Hvordan finne ut av om en NDTmetode kan erstatte en annen

Transkript

1 Hvordan finne ut av om en NDTmetode kan erstatte en annen Seminar NDT Nivå 3 Personell 2008 Olav Førli, Det Norske Veritas 25. November 2008

2 Nordtest-dokument(er) Guidelines for Replacing NDE Techniques with one another - NT Techn Report 300 Approved Lite påaktet, men gir praktisk veiledning når det gjelder å erstatte en NDT metode med en annen Guidelines for NDE Reliability Determination and Description - NT Techn Report 394 Approved Brukt som referansedokument i DNV OS-F101 vedrørende kvalifisering av AUT systemer for rundsømmer på offshore rørledninger Guidelines for Development of NDE Acceptance Criteria - NT Techn Report 427 Approved Et dokument forut for sin tid, men prinsippene gitt anvendt i forbindelse med ECA kriterier for rundsømmer på rør. Dokumentet er vel verd et studium. Alle dokumenter inneholder i større eller mindre grad definisjoner og krav relatert til påliteligheten av NDT. Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 2

3 Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 3

4 Relevante eksempler Relevante eksempler på erstatning av en NDT metode med en annen gjennom de siste tiår er for eksempel: v Erstatning av etablert radiografi med ultralydprøving v Erstatning av magnetpulverprøving med andre elektromagnetiske teknikker (hvirvelstrøm, ACFM) v Etc. Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 4

5 NT Technical Report 300 Viktige definisjoner: Reference NDE technique: Anerkjent NDT metode Replacement NDE Technique: NDT kandidatmetode for å erstatte den anerkjente NDT PoD: Probability of Detection: Fraksjon av defekter som i det lange løp detekteres med en NDT metode PoR: Probability of Rejection: Fraksjon av defekter som i det lange løp ikke aksepteres med en NDT metode og anvendte bedømmelseskriterier (definisjon ikke inneholdt i NT Techn Report 300) Konfidensnivå (Confidence Level): Sannsynligheten for at den sanne verdi av en parameter (e.g. PoD/PoR) er innen spesifiserte konfidensgrenser (Confidence Limits). I praksis anvendes ofte en lavere konfidensgrense, da det er den som er representerer den minste feilen som kan avdekkes. Standardkravet til konfidensnivå er 95% relatert til en laveste konfidensgrense ( den minste feilen som med rimelighet kan forventes detektert / ikke akseptert ) Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 5

6 Elementære deteksjons/rejeksjonskriterier Standard deteksjonskriterier spesifisert i NT Techn Report 300 er: 1. The lower 95% confidence level of the PoD or PoR, as relevant, value for the replacement NDE technique shall be equal to or higher than the average PoD/PoR value for the reference technique minus The difference between the average value and the lower 95% confidence level of the PoD value for the reference NDE technique shall be less than or equal to 0.1. Sammenligning av referanse- og kandidatmetode kan skje på forskjellig vis: 1. Direkte sammenligning 2. Relativ sammenligning 3. Absolutt sammenligning 4. Sammenligning av PoD/PoR kurver Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 6

7 Sammenligningskriterier 1. Direkte sammenligning Sammenligning når referansemetoden anvendes som absolutt referanse, d.v.s. anses som absolutt korrekt. Dette er oppfylt når erstatningsmetoden har avslørt 29 av 29 defekter for en definert gruppe defekter. 2. Relativ sammenligning Kan anvendes når noen defekter er detektert av begge metoder og andre kun av den ene eller andre. 3. Absolutt sammenligning Sammenligning når det absolutte / sanne antall defekter er kjent 4. Sammenligning av PoD/PoR kurver Kan tillate bedre differensiering m.h.p. defektstørrelse enn ved inndeling av defekter i størrelsesgrupper Sammenligning må gjøres for en relevant gruppe defekter Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 7

8 Houston, Texas Summer 2008 At some offshore riser manufacturer s facilities From my Houston residence Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 8

9 Utgangspunktet Et ønske om å erstatte en NDT metode (RT) med en annen (phased array UT (PAUT)) på rasjonelt grunnlag i.h.t. API 6A / ASME VIII Div. 1&2, og delvis API 1104? SAMPLE 1 In this case both the radiograph (RT) and ultrasonic test (PAUT) determine the weld area viewed rejected. The radiograph detect the incomplete penetration (IP) defect noted between the two arrows and the phased array image detects the (IP) in the color image below. In the phased array image the blue color areas represent returned sound from low amplitude noise, from surface conditions to grain boundaries. Green, yellow to red represents the amplitude of sound returned from the (IP) in relations to the reference reflector used during the calibration process. Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 9

10 Forundersøkelser Et grundig forarbeide hadde blitt utført med parallell NDT av 25 komplette risersystemer, med følgende resultat: PAUT ACCEPT INDUSTRY STD (RT) ACCEPT PAUT REJECT INDUSTRY STD (RT) REJECT Main Tube Welds Choke & Kill Welds Booster Welds Hydraulic Welds ? L Indications rejectable by PAUT were generally due to LOF which are difficult or impossible to see using RT. Indications were generally found in the root area with some sidewall LOF. In all cases, 300 welds, PAUT has proven more discriminating than RT. In no cases was RT found to be more discriminating than PAUT. Main Tube shows lower rejects due to repair work done prior to PWHT. Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 10

11 Vurdering, videre undersøkelser og konklusjon De forutgående undersøkelsene var meget omfattende og grundige og ga et tilforlatelig resultat: Langt flere feil var avslørt med PAUT systemet enn med RT Men, - kun en sveis var blitt forkastet ( rejected ) med RT, som var referanseteknikken i dette tilfellet, slik at PAUT systemet på rimelig statistisk grunnlag ikke kunne bedømmes å gjøre en sammenlignbar jobb med RT Tilleggsundersøkelser ble derfor igangsatt med identifisering av 29 antatt representative sveiser/sveisefeil som ikke hadde blitt akseptert av RT ved produksjonskontrollen, og som også hadde vært gjenstand for PAUT Det ble så fastslått at også PAUT systemet ville ha forkastet de 29 samme sveisene, noe som gir en PoD/PoR på 90% på et 95% konfidensnivå for PAUT sammenlignet med RT, noe som tilfredsstiller kravene stilt i Nordtest Technical Report 300. DNV utstedte så et Statement basert på disse resultater som fastslo at PAUT systemet er kvalifisert til å erstatte det hittil anvendte RT system, forutsatt at visse betingelser til materiale, dimensjoner og prosedyrer er oppfylt. Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 11

12 An old Diagram from NT Techn Rep 300 Comparison of radiography (Reference) and manual ultrasonics (Replacement technique). Data from Nordtest NDE Programme (Radiography: Rejection / detection if IIW Degree Red, Brown or Green, for Ultrasonics if echo 63% (-4 db) of echo fro 3 mm Ø SDH). Replacement requirements fulfilled above 1 mm defect height ( ). Sammenligningen er basert på et tilfeldig utvalg av 141 observasjoner blant flere tusen. Gjennomsnittlig godstykkelse 19 mm, noe som har betydning for ytelsen til RT. Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 12

13 Yet another diagram (UK ICON Trials) Alternative electromagnetic techniques (ACFM, ECT, Lizard) seem suitable to replace magnetic particle testing (MPI) (at least for defects above mm depth/height) Probability of detection 1.0 Olav Førli, Det Norske Veritas Comparison of ICONPD abovewater PoD curves Fit based on defects with Depth > 0 mm ACFM Air 96 Obs Depth (1) ECT Air 184 Obs Depth (5) Lizard Air 96 Obs Depth (7) MPI Water Tank 470 Obs Depth (10) with lower one-sided 95% confidence limits (thin lines) Defect depth [mm] Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 13

14 ...and another compilation Comparison of electromagnetic techniques applied under controlled working conditions and by divers under water (ICON Trials) compared to common abovewater practice for magnetic particle testing in the Nordic countries (Nordtest NDE Programme). The two latter seem replaceable with one another. Probability of detection 1.0 Olav Førli, Det Norske Veritas Summary ICONPD Depth PoD curves Fit based on defects with Depth > 0 mm ElectroMagnetic NDT Controlled Working Conditions 924 Obs Depth (11) ElectroMagnetic NDT Underwater Working Conditions 474 Obs Depth (12) MPI Common Nordic Industrial Practice 4302 Obs Depth Nordtest (13) with lower one-sided 95% confidence limits (thin lines) Defect depth [mm] Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 14

15 Or, see you all again - That was all, folks! Farewell - Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 15

16 Olav Førli, Det Norske Veritas Slide 16