestätigen.
Aufgrund der Tatsache, dass integrale ZfP-Methoden wie die Wirbelstromprüfung oder IRIS deutlich sinnvoller für eine umfassende Prüfung sind, wird die visuelle Inspektion nur zur Verifikation von Indikationen und Defekten oder zur Reinigungskontrolle herangezogen.
Die Anwendung der visuellen Inspektion macht es möglich, Rohre oder andere Komponenten zu überprüfen, wo konventionelle Methoden keine brauchbaren Ergebnisse liefern können.
Mit Hilfe modernster Videotechnik in Verbindung mit qualifiziertem und nach ISO 9712 zertifiziertem Personal garantiert DELTA TEST seinen Kunden eine kompetente visuelle Inspektion, Fehleranalyse und Dokumentation.

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