Phased Array (PA) özellikle kritik uygulamalarda oldukça hızlı şekilde kullanım bulmakla beraber yeni bir teknik olması ve eğitimli personel gerektirmesinden dolayı kısıtları da söz konusudur. Bu yazı taşınabilir PA teknik kullanılarak 3000 mm çapında 25 mm et kalınlığındaki boruların çevresel kaynaklarının kontrolünün nasıl yapıldığını tarif etmektedir.

Mehmet AYDINGÜLÜUGETAM / Eğitim ve İş Geliştirme Şefi

1. Giriş

 Günümüzde serbest piyasa şartları ve rekabet nedeniyle sadece üretmek yeterli olmamakta; güvenilir, kaliteli, çevre dostu ve rekabet edebilir maliyetlerde üretim ve imalatı gerçekleştirmek gerekmektedir. Geçtiğimiz yıllar içerisinde, tüketicilerin beklentilerinin de artması, firmaları yeni üretim teknikleri ve kalite stratejileri geliştirmek zorunda bırakmıştır. Piyasadaki amansız rekabet bir teknoloji savaşı olarak devam ettiğinden, firmalar sadece üretimi değil, sürekli olarak gelişen, güvenilir ve sonuçta tüketicinin ihtiyaçlarına cevap veren ürünleri üretmek için çaba sarf etmektedirler. Üretim ve imalat teknolojilerindeki gelişmeler, ürünlerde yüksek kalite ve bunun devamlılığını sağlamak amacına yönelmiştir. Buna bağlı olarak, tahribatsız muayene yöntemlerinin (NDT) kalite kontrol stratejilerinin geliştirilmesindeki önemi artmıştır. Phased Array (PA) özellikle kritik uygulamalarda oldukça hızlı şekilde kullanım bulmakla beraber yeni bir teknik olması ve eğitimli personel gerektirmesinden dolayı kısıtları da söz konusudur. 

Bu yazı taşınabilir PA teknik kullanılarak 3000 mm çapında 25 mm et kalınlığındaki boruların çevresel kaynaklarının kontrolünün nasıl yapıldığını tarif etmektedir. Bu yeni nesil ekipmanlar manual ultrasonik sistemlere kıyasla çok değişik avantajlar sunmaktadır; hız, esneklik, veri depolama ve görüntüleme vb. 

2. Tahribatsız Muayene Yöntemleri

Kalite güvence stratejilerinin geliştirilmesiyle birlikte, ürün ve tesis güvenilirliğinin sağlanmasında tahribatsız muayene yöntemlerinin önemi artmıştır. Bunun sonucunda, özel cihazlar ve donanımları ile personelinin eğitimini, vasıflandırılması ve sertifikalandırılmasını gerektiren bir yapı oluşmuştur. 

Çok değişik muayene teknikleri kullanılarak kaynak uygunluğunun değerlendirilmesi oldukça geniş ve birçok imalat ve üretim sektörüne hitap eden bir çalışma alanıdır. Bunu sadece kaynakla sınırlamak konunun ehemmiyeti açısından biraz yetersiz kalır. Malzemelerin muayenesi, korozyon ölçümü vb. birçok konu hakkında Tahribatsız Muayene tekniklerinin etkin bir şekilde kullanımı mümkündür. Burada karşımıza kritik nokta olarak; yapısal elemanların ve üretim sistemlerinin sürekliliğinin güvenilir ve düşük maliyetle çalıştırılmasının sağlanması çıkmaktadır. Bunun için uluslararası standart ve kodlar; Radyografik Muayene, Ultrasonik Muayene, Magnetik Partikül Testi, Sıvı Penetrant Testi, Leak Testi, Akustik Emisyon Testi vb. çok değişik yöntemlerin uygulama tekniklerini ve  kapsamı açıklayarak uygun belgelendirme seviyelerinde tanımlamıştır.  

Çeşitli malzemelere ve kaynaklı bağlantıların tipine göre uygun tahribatsız muayene yönteminin seçimi Standart ve Kod’lar yardımıyla yapılmaktadır. Muayene yöntemine ve muayene sınıfına karar verilmeden önce, aşağıda sıralanan faktörler de mutlaka dikkate alınmalıdır:

• Kaynak yöntemi, 

• Malzeme kompozisyonu ve işlem durumu, 

• Kaynaklı bağlantının tipi ve boyutları, 

• Kaynaklanan yapının durumu, 

• Değerlendirme grupları, 

• Olası hataların tipi ve yönlenmesi. 

3. Phased Array

Süreksizliklerin tespitinde ve değerlendirmesinde operatör hatalarının fazla olabildiği Ultrasonik Muayene, Tahribatsız Muayene sistemi içerisinde kaynakların kontrolünde en çok kullanım alanı bulan tekniklerden birisidir. Phased Array sistemi pratik açıdan bakıldığı zaman konvansiyonel ultrasondan çok da farklı değildir. 

Temel fiziksel prensipler aynıdır; frekans, odaklanma boyutu, geliş açısı vb. PA Elementlerin ateşleme zamanlarının ayarlanabildiği bir kristal mozaiği olup; demet ekseninin açılımını veya demetin odaklanması gibi bir takım istenen etkilerin üretilmesi amacıyla her bir ışının ayrı ayrı kontrol edilmesidir.

3.1. Avantajları 

• Hız: Konvansiyonel UT sistemlere göre daha hızlı ve iyi bir tarama ve tarama bölgesi.

• Esneklik: Değişen çalışma şartlarına bağlı olarak çok kısa bir zamanda ayarlar değiştirilebilir.

• Muayene Açıları: Şartlara bağlı olarak oldukça geniş tarama açılarında çalışma söz konusu.  

• Görüntüleme: S-tarama, B-tarama ve C-tarama, A-taramaya göre çok daha iyi değerlendirilebilir datalar sunmaktadır. 

3.2. Dezavantajları 

• Ekipmanın kurulum ve doğru bir şekilde data toplayabilmesi açısından vasıflı personel gerekliliği,

• Data kaybı; olması gerektiğinden daha hızlı bir tarama durumunda data toplamada sıkıntı oluşması,

• Tarama ve data toplama açısından çok iyi bir yüzey temizliği şarttır.

4. UGETAM’ın Çalışmaları

Başlangıçta sadece doğalgaz piyasasına yönelik faaliyetlerini yürüten UGETAM artık tüm enerji piyasasına olmak üzere faaliyetlerinin kapsamında bulunan sektörlere de hitap etmeye başlamıştır. Bu doğrultuda çalışmalarını Eğitim Merkezi, Laboratuvarlar, Personel Belgelendirme, Kaynak, Tahribatsız Muayene ve Kalibrasyon olmak üzere aşağıda detaylı bir şekilde belirtildiği gibi yürütmektedir. 

4.1. Phased Array ve TOFD Uygulamalarımız

UGETAM vermiş olduğu hizmetlerde en yeni teknolojileri kullanmayı da kendisine ilke edinmiştir. Bu doğrultuda son yıllarda etkin bir şekilde kullanım alanı bulan Phased Array ve TOFD tekniklerini içeren Ultrasonik Muayene sistemlerini temin etmiştir. Bu konuda sistematik bir yaklaşım gösteren UGETAM sadece sistemi temin etmemiş aynı zamanda bunu kullanacak personelin eğitim ve belgelendirmesini de gerçekleştirmiştir.

Bugün için Phased Array ve TOFD muayene teknikleri İSKİ tarafından yürütülmekte olan  Büyük Melen İçme suyu temin projesinde 1600 ve 3000 mm çaplı boruların kontrolünde etkin bir biçimde kullanılmaktadır. Yine doğalgaz boru hatlarındaki Hot-Tap Fittings uygulamalarında da kullanılmaktadır. 

Bu yöntem de kaynakların hızlı ve etkin bir şekilde çevreye herhangi bir zarar vermeden ve iş kaybı da oluşturmadan uzman personeller tarafından gerçekleştirilmektedir.
UGETAM bu faaliyetleri bünyesinde mevcut olan, konularında uzman ve uluslararası geçerliliği olan Seviye-3 belgesine sahip çalışanlarıyla yapmaktadır. 

4.2. Teknik VerilerUltrason Cihazı:

Omniscan MX Phased ArrayProb: 5L-16A1Wedge: SA1-5NSTarama Yönü:90°Kalibrasyon Bloğu: IIW KI Blok. Temas Sıvısı: Karboksi Metil Selüloz(CMC)Referans Kazanç: 22.4dBMalzeme: St 44Boru Çapı: 3000mmEt Kalınlığı: 25 mmPaso sayısı: 8 Muayene Standardı: ASME Section VDeğerlendirme Standardı: API 1104Muayene Oranı: %1005. SonuçKaynak teknolojisi hemen hemen tüm yapıların üretiminde kullanılan yaygın bir imalat tekniğidir. Bu kadar geniş kapsamlı olan bu üretim ve tamir yöntemi tekniğine uygun bir biçimde kontrol edilmediğinde telafisi mümkün olmayan tehlikeler göstermesinin yanında işletme ekonomisi açısından ciddi bir maliyet artışını da beraberinde getirmektedir. Patlayan kazanlar, çöken çelik köprüler, iki parçaya ayrılan gemiler, kaçak yapan borular ve boru hatları da bu işin ne denli dikkat, bilgi ve beceri gerektirdiğinin en somut göstergesidir.

Referanslar

1. Moles M.D.C , “Portable Phased Array Applications” 3rd MENDT - Middle East Nondestructive Testing Conference & Exhibition - 27-30 Nov 2005 Bahrain, Manama.

2. Moles M.D.C, N. Dubé and M. Russell, “Ultrasonic Phased Arrays for Pipeline Girth Weld Inspections”, 3rd International Pipeline Technology Conference, Brugges, Belgium, May 21-24, 2000.  

3. Connelly T., “Update on the Alliance Pipeline”, International Conference on Advances in Welding Technology, October 26-28, 1999, Galveston, Texas, sponsored by EWI and AWS.  

4. Lafontaine G. and F. Cancre, “Potential of Ultrasonic Phased Arrays for Faster, Better and Cheaper Inspections”, NDT.net, vol. 5, no. 10, October 2000 http://www.ndt.net/article/v05n10/lafont2/lafont2.htm  

5. Scholes, B. “Phased Array Training Notes”, Global School of NDT, 2008

6. Olympus NDT training presentations, www.olympusNDT.com