石油套管无损探伤的自动检测方法研究论文_杨帆

石油套管无损探伤的自动检测方法研究论文_杨帆

摘要:无损检测是在不损坏原材料的前提下,对零件表面和内部质量进行检测的一种检测方法由于组织结构的缺陷或差异,它利用物质的某些物理性质来改变物质的物理量。其目的是提高产品质量,保证使用安全,并增强产品设计的科学性。虽然无损探伤只有几十年的历史,但由于它可以准确的对工件进行检验,此技术刚出现,便在生产中发挥着不可替代的作用。随着科学的发展与进步,对无损探伤提出了更严格的要求,与此同时,生产与科技的发展也使无损探伤的手段多样化,近些年来发展了多种无损探伤方法,国外的发展也很快。学习和分析国外的无损检测技术,对我国无损检测技术的发展有很大的帮助。

关键词:无损探伤;现状;发展趋势

在我国油田,废弃油井是由套管问题引起的。它已经积累了上千口井。国内外的统计数据表明。虽然套管生产厂家在套管出厂前已经进行了在线检测。但由于种种原因,约有3.5%-5.5%的套管有缺陷出厂。因此,在油田生产中,采用先进的检测方法有效地检测套管的各种缺陷是一个迫切需要解决的问题。本文在进行技术调研的基础上,拟对适用于套管检测的超声波、漏磁和涡流等三种无损探伤方法。从探伤技术、仪器设备、国内外现状、用于自动化检测的可行性、适应程度等方面进行较为全面的论述。

1常用的无损检测的主要方法

(1)射线探伤。射线探伤主要用于检查焊接中焊缝的内部损伤,主要通过借助X射线的照射,将焊接接头不用照射在相应的相片中或者是荧光屏幕中,以此来评定焊接质量的等级,等级分类主要判断依据是底片中缺陷的形状大小和数量。通过焊接等级对机械焊接的成品进行相应的质量验收,目前这一检测技术主要应用于锅炉和大型船焊接的无损伤检测。

(2)超声波探伤。超声波探伤技术顾名思义就是利用超声波对材料内部的缺陷进行探测的一种无损伤检测,所以称之为超声波探伤。这一技术所使用的超声波的频率一般在0.5MHz~10MHz左右,是一种机械振动。

(3)磁粉探伤。磁粉探伤主要是利用强磁场,在强磁场中,铁磁性的材料表层的缺陷能够产生漏磁场从而吸收一些铁粉,利用这一现象进行无损检验。磁粉探伤的方法分类是按照测量漏磁方法的不同可以分为磁粉法和磁感应法等等,应用范围广泛,而且方法比较简便,效率还高。

(4)渗透探伤和全息探伤。渗透探伤和全息探伤也是无损探伤的主要方法,其中渗透探伤主要利用的是材料的物理性质,有色染料和荧光染料有较强的渗透性,所以可以利用这一性质将焊缝的缺陷显示出来。所以这一方法又成为荧光探伤。而全息探伤则是利用激光和声学全息现象进行探测,能够显示出缺陷的三维立体的具体情况,从而对其进行判定。?

2管道探伤在石油企业中的应用现状

石油企业的管道质量不仅关系到整个企业的生产稳定,而且关系到员工的人身安全。因此,管道缺陷检测是石油企业安全检测的重要工作之一。通过不断总结探伤技术的应用和经验,目前的探伤技术主要是射线探伤和超声波探伤。?

2.1射线检测

射线检测不仅能准确地检测出管道缺陷,而且能通过显示直观地呈现出来,有效地提高了管道的质量和安全性。在实际应用中,常用的射线检测方法是根据被检测管道内部有缺陷时,材料对射线的吸收率不同的原理,通过射线的穿透性和底片的感光度来检测管道内部缺陷的形状和位置。射线探伤的种类中,Χ射线和γ射线是最常用的两种。对于所使用的设备,γ射线设备重量轻、体积小、操作方便、探测距离长,也得到了一些行业的认可。但是,该设备发展历史短、能耗高、灵敏度波动等问题需要解决,相信随着技术的发展和进步,科学家们会不断优化射线检测,这将更加方便。?

2.2超声波检测?

超声波探伤对操作者身体无损伤,穿透力强。通过超声波回波,可以快速反映管道中的杂质、气泡和焊接缺陷,特别是未熔合焊缝的高检出率。当管道较长时,可采用全自动超声波检测现场产生探伤结果,检测速度快。然而,超声检测也存在一些缺点。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先,超声检测的精度低于射线检测,存在一定的误差。因此,超声波探伤要求的焊缝等级比射线探伤高一级。以氮气管道检测为例,氮气管道焊缝采用超声波和射线检测时,超声波检测要求焊缝等级为一级,射线检测要求焊缝等级为二级;其次,超声波检测每10个焊缝,灵敏度要求为需要调整,增加了操作人员的工作难度。随着技术人员对设备元器件的研究和改进,促进了超声波探伤技术的发展及其在石油企业管道检测中的应用,必将成为未来的必然趋势。?

3损伤检测方法在石油套管中的应用

3.1超声波检查

对于我国铁路来说,运输过程相对复杂,且车流相对较大,检测过程中时间不确定。目前,在我国钢轨探伤过程中,超声波探伤方法的穿透力比较强,且探伤深度比较深,自身的探伤灵敏度比较高,能充分反映直径内产生的空气,并能合理确定其主要位置和形状,另外,其自身的检测工艺安全性能相对较高,且用于检测的机械设备相对方便,因此在应用过程中具有广泛的应用范围。我国铁路工程运输过程中,作业过程相对复杂,车辆驾驶密度较大。对于检测过程,时间是不固定的。因此,可以利用列车驾驶过程中的空闲时间进行检查。针对我国钢轨探伤的实施情况,超声波探伤工艺具有穿透性强、能探测内部深度、灵敏度高等特点。它能找到相当于直径为十分之几毫米的气隙反射能力的反射器,能准确地反映内部反射器的位置、大小、形状和性质,并能保证超声波探伤仪的使用安全,因此,超声波探伤仪得到了广泛的应用。

3.2钢轨超声回波信号的小波去噪

加强探伤措施的改进,可以对轨头和轨腰进行无盲区的检查和试验;但对于超声波探伤方法,有一定的优化效果,其设备可以有效地改进超声波探伤仪,从而提高探伤精度。为了进一步提高检测精度,可以对数据进行合理的改进,并合理地用小波方法代替傅立叶变换。在使用过程中,超声波信号具有不确定性。我们可以利用这些信号进行合理的改进和分析。利用小波合理降噪。

3.3裂缝检查

裂纹检测是焊接质量超声无损检测的关键环节。一般情况下,裂纹内的回波高度很高,振幅很宽,会出现多峰现象。然而,当探头移动时,反射波一般会产生连续变化。另外,探头运行后,裂纹波峰一般会产生上下交错现象。值得注意的是,裂缝是一种非常危险的情况。这一问题的存在不仅会影响焊接接头的质量,而且会导致过大的应力集中,这是结构开裂的一个重要原因。因此,在进行裂纹检测时,必须通过提高焊条和焊剂的碱度,采取必要的预热和保温措施,采用科学的焊接顺序,增加焊接收缩过程的自由度,提高超声波无损检测焊接质量的效率。?

结束语

从长远来看,无损检测技术有其自身的应用优势。随着社会和科学技术的发展,无损检测技术的功能将不断增强。因为可以说,无损检测技术的发展前景非常好。

参考文献:

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[2]唐惠龙,牟睿.无损探伤技术在工程上的应用的探讨[J].电子测试,2014,03

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[4]陈学芹,亢凯.X射线无损探伤中缺陷的自动检测与识别[J].黑龙江科技信息,2014,34

论文作者:杨帆

论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年21期

论文发表时间:2019/11/29

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