单位文秘网 2022-02-20 08:20:59 点击: 次
摘要:本文通过超声波探伤仪器的作用原理及各方面描述,结合本探伤仪器的特点,说明该探伤仪器在现场中检测的优势及在以后各方面的发展前景。
关键词:扶正器;钻具(钻铤、钻杆);吊卡;超声波;探伤
随着钻井行业的迅速发展和钻井工艺的不断提高,对钻具和井口工具(吊卡、扶正器、接头等)的质量要求也越来越严格。无损探伤是检测钻具和井口工具的常用方法,超声波探伤可以对钻具端区和吊卡承载面卡瓦轴销的无损检测,并且检验准确、效率高,可以充分确保供井的钻具和吊卡、卡瓦的质量要求,有着很高的实用价值。DUD930数字超声波探伤仪的各种优点成为首选(参数及特点见附录)。
1、超声波探伤的选取分析
超声波探伤所用的频率一般在0.5~10MHz之间,对钢等材料的检验所用的频率为1~5MHz之间。超声波波长很短,由此决定了超声波具有一些重要的特征,如方向性好、能量高,能在界面上产生反射、折射和波形转换,穿透能力强,使其能广泛应用于无损探伤。
对于钻具和吊卡探伤所选取的部位也有所不同,钻具探伤是从钻具管体的端区包括钻具外螺纹接头端锥体面(即公扣小端面)算起大约3英尺(0.9米)的那段管体,或者是从内螺纹接头端面(即母扣台阶面)算起大约4英尺(1.2米)的那段管体。吊卡探伤是从吊卡的上孔左右两端的销孔上缘的平面部分进行探伤,探伤时应从探测面上的两个互相垂直的方向进行全面扫查。采用超声波探伤与其他探伤方式相比具有无污染、设备简易、效率较高等优势。
2、超声波探伤仪的选用
超声波探伤仪是超声波探伤的主体设备,它的作用是产生电振荡并加于换能器—探头,激励探头发射超声波,同时将探头送回的信号进行放大,通过一定方式显示出来,从而得到被探工件的内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。探伤仪荧光屏横坐标表示超声波在工件中的传播时间(或传播距离),纵坐标表示反射回波波高。根据荧光屏上的缺陷波的位置和高度可以判定缺陷的位置和大小。
(1)探伤仪的主要性能及在现场中的使用
探伤人员了解和掌握仪器和探头的主要性能及其测试方法,对于合理选择和使用仪器、探头,保证探伤工作质量是十分重要的。在现场检测中,需要根据被检测的工件类型进行不同方法的探伤。对于钻具探伤一般使用斜射法液浸式探伤,斜射法检测使用横波,而不是纵波,这样会提高灵敏度。而对于吊卡探伤采用垂直法探伤,垂直法探伤时,波形和传播方向一般不变,适用于吊卡一类的锻造工具。
(2)探伤的方法
在实际应用中,一般多采用距离-波幅曲线法,距离-波幅曲线法是描述某一特定规则反射体的回波高度随距离变化的曲线。因为这种方法简单快捷,并且能直接判断出缺陷值所在的范围,并依此了解所探工件的质量问题。
3、影响探伤结果的因素及预防
超声波探伤仪投入试验运行后,取得了不错的效果,但也存在着许多影响因素,影响了检测精度。这就需要采取必要的预防和改进措施。
(1)探伤仪硬件的调整
探伤机头的轮胎内充有乙二醇,但随着时间的增长,乙二醇会有部分流失,降低了轮胎的硬度,使检测结果不准确,因此在使用一段时间后,应检测轮胎的硬度,硬度不够是及时灌充乙二醇。
(2)耦合剂的使用
在探伤过程中,为了排除探头与所探工件的表面之间的空气,使超声波能有效的传入所探工件,达到探伤的目的和准确性,因此要在探头与工件之间施加一层介质,即耦合剂。此外,耦合剂还有减少摩擦的作用。在日常检测中,多采用的耦合剂为水或是机油,但是水喷淋在所测工件表面上时,由于挥发及附着不均等因素的影响,会影响耦合效果,因此一般不使用。而较多使用机油,机油的粘度、流动性、附着力适当,对工件无腐蚀,且使用方便,所以目前应用的比较广。
(3)所测工件的表面粗糙影响
在钻井作业中,由于腐蚀、磨损和油泥附着,使得钻具和吊卡表面比较粗糙,不仅耦合不良,而且由于表面凹凸不平,使声波进入工件的时间产生差异,从而使缺陷定位困难,因此在探伤之前,首先要对工件所探部位的表面进行清洗和处理,使表面尽量达到平整均匀,并根据情况及时校准和调整探伤仪,争取达到最佳检测效果。此外,影响探伤效果的因素还有很多,比如操作不当或是探伤仪未调整和校准好、工作温度、仪器性能不良等等。
4、试块在探伤中的作用
试块是按一定的用途设计制作的具有简单形状的试件。通常对于试块的要求是非常严格的,它的材质、形状和尺寸以及表面状态等都由权威部门做了统一的规定。试块材质应均匀,内部杂质少,无影响使用的缺陷。试块和探头一样是超声波探伤的重要设备。试块的种类繁多,用途各异,各种试块的用途归纳起来有以下几方面。
(1)测试和校验探伤仪及探头的性能。
(2)确定和校验探伤灵敏度。
(3)调节探测范围,确定缺陷位置。
(4)评价缺陷大小,对被探工件评级和判废。
(5)测量材质衰减和确定耦合补偿等等。
5、结论
超声波探伤仪由于技术含量高,使用方便,自投入使用以来,已对很多钻具和吊卡进行了探伤,检测钻具的速度可达15~25根/小时,经现场使用证明,能够满足数量和质量上的要求,完全可以满足无损检测工作。
随着超声波探伤理论和技术的不断成熟,及超声波探伤设备的不断改进,超声波探伤必将在钻具和工具探伤以及其他部门等各方面得到更广泛的应用。
主要特点:
1、高精度定量、定位,满足了较近和较远距离探伤的要求;近场盲区小,满足了小管径、薄壁管探伤的要求;
2、自动校准,10个独立探伤通道,现场探伤无需携带试块;
3、DAC、AVG曲线自动生成并可以分段制作,取样点不受限制,并可进行修正与补偿。
图:DUD930数字超声波探伤仪:
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