Pulsed Eddy Current als screeningtechiek voor corrosie onder isolatie

Corrosie onder isolatie (CUI)

Corrosie onder isolatie (CUI) is een verborgen gevaar dat zich afspeelt onder de isolatie. Daardoor is detectie een uitdaging. De industrie (zie bijvoorbeeld de chemie en petrochemie) investeert heel wat geld in inspecties om eventuele CUI-problemen zo snel mogelijk te detecteren. Bij sommige grotere chemische bedrijven loopt deze inspectiekost op tot jaarlijks enkele honderdduizenden euro’s per plant.

Naast deze inspecties wordt ook preventief onderhoud doorgevoerd waarbij hoog-risicoleidingen worden ontmanteld om de toestand van de installatie na te gaan. Ze worden eventueel ook van volledig nieuwe isolatie voorzien als de ingeschatte risico’s op condensatie en corrosie te hoog worden. Hierbij wordt een Risk-Based Approach gevolgd op basis van:

• De leeftijd van de leiding en de isolatie;
• het type isolatie, het type leidingen en aangebrachte coating:
• vorm van de installatie (rechte leiding, bochten, reactorvat, …);
• en uiteraard het effect van een eventueel lek door corrosie op die plaats (veiligheid, economisch, ecologisch).

Dit is veelal gebaseerd op ervaring, maar gebeurt zonder data over de effectieve corrosietoestand van de installatie. Een goede inschatting van de effectieve toestand en de risico’s is evenwel noodzakelijk. Dit moet zorgen voor een minimale kost door niet te snel de isolatie of leidingen te vervangen, maar ook niet te laat om lekken en onvoorziene stilstanden te vermijden. De met stilstand gepaard gaande economische verliezen lopen immers snel op (>100 000 €/u voor een scheikundige plant). 

Visuele inspectie en alternatieven voor detectie van corrosie onder isolatie

Vandaag is visuele inspectie nog steeds de meest betrouwbare techniek om corrosie onder isolatie te detecteren. Daarbij wordt de isolatie (gedeeltelijk) verwijderd en wordt de leiding/equipment visueel geïnspecteerd. Naast visuele inspectie zijn er nog andere technieken in gebruik die helpen om vochtindringing en corrosie onder isolatie te detecteren, zoals:

• X-stralen radiografie (real-time radiography (RTR) / computed radiography (CR) / digital radiography (DR)):

Door interactie van de structuur met X-stralen wordt een profiel bekomen van de buitendiameter van de leiding. Als er een verandering in profiel merkbaar is, betekent dit vaak dat er corrosieproducten aanwezig zijn. Het is echter niet mogelijk om op basis daarvan een wanddikteafname in te schatten.

• Neutron Backscatter:

Deze techniek maakt gebruik van een radioactieve bron en wordt gebruikt om vochtige isolatie op leidingen en vaten te detecteren. Het is een relatief snelle techniek. 

• Infrarood beeldvorming:

Aangezien er vaak een verschil is in oppervlaktemperatuurs tussen plaatsen met droge en vochtige isolatie kan door middel van een infraroodcamera, onder de juiste omstandigheden, vochtige isolatie gedetecteerd worden.

Daarnaast bestaan er sensoren die vochtindringing vaststellen. Deze laten toe om kort op de bal te spelen en geven al een waarschuwing nog voordat coatingdegradatie of materiaalverlies van het staal heeft plaatsgevonden. 

Opmeten van materiaalverlies

In veel gevallen is het echter interessanter om op te meten of er al dan niet een significant materiaalverlies onderin de isolatie is opgetreden. Wanneer er toegang is tot de leiding (door verwijderen van de isolatie of via bepaalde meetgaten) kan de resterende wanddikte op die plaats opgemeten worden aan de hand van UT (ultrasonic testing).  Er bestaan echter ook technieken die niet vereisen dat de isolatie voorafgaand verwijderd wordt. Op dat gebied zijn de voornaamste technieken die worden toegepast Guided Waves (GW) en Pulsed Eddy Current (PEC):

• Guided Waves (GW): Bij deze techniek worden door middel van transducers die op het pijpoppervlak worden geplaatst (na lokaal verwijderen van de isolatie) ultrasone oppervlaktegegolven in de pijp gestuurd. Deze golven interageren met het pijpmateriaal en op basis van de informatie uit de ontvangen golven wordt een eventuele wanddikteafname ingeschat. Afhankelijk van de condities kunnen tot > 100m leiding met 1 meting getest worden. GW wordt voornamelijk gebruikt voor het opmeten van lange stukken rechte leiding. Bij bochten en meer complexe geometrieën is er echter signaalverlies en wordt de techniek minder interessant.
• Pulsed Eddy Current (PEC): PEC is een semi-kwantitatieve elektromagnetische inspectietechniek waarmee wanddikteverlies kan opgemeten worden op ferromagnetische structuren zoals koolstofstaal. Met de techniek wordt eerst een magnetisch veld aangelegd dat plots weer weggenomen wordt. Daardoor worden wervelstromen in de stalen leiding veroorzaakt die uitdoven aan een snelheid die gerelateerd is tot de dikte van de leiding. De sondes worden geplaatst op de weather jacket. De meting is eerder lokaal. PEC wordt voor zowel leidingen gebruikt als voor meer complexe geometrieën zoals tanks, steunen, en andere structuren. Voor lange stukken leiding is deze techniek dan weer minder efficiënt dan guided waves.

Hoewel PEC reeds lange tijd bestaat, wordt het door velen nog gezien als een relatief nieuwe opkomende wervelstroomtechniek. Daarom informeren we hieronder nog over een aantal aspecten van PEC.

Wat is de het minimum detecteerbare defect voor PEC?

Corrosiespots met een diameter gelijk aan de footprint van de probe zullen heel goed gedetecteerd worden. Voor diepere corrosiespots kan de diameter al wat kleiner zijn,  maar de wanddikteafname weergegeven door het PEC toestel zal dan ondergeëvalueerd zijn. Dit komt omdat PEC de meting uitmiddelt over de footprintzone van de probe.

Hoe groter de diameter van de corrosiespots, hoe beter deze geëvalueerd zal worden. De footprint van de probe die dient gebruikt te worden hangt dan weer af van de dikte/eigenschappen van de isolatie (in het algemeen geldt dat voor een dikkere isolatie een grotere probe moet gebruikt worden, wat het minimum detecteerbare defect groter maakt.

Contacteer ons indien je hierover een specifieke vraag hebt.

Wanneer wordt aangeraden om isolatie te verwijderen?

Van zodra de PEC techniek aangeeft dat er >15% wanddikteafname is, wordt aangeraden om de isolatie te ontmantelen en een visuele inspectie uit te voeren. 

Wat kan je verwachten van PEC?

• Detectie van corrosie onderin verschillende types van isolatie/beton/silicaat.
• Weather jacket/isolatie/coating verwijderen hoeft niet.
• Je krijgt een idee waar de wanddikteafname zich voordoet.
• De sensoren kunnen geplaatst worden op oppervlakken tot 120°C.

Onze collega’s van TÜV AUSTRIA Belgium beschikken over de meest recente PEC-technologieën, die door level 2 en level 3 experten in wervelstromen worden uitgevoerd. Contacteer ons indien je verdere vragen hebt over PEC of andere NDT-technieken.