ART - Crack Detection

To mitigate the serious threat that stress corrosion cracking (SCC) poses to pipeline integrity, oil and gas operators spend significant capital on crack detection inspection of onshore pipelines. The current tools, however, are reported to have issues with the sensitivity and sizing of small cracks that develop into integrity threats, especially for gas pipelines. Compared to current crack detection tools, the piezoelectric gas coupled ultrasound transducers used in the ART Scan have several advantages, including high sensitivity and high bandwidth; and since piezoelectric transducers are generally smaller than e.g. EMAT transducers, array configurations can be used that facilitate the extraction of geometrical information from cracks. A review of the theory of plate waves indicate that it is possible to generate waves in steel plates with gas coupled piezoelectric transducers, and that these waves can "leak" back into the gas to be picked up by a receiving transducer. The literature shows that many wave modes can be transmitted, all with different properties such as propagation velocity, frequency dispersion, and signal strength. To achieve useable results, one must choose the waveforms carefully and dispersion must be kept at a minimum. If this is not achieved variations in the speed of sound will lead to signal distortion which in turn affect the imaging and dimensional accuracy. In cooperation with Transcanda it has been demonstrated that the ART technology is able to detect and localize crack-like defects in pipes with a high level of accuracy. The differentiation of crack defects from other types of defects have proven challenging and further development in this area is required. The technology will facilitate more efficient and accurate inspection of pipelines. This will also pave the road for more targeted repair of pipelines. The potential cost savings are multi-billion NOKs, on the Norwegian continental shelf alone.

I perioden fra 1994 til 2013 var det i USA alene 1796 seriøse hendelser forårsaket av sprekkdannelse på rørledninger. Disse hendelsene forårsaket 682 dødsfall, 2646 skadede og materielle skader tilsvarende 1 383 528 416 USD. I tillegg kommer mindre skader. Bare i USA alene er det estimert mer enn 1400 utslipp fra rørledninger i perioden 2010 til 2013. DNV har utviklet en akustisk inspeksjonsteknologi benevnt ART (Acoustic Resonance Technology) gjennom 20 år med forskning og utvikling. Denne virksomheten ble lagt inn i Halfwave og fisjonert ut av DNV 1. januar 2012. Vi ønsker å videreutvikle ART-teknologien til å ikke bare måle tykkelsen på rør, men å kunne anvendes til å identifisere og måle sprekkdannelser i alle ryper rørledninger (væskefylte, gassfylte, trykkforhold, rørstruktur, coating etc.) for å helhetlig sikre enhver rørlednings integritet. Overordnet betyr dette en omfattende konfigurasjonsendring, designendring og utvikling av algoritmer for å identifisere og nøyaktig måle ulike typer sprekker i tre akser inne i røret (horisontale, vertikale og i dybden). ART-teknologien vil således representere en lenge etterlengtet teknologi som vil kunne erstatte dagens mangelfulle løsninger med resultat av raskere, billigere og langt mer nøyaktige målinger. I andre omgang reduserer dette følgelig antall ulykker som beviselig er livsfarlig og svært kostbart. ART vil i motsetning til eksisterende teknologi ikke bare identifisere sprekkdannelser, men den vil rapportere tilbake sprekkens retning, dybde og bredde. Omfanget av en sprekk blir dermed umiddelbart identifisert hvilket har en klar HMS- og kostnadseffekt. FoU-utfordringer (nærmere beskrivelse (utdypes ytterligere i prosjektbeskrivelsen): * Utvikling av Transdusere for å sende og motta signaler * Konfigurasjon og plassering av komponent * Hvilken frekvens skal brukes for å sende og motta * Hvordan reflekteres lyden av ulike typer sprekker? * Algoritmisk løsning for å tolke data * Forskjeller i gass og væske