I tubi saldati a resistenza, comunemente chiamati tubi ERW (saldati a resistenza elettrica), vengono prodotti formando una striscia o una bobina in un tubo e saldando la giuntura longitudinale con corrente ad alta-frequenza. Poiché la zona di saldatura è larga solo pochi millimetri, il tubo deve essere esaminato con metodi non-distruttivi in grado di individuare difetti all'interno della linea di fusione. Questo articolo spiega i metodi di ispezione utilizzati sui tubi ERW, gli standard alla base e il modo in cui uno stabilimento verifica ciascun giunto prima della spedizione.
Perché l'ispezione è fondamentale per i tubi ERW
Il tubo ERW viene utilizzato in servizi in pressione, colonne strutturali e tubi di linea, dove una saldatura difettosa può fallire senza preavviso. L'area di saldatura è soggetta a mancanza di fusione, inclusioni, porosità e ossidazione del cordone (la cosiddetta-saldatura a freddo). L'ispezione online dopo la formatura rileva questi difetti mentre il tubo è ancora nel laminatoio, quindi i giunti difettosi vengono tagliati prima del test idrostatico o del rivestimento.
Metodi di test non-distruttivi
Test ad ultrasuoni (UT)
Nei test a ultrasuoni, una sonda viaggia lungo la saldatura ed emette onde sonore ad alta-frequenza nella parete del tubo. Le onde riflesse dalle discontinuità interne vengono analizzate per determinare la posizione e l'entità dei difetti quali cricche, mancanze di fusione e scorie. L'UT è sensibile sia ai difetti superficiali che a quelli vicini-superficiali, non danneggia il tubo e viene applicato online alla massima velocità di produzione oppure offline per la verifica. Gli standard pertinenti includono ISO 10893-10, ISO 10893-11 e ASTM E213.
Test delle correnti parassite (ECT)
Il test con correnti parassite utilizza una bobina di corrente alternata attorno al tubo per indurre un campo magnetico; i difetti disturbano il campo e modificano l'impedenza della bobina. L'ECT è ideale per lo screening rapido di tubi ERW prodotti in serie- e rileva in modo affidabile crepe, fori di spillo e laminazioni superficiali e vicine alla superficie-. Non è necessario alcun liquido di accoppiamento e il metodo è facilmente automatizzabile. La sua limitazione è la ridotta sensibilità ai difetti interni profondi. Gli standard vigenti includono ISO 10893-2 e ASTM E309.
Test idrostatico
Ogni tubo ERW destinato al servizio in pressione è testato idrostaticamente. Il tubo viene riempito con acqua, pressurizzato a un livello superiore alla pressione di esercizio e mantenuto per un periodo di tempo specificato mentre il mulino monitora perdite o deformazioni. La pressione di prova e il tempo di tenuta seguono lo standard di prodotto in vigore, ad esempio API 5L, ISO 3183 o ASTM A53. Questa è la prova finale della tenuta e della resistenza del tubo.
Esami radiografici (RT)
La radiografia a raggi X-o gamma-produce un'immagine della saldatura su pellicola o su un rilevatore digitale, fornendo una registrazione permanente delle condizioni interne. La RT viene utilizzata per i test di accettazione di linee critiche, per la qualificazione della saldatura e per la ri-verifica dopo la riparazione. È più costoso e più lento dell'UT, quindi gli stabilimenti normalmente lo applicano in modo selettivo. Gli standard rilevanti sono ISO 17636 e ASTM E94.
Ispezione visiva e dimensionale
Ogni tubo viene controllato visivamente per verificare la presenza di difetti superficiali e il diametro esterno, lo spessore della parete, l'ovalità, la lunghezza e la rettilineità vengono misurati con calibri, micrometri e calibri laser. L'altezza della saldatura (metallo saldato in eccesso) e l'offset del cordone devono rimanere entro i limiti dello standard di prodotto poiché influiscono sia sul flusso che sul comportamento a fatica.
Confronto dei metodi di ispezione
| Metodo | Difetti rilevati | Norma governativa | Velocità tipica |
|---|---|---|---|
| Ultrasuoni (UT) | Crepe, mancanza di fusione, inclusioni, indicazioni attraverso-muro | ISO 10893-10/11, ASTM E213 | Online alla massima velocità oppure offline |
| Correnti parassite (ECT) | Crepe, fori di spillo, sovrapposizioni in superficie e in prossimità-della superficie | ISO 10893-2, ASTM E309 | Molto veloce, senza accoppiamento |
| Idrostatico | Perdita, rottura della parete o della saldatura sotto pressione | API 5L, ISO 3183, ASTM A53 | Ogni giunto, fine della linea |
| Radiografico (RT) | Difetti di saldatura interni con registrazione permanente | ISO 17636, ASTM E94 | Lento; utilizzato in modo selettivo |
| Visivo e dimensionale | Segni sulla superficie, deviazioni di diametro esterno/parete/rettitudine | Tolleranze standard del prodotto | Misurazione continua |
Flusso di ispezione tipico nello stabilimento
Test online a ultrasuoni o correnti parassite subito dopo la saldatura, con marcatura automatica dei difetti
Taglio di sezioni difettose e riparazione di saldature secondo procedure approvate, ove consentito
Prova idrostatica di ogni tubo alla pressione richiesta dalla norma
Ri-test offline delle riparazioni e delle estremità dei tubi, dove la saldatura è maggiormente sollecitata
Verifica dimensionale finale e rilascio visivo prima della marcatura e della spedizione
Criteri di accettazione
L'accettazione è definita dallo standard del prodotto piuttosto che dallo stabilimento. API 5L e ISO 3183, ad esempio, stabiliscono le indicazioni massime consentite per UT ed ECT, mentre ASTM A53 richiede la prova idrostatica di ogni tubo. Per i tubi che trasportano elementi critici per la sicurezza-, gli acquirenti possono richiedere test supplementari: ispezione ultrasonica-su tutta la lunghezza, campionamento radiografico delle saldature o ispezione elettromagnetica dell'intera circonferenza.
Domande frequenti
Quale metodo rileva i difetti di saldatura interni nel tubo ERW?
Il test ad ultrasuoni è il metodo principale per difetti interni come mancanza di fusione, crepe e inclusioni, perché può dimensionare le indicazioni attraverso l'intero spessore della parete. Si applica online dopo la saldatura e può essere ripetuto offline per la verifica.
Perché viene utilizzato il test delle correnti parassite sui tubi ERW?
Il test con correnti parassite è veloce, non richiede fluido di accoppiamento e scherma in modo affidabile la superficie e la zona vicina alla-superficie della saldatura per individuare crepe e fori di spillo. È particolarmente adatto alle velocità di produzione di un moderno stabilimento ERW ed è specificato dalle norme ISO 10893-2 e ASTM E309.
Cosa dimostra un test idrostatico?
Un test idrostatico dimostra che il tubo può sostenere una pressione superiore alla pressione di esercizio di progetto senza perdite o cedimenti. Convalida sia il materiale principale che la saldatura su tutta la lunghezza, motivo per cui gli standard di servizio-a pressione come API 5L, ISO 3183 e ASTM A53 lo richiedono su ogni giunto.
È possibile ispezionare i tubi ERW mediante raggi X-?
SÌ. I test radiografici forniscono un'immagine permanente della saldatura e vengono utilizzati per l'accettazione delle linee critiche, la verifica delle riparazioni e la qualificazione della procedura di saldatura. Normalmente viene applicato in modo selettivo perché è più lento e più costoso del test a ultrasuoni.
Cos'è una saldatura a freddo nel tubo ERW?
Una saldatura a freddo è una mancanza di fusione causata da un calore insufficiente in corrispondenza della giuntura, per cui i due bordi vengono pressati insieme senza essere veramente saldati. Potrebbe superare un controllo visivo e anche alcuni test, ma fallisce durante il caricamento del servizio. Il test online a ultrasuoni o a correnti parassite dopo la saldatura è il modo affidabile per rilevarlo.
Quali standard regolano l'ispezione dei tubi ERW?
Lo standard di prodotto stabilisce il regime di ispezione: API 5L e ISO 3183 per tubi di linea, ASTM A53/A513 e EN 10217 per servizi generali e in pressione. I metodi NDT seguono gli standard della serie ISO 10893 e della serie ASTM E-, con test idrostatici conformi alle specifiche di prodotto applicabili.
