In de MRT-terminologie worden twee bekende acroniemen gebruikt, LF en LMA, die beide worden genoemd in de belangrijkste standaarden: ISO4309 en EN12927.
- LF staat voor 'Localized Fault' (gelokaliseerde fout). Soms wordt ook LD gebruikt, de afkorting van 'Localized Defect' (gelokaliseerd defect).
- LMA wil zeggen 'Loss of Metallic Area' (Verlies van metaaloppervlak). Deze twee signaaltypen zijn de trekpaarden van elke MRT-fabrikant.
In dit artikel leert u hoe u ze kunt herkennen, hoe ze tot stand komen, wat hun natuurkundige betekenis is en in welke omstandigheden ze het beste werken.
Het gelokaliseerde foutsignaal
De LF-technologie is de oudste technologie die in MRT-systemen wordt gebruikt. Dit algemeen bekende signaal meet de lekkage van magnetische flux in de nabijheid van een defect op of in een gemagnetiseerd object, zoals een staalkabel.
Zoals u kunt zien op bovenstaande afbeelding is het zo dat wanneer er zich een defect bevindt in een kabel die volledig verzadigd is met een magnetisch veld, een deel van dat magnetische veld uit de kabel naar buiten komt, waarbij het defect wordt doorkruist. Dit verschijnsel is afhankelijk van het gat (het defect) in de kabel. De fluxlijnen variëren en vertonen een afwijking doordat ze een zone tegenkomen (het gat) met een andere magnetische reluctantie. Deze variatie treedt op in de lucht rondom de kabel. De relatieve intensiteit en richting zullen afhangen van de hoedanigheid en vorm van het defect. Strategisch geplaatste sondes zullen de flux detecteren, omzetten in een voltage, en vervolgens het signaal extraheren.
Onderstaande afbeeldingen tonen twee weergavevoorbeelden van typische signalen die zijn verkregen met de LF-technologie.
Gebroken draden en corrosie kunnen worden gedetecteerd met de LF-technologie. Het is belangrijk om op te merken dat elk signaal moet worden geïnterpreteerd door een deskundige technicus die hiervoor opgeleid is. De grafieken bevatten geen aanwijzing omtrent het aantal gebroken draden, de aard van de corrosie of het verlies van metaaloppervlak. Ook een percentagewaarde op de as ontbreekt. Deze resultaten moeten nog worden geïnterpreteerd. Door middel van deze diagrammen, kan een deskundig technicus die de diagrammen afleest, eenvoudig beoordelen wat de conditie van de kabel is. Het LF-signaal wordt gekenmerkt door een sterke stabiliteit, eenvoudige lineariteit en betrouwbaarheid (geen vreemde eindeffecten of signaaloscillaties). Om deze reden is het LF-signaal het enige signaal dat wordt vermeld in de EN12927-testcertificeringsprocedure. Als een testapparaat deze test niet doorstaat, mag deze niet worden toegepast in de kabelbaansector.
Verlies van metaaloppervlak
De LMA-test is ontwikkeld om de gebruiker een kwantificatie van de schade te bieden, zodat deze weet 'hoeveel' defecten (meestal corrosie) de dwarsdoorsnede van de staalkabel telt. Het diagram dat aan dit signaal is verbonden, geeft veelal een percentage weer. De technicus leest een waarde af (-2%, -5%, enz.), behorend bij het metaalverlies in de dwarsdoorsnede op een goed-gedefinieerd punt.
Dit is minder eenvoudig dan het lijkt.
1. Het verband tussen het volume en de dwarsdoorsnede van een kabel
LMA zou eigenlijk LMV moeten heten (Loss of Metallic Volume; verlies van metaalvolume). Wanneer een kabel een defect vertoont, is er een variatie in de totale magnetische reluctantie. De kabel kan worden gezien als een elektrische weerstand, waarvan de waarde afhangt van zijn natuurkundige kenmerken. Het defectgebied is een zone waarin het ijzer is vervangen door lucht, waardoor de totale waarde van de weerstand is veranderd. In het magnetische parallellisme wordt dit fenomeen reluctantie genoemd. Hoe meer gebroken of gecorrodeerde draden er aanwezig zijn, des te hoger is de reluctantie, omdat er meer obstakels zijn die de stroom van de magnetische flux doorkruisen. We zouden kunnen zeggen dat volgens een bepaalde hypothese de gemeten flux proportioneel is aan het volume van het defect of van de kabel.
Wat is het verband tussen het volume en de dwarsdoorsnede van een kabel?
- Als de lengte van het defect langer is dan de lengte van het apparaat, zijn de afname van het volume en de dwarsdoorsnede proportioneel. Alleen onder deze hypothese komt de LMV-waarde overeen met de LMA-waarde.
- Als het defect korter is dan het apparaat, is het signaal zwakker, zoals weergegeven in de afbeelding hieronder.
Dat is de reden waarom het LMA-signaal normaliter wordt gebruikt voor de identificatie van 'lange' defecten, zoals corrosie, slijtage, enz. Het is niet geschikt voor de detectie van breuken.
In onderstaande afbeelding ziet u een standaard LF-signaal en een standaard LMA-signaal. Twee testdraden worden op de kabel geplaatst. Op deze manier ontstaat door vermaling een reductie in de dwarsdoorsnede.
De afbeelding hieronder toont de LF- en LMA-signalen voor een kabelbaan die een kabel rond het verbindingspunt laat lopen. Sommige defecten (kleine pieksignalen) worden gedetecteerd op plaatsen waar de kabel niet doorloopt.
Hieronder ziet u een typisch LMA-signaal, waarbij de kabel in goede conditie verkeert tot op 194 m. Vanaf dat punt is er over een lengte van 30 m een verlies gemeten van circa 10-15%.
2. De eindeffecten
De LMA-meting is rechtstreeks verbonden met de hoofdflux die door de binnenkant van de kabel stroomt, en met het magnetische circuit. Elke modificatie van het fluxpad kan door de sondes worden afgelezen als een wijziging in de kabeldoorsnede. Dit is zeker waar wanneer de fluxverandering wordt veroorzaakt door een daadwerkelijk defect. Soms echter kan het magnetisch veldpad ook worden vervormd door bepaalde externe fenomenen (verschijnselen). Een veel voorkomend voorbeeld hiervan is het 'fenomeen van de eindeffecten', dat zich enkele meters vóór het uiteinde van de kabel voordoet. Tijdens een test op een kabelbaan, waarbij de kabel een gesloten lus vormt, wordt het testapparaat halverwege de kabel geplaatst. De externe magnetische configuratie is dan gelijk, evenals de fluxlijnen. Als we de test uitvoeren op een hijskraan, zal op een bepaald punt het einde van de kabel dichterbij het apparaat komen, dat zich dan niet meer halverwege bevindt. Dit zal een vervorming van de fluxlijnen veroorzaken, waardoor het hoofdveld in het meetpunt verandert en daardoor ook het signaal.
De volgende afbeelding toont een voorbeeld van dit fenomeen. Hier is het apparaat handmatig over een kabel bewogen, vanaf het begin (1 meter kabel aan de achterkant en 10 meter kabel aan de voorkant) naar het einde toe (de tegenovergestelde situatie). Zoals u kunt zien, verloopt het gemiddelde niveau van de grafiek via verschillende waarden, waardoor een vertekend beeld ontstaat van een wijziging in de dwarsdoorsnede.
Concluderend: bij kunstmatige defecten vlakbij het einde van de kabel werd het onmogelijk om de echte veranderingen in de dwarsdoorsnede af te lezen. Waarom zou dat gemakkelijker zijn tijdens een inspectie ter plaatse?
3. Gevoelig voor de externe omgeving
Het LMA-signaal is veel gevoeliger voor de externe omgeving dan het LF-signaal. Als gedurende de test enige metalen delen dichter bij het systeem in de buurt komen, vindt er een verandering van de magnetische fluxlijnen plaats, wat het inspectieresultaat waarschijnlijk zal beïnvloeden. Dit is een van de redenen waarom het apparaat in een vrije omgeving moet worden geplaatst.
Iets anders wat we niet mogen vergeten is dat het LMA-diagram gewoonlijk in hoge mate gefilterd wordt door softwareprocedures die het diagram aanzienlijk kunnen veranderen. Een beter dataspoor zal een betere interpretatie opleveren, maar de eindgebruiker moet de controle over alle processen behouden. Het kan gevaarlijk zijn om 'gesloten algoritmen' toe te passen waarover de klant geen controle heeft; als het uitgangspunt verkeerd is, kan het eindresultaat van een inspectie, ondanks dat deze correct is toegepast, in gevaar komen.
LF of LMA
LF wordt technisch erkend als het meest stabiele signaal en het is het enige gereguleerde defectsignaal (EN12927). Verschillende defecten hebben verschillende amplitudes en vormen. Om deze reden is voor een goede analyse de interpretatie van de gebruiker vereist. Met de juiste training en begeleiding zullen technici in staat zijn om de diagrammen correct af te lezen, en aan hun klanten het juiste kabelstatuscertificaat kunnen afgeven.
LMA is minder eenvoudig dan het lijkt. Dat is het belangrijkste nadeel ervan. Helaas is een resultaat als '-5%' niet voldoende om de feitelijke conditie van de kabel vast te stellen, vooral niet wanneer dit resultaat wordt geïnterpreteerd door ongetraind personeel. In onze ervaring kan een goede training over de LMA-theorie een goede ondersteuning vormen voor de LF-methode. Zonder deugdelijke training over het gebruik ervan, kunnen gebruikers het LMA-signaal beter vermijden. In sommige apparaten wordt het 'dubbele signaal' (LF+LMA) niet verkregen met behulp van twee verschillende sondes, maar via een wiskundige berekening. Met andere woorden, soms is het gegenereerde LF-diagram slechts een numerieke afgeleide van het LMA-signaal. Dit is natuurkundig gezien fout en elk vals LMA-signaal zal op deze manier worden doorgekopieerd naar het LF-signaal. Met andere woorden, als een systeem is uitgerust met de LMA-testfunctie, zou de klant ook moeten controleren of een LF-testfunctie beschikbaar is en moeten verifiëren dat het LF-signaal is verkregen met een gescheiden sondecircuit.
