❶ 什麼是漏磁探傷,磁粉探傷和漏磁探傷有什麼區別
漏磁探傷其原理為:鐵磁材料被磁化後,其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁場,通過檢測漏磁場來發現缺陷。磁粉探傷應該屬於漏磁探傷的一種方法。但習慣上人們把用感測器測量漏磁通的方法(渦流探傷)稱為漏磁檢測,而把用磁粉檢測漏磁通的方法稱為磁粉檢測, 且將它們並列為兩種檢測方法。
渦流探傷是由交流電流產生的交變磁場作用於待探傷的導電材料,感應出電渦流。如果材料中有缺陷,它將干擾所產生的電渦流,即形成干擾信號。用渦流探傷儀檢測出其干擾信號,就可知道缺陷的狀況。影響渦流的因素很多,即是說渦流中載有豐富的信號,這些信號與材料的很多因素有關,如何將其中有用的信號從諸多的信號中一一分離出來,是目前渦流研究工作者的難題,多年來已經取得了一些進展,在一定條件下可解決一些問題,但還遠不能滿足現場的要求,有待於大力發展。
渦流探傷的顯著特點是對導電材料就能起作用,而不一定是鐵磁材料,但對鐵磁材料的效果較差。其次,待探工件表面的光潔度、平整度、邊介等對渦流探傷都有較大影響,因此常將渦流探傷用於形狀較規則、鋼管、軸承內外圈等鐵磁性工件探傷,亦可用於表面較光潔的銅管等非鐵磁性工件探傷。
磁粉探傷是建立在漏磁原理基礎上的一種磁力探傷方法。當磁力線穿過鐵磁材料及其製品時,在其(磁性)不連續處將產生漏磁場,形成磁極。此時撒上干磁粉或澆上磁懸液,磁極就會吸附磁粉,產生用肉眼能直接觀察的明顯磁痕。因此,可藉助於該磁痕來顯示鐵磁材料及其製品的缺陷情況。磁粉探傷法可探測露出表面,用肉眼或藉助於放大鏡也不能直接觀察到的微小缺陷,也可探測未露出表面,而是埋藏在表面下幾毫米的近表面缺陷。用這種方法雖然也能探查氣孔、夾雜、未焊透等體積型缺陷,但對面積型缺陷更靈敏,更適於檢查因淬火、軋制、鍛造、鑄造、焊接、電鍍、磨削、疲勞等引起的裂紋。
磁力探傷中對缺陷的顯示方法有多種,有用磁粉顯示的,也有不用磁粉顯示的。用磁粉顯示的稱為磁粉探傷,因它顯示直觀、操作簡單、人們樂於使用,故它是最常用的方法之一。
不用磁粉顯示的,習慣上稱為漏磁探傷,它常藉助於感應線圈、磁敏管、霍爾元件等來反映缺陷,它比磁粉探傷更衛生,但不如前者直觀。由於目前磁力探傷主要用磁粉來顯示缺陷,因此,人們有時把磁粉探傷直接稱為磁力探傷,其設備稱為磁力探傷設備。
❷ 漏磁檢測技術的優缺點
漏磁檢測是用磁感測器檢測缺陷,相對於滲透、磁粉等方法,有以下幾個優點:
1)容易實現自動化。由感測器接收信號,軟體判斷有無缺陷,適合於組成自動檢測系統。
2)有較高的可靠性。從感測器到計算機處理,降低了人為因素影響引起的誤差,具有較高的檢測可靠性。
3)可以實現缺陷的初步量化。這個量化不僅可實現缺陷的有無判斷,還可以對缺陷的危害程度進行初步評估。
4)對於壁厚30mm以內的管道能同時檢測內外壁缺陷。
5)因其易於自動化,可獲得很高的檢測效率且無污染。
漏磁檢測技術也不是萬能的,有其局限性:
1)只適用於鐵磁材料。因為漏磁檢測的第一步就是磁化,非鐵磁材料的磁導率接近1,缺陷周圍的磁場不會因為磁導率不同出現分布變化,不會產生漏磁場。
2)嚴格上說,漏磁檢測不能檢測鐵磁材料內部的缺陷。若缺陷離表面距離很大,缺陷周圍的磁場畸變主要出現在缺陷周圍,而工件表面可能不會出現漏磁場。
3)漏磁檢測不適用於檢測表面有塗層或覆蓋層的試件。
4)漏磁檢測不適用於形狀復雜的試件。磁漏檢測採用感測器採集漏磁通信號,試件形狀稍復雜就不利於檢測。5)磁漏檢測不適合檢測開裂很窄的裂紋,尤其是閉合性裂紋。
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❸ 鍋爐水冷壁管內部腐蝕用什麼方法檢測
一般用超聲波測厚儀檢測腐蝕程度,但不會達到可視效果,當經過多點檢測,當最薄處厚度小於原厚度50%的時候即為失效,所以需要更換。如果就是想知道表面腐蝕情況可用內窺鏡觀察,過去都採用切割方法檢測,就是割下一段管子,然後按照修補規程再焊接上。
❹ 漏磁檢測技術的介紹
漏磁檢測是指鐵磁材料被磁化後,因試件表面或近表面的缺陷而在其表面形成漏磁場,人們可以通過檢測漏磁場的變化進而發現缺陷。漏磁場就是,當材料存在切割磁力線的缺陷時,材料表面的缺陷或組織狀態變化會使磁導率發生變化,由於缺陷的磁導率很小,磁阻很大,使磁路中的磁通發生畸變,磁感應線流向會發生變化,除了部分磁通會直接通過缺陷或材料內部來繞過缺陷,還有部分磁通會泄漏到材料表面上空,通過空氣繞過缺陷再進入材料,於是就在材料表面形成了漏磁場。漏磁檢測(Magnetic Fluxleakage Testing, MFT)是十分重要的無損檢測方法,應用十分廣泛。當它與其它方法結合使用時能對鐵磁性材料的工件提供快捷且廉價的評定。隨著技術的進步,人們越來越注重檢測過程的自動化。這不僅可以降低檢測工作的勞動強度,還可提高檢測結果的可靠性,減少人為因素的影響。
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❺ 套管檢測
在深井鑽探過程中,由於鑽桿柱在套管內的長時間旋轉運動,鑽桿接頭等部位與套管內壁研磨,導致套管存在不同程度的磨損。鑽井時間越長,鑽桿作用在套管上的側向力就越大,由此引起的套管和鑽柱摩擦與磨損問題就越來越突出;同時化學腐蝕也越來越嚴重。所以對套管質量和使用中套管質量的檢測對超深井鑽探來說是非常重要的。
套管檢測包括:套管質量地面檢測和套管磨損井內檢測。
4.1.1 套管質量檢測
國內外的統計資料表明,盡管套管生產廠在套管出廠前進行過在線檢測,但由於種種原因,還有約3.5%~5.5%有缺陷的套管出廠。因此,在超深井鑽探施工中,必須採用先進的檢測手段對所用套管進行可靠的缺陷檢測。套管質量檢測需採用無損傷檢測方法。
(1)超聲波探傷方法
超聲波探傷儀的種類繁多,但在實際的探傷過程,脈沖反射式超聲波探傷儀應用最為廣泛。一般在均勻的材料中,缺陷的存在將造成材料的不連續,這種不連續往往又造成聲阻抗的不一致,超聲波在兩種不同聲阻抗的介質的交界面上將會發生反射,反射回來的能量的大小與交界面兩邊介質聲阻抗的差異和交界面的取向、大小有關。
超聲波探傷常用的儀器設備是中國科學院武漢物理研究所科聲技術公司研製生產的多通道數字式超聲波探傷儀,它能滿足從多個探傷面同時進行多種缺陷的全面檢測的需要,並能實現自動掃描、數字化控制和數據採集,從而提高了探傷的速度和超聲波探傷的可靠性,可實現對被檢測件的自動探傷。
應用多通道數字式超聲波自動探傷技術進行原油套管的自動化檢測,應從如下3個方面考慮:①具有滿足石油套管進行自動探傷的超聲波自動探傷儀;②為石油套管自動探傷設計合理的超聲波探傷方法;③具有滿足自動探傷技術要求並配套的機械設備。目前,除螺紋和接箍部分的探傷需要進行試驗研究以外,其他部分均為較成熟的或可以實現的技術。
科聲公司生產的多通道數字式超聲波探傷儀具有5個特點,是應用超聲波自動檢測必須具備的條件:①儀器具有較高的重復頻率,能保證實現較高的檢測速度和探傷密度;②各個通道性能一致,確保讀數精確、可靠。在檢測過程中,對同樣的缺陷在不同的通道檢測時,應有同樣的結果,這樣就不會漏檢和誤檢,以便於缺陷的定量和設立探傷工藝標准;③適應能力強,在實際應用中往往要求使用不同的工作頻率、不同的量程范圍和不同的靈敏度,探傷儀能適應這些場合的探傷工作;④能自動進行傷波識別和報警,在自動探傷場合探傷人員監測傷波是不可取的,所以探傷儀的功能已經從對超聲回波的拾取、顯現,引申到了自動讀數、自動補償、自動定量、自動識別、自動報警;⑤抗干擾能力強,在工業現場往往有行車、電機等的存在,自動探傷機受電磁干擾、電源波動、機械振動、溫度和濕度變化的影響。自動探傷儀能在這種環境下連續工作,排除雜波干擾,能減少誤判和漏檢,進行自動探傷。
(2)漏磁探傷方法
漏磁探傷方法是繼超聲波後新發展起來的一種探傷技術,探傷的基本原理是通過外加強大的磁場對鐵磁性材料進行磁化,當被磁化的鐵磁材料存在缺陷時,即在材料表面形成漏磁場,通過檢測線圈或霍爾元件檢測到的漏磁場電流或電壓大小,反映出缺陷的大小和位置。其中直流局部磁化方法應用較多。
國外20世紀70年代中期開始研製實用的漏磁探傷設備,以後推出了多種漏磁探傷儀,比較有名的廠家是德國的Forster公司和美國的Tupboscope公司。目前國內使用漏磁探傷儀的廠家有上海寶山鋼管廠和成都無縫鋼管廠。分別使用Forster公司和Tupboscope公司的產品。
寶鋼套管、油管檢測是在其兩端未加工螺紋和未裝接箍之前的光管上進行的,檢測速度為3根/min,用漏磁檢測套管兩端不可檢測的盲區為10mm,然後用專用的磁粉探傷設備再檢測套管兩端350mm的部分。磁粉探傷5根管子同時進行,在1min內完成,然後用人工觀察缺陷。寶鋼的漏磁探傷設備有兩種類型,一種是探頭固定不動,管子直線通過;另一種是探頭直線運動,管子原地旋轉。寶鋼用漏磁探傷套管、油管時,嚴格執行API SPE 5CT標准,對各種規格、鋼級的套管、油管都按標准做出人工標准傷樣管,當被檢管子的規格和鋼級發生變化時,就要用樣管對儀器和探頭校準。寶鋼的漏磁探傷採用直流周向磁化的方法對套管、油管進行磁化,能檢測到管體內外表面及內部的縱向缺陷,如果發現表面有劃傷等缺陷時,要進行表面修磨,然後再進入檢測線檢測,如果剩餘壁厚大於87.5%t(t為套管壁厚),可以作為合格管出廠,否則報廢。
中國有色金屬工業總公司無損檢測中心開發研製了旋轉式漏磁探傷設備,並用於舊油管和舊鑽桿的檢測。這套檢測設備在勝利油田濱南採油廠投產並通過鑒定。這套自動探傷系統的特點是:①檢測速度10m/min,每2min檢測一根管;②分兩組探頭,一組檢測接箍,一組檢測管體,管體部分由8個探頭組成,管體旋轉速度和探頭移動速度合理匹配,保證覆蓋管體全表面;③磁化方法採用直流周向磁化,能檢測到內外壁的縱向缺陷;④對於舊油管、鑽桿,由於沒有統一的檢測標准,濱南採油廠暫定為剩餘壁厚小於70%t時判廢,並以此標准製作人工傷樣管;⑤設備具有聲光自動報警、波形記錄、對缺陷處自動作標記並具有數據統計、列印報表等功能;⑥採用變頻調速裝置及可編程式控制製作為整個機械設備的動力和控制手段;⑦磁化裝置至少連續工作10h不發熱,經退磁後,被檢測管子可以吸不住M3的螺母。
(3)渦流探傷方法
渦流探傷是用一個高頻振盪器供給激磁線圈激磁電流,並在被檢測件周圍形成激磁磁場,該磁場在被檢測件中感應出渦狀電流。渦流又產生自己的磁場,渦流磁場的作用抵消激磁磁場的變化。由於渦流磁場中包含著套管狀況不等的各種信息(如鋼管材料中存在的各種缺陷),儀器通過檢測線圈把渦流信號檢出,進行濾波、鑒相、放大等處理,並抑制非缺陷的各種雜訊信號(如材料性能的差異、運動不平穩等),以此來判別套管中缺陷的存在。渦流探傷有點探頭式和穿過式兩種基本方法。
渦流探傷應用於套管自動檢測生產線主要應考慮這樣幾個問題:①由於套管壁厚一般大於7mm(各種規格套管的壁厚不等),而渦流探傷的靈敏度是隨著缺陷的埋藏深度的增加而降低的,因此,要採用磁飽和技術提高渦流檢測的穿透深度,實現對整個套管壁厚的檢測;②由於渦流檢測對許多因素都很敏感,其中有些是由加工工藝造成的,如電導率、化學成分、磁導率以及幾何形狀等的變化;而另一些則是與管材無關的測試因素,如耦合狀況的改變,探頭與管子之間的振動等,因此,渦流探傷的信號處理和分析技術與漏磁技術相比要復雜一些,特別是對於像套管這樣大直徑的鋼管更是如此。
國內有很多單位,如上海有色金屬研究所、北京有色金屬研究設計院、廈門渦流檢測技術研究所等,相繼研究成功多種規格的渦流探傷儀,這些設備的技術性能都能滿足常規的探傷要求,某些先進設備的技術性能已達到國外20世紀80年代的水平。
4.1.2 套管磨損檢測
在井內的套管不可避免地受到不同方式、不同程度的傷害,甚至是損壞,一般包括機械損傷和化學損傷兩種。套管的機械磨損是由與套管內壁相接觸摩擦的其他物體引起的,主要是鑽桿、鑽桿接頭、底部鑽具組合、鋼纜及尾管等,而旋轉引起的磨損程度遠遠大於滑動導致的磨損;井內泥漿和地層流體會對套管造成一定的化學損傷,隨泥漿的化學成分和地層流體特性,對套管的腐蝕程度不同。隨著鑽井周期的延長,套管磨損程度加劇,如不採取措施,則會出現套管先期損壞的現象,嚴重的會使井報廢。套管損傷對井內安全影響很大,因此,超深井套管損傷的檢測顯得十分重要。
工程測井很多儀器都有套管質量和固井質量檢測功能,其性能和功能見表4.1。國外測井儀器耐溫、耐壓指標都較高,耐溫指標多為175℃。相比而言,國內儀器耐溫、耐壓指標較低,應注重研發耐溫超過150℃的儀器。
(1)MID-K測井儀
MID-K測井儀器是俄羅斯生產的進行多層套管傷害探測的測井設備,MID-K測井儀器共有3個測量探頭,包括1個縱向探頭和2個橫向探頭(圖4.1)。縱向探頭是對套管沿軸向的傷害進行測量;橫向探頭對套管橫切面上的損傷進行測量。測量的信息是感生電動勢的衰減譜,對衰減譜進行采樣得到多條不同時刻記錄的曲線,不同時間與管柱的徑向位置相對應。該測井儀根據不同位置管柱對應的不同衰減時間段對衰減譜進行放大,從而達到對不同位置管柱的探測,以3層管柱為例,可分為遠區、中區和近區,分別對應外層、中間和內層管柱。
表4.1 工程測井儀器一覽表
圖4.1 MID-K儀器結構示意圖
MID-K測井儀共記錄了5個不同區間和方向的感應電動勢時間衰減譜,包括3個不同時間區間的縱向探測器探測的感應電動勢衰減譜以及2個橫向探測器探測的感應電動勢衰減譜,由270條感生電動勢曲線組成,曲線間的采樣間隔為2.5ms(圖4.2)。
(2)PIT套管檢測儀
PIT(Pipe Inspection Tool,套管檢測儀)是一種磁法測井儀器,採用多個推靠式極板,用同時測量漏磁通和渦流的方法檢測套管內外壁的缺損(漏磁通法測量套管壁總的缺損,渦流法檢測內壁缺損),解釋腐蝕和穿孔狀況。由於採用極板,PIT儀器分3種規格,以適應不同的套管直徑。適應5in套管的儀器有8個極板,可分辨5mm孔眼,耐溫175℃,耐壓104MPa,長4.7m,質量160kg,最小通徑110mm,推薦測速1100m/h。PIT儀器的前身技術產品是國內早已引進的斯侖貝謝公司20世紀70年代儀器PAT。PAT儀器使用上下兩套極板組,對每個極板組只記錄兩個數據,即渦流量和漏磁通量。與PAT儀器的不同在於PIT對每個極板都記錄渦流量和漏磁通量,能顯示井周方向上套管腐蝕和穿孔的細節。儀器對套管變形不敏感。
圖4.2 MID-K測井解釋成果圖
(3)MIT多臂井徑成像儀
MIT(Multifinger Imaging Tool,多臂井徑成像儀)是英國Sondex公司生產並由哈里伯頓公司代理的40獨立臂井徑儀,採用相互獨立的機械測量臂帶動40個LVDT(線性變化差動變壓器)感測器分別測量套管內徑。儀器質量28kg,長1.6m,耐溫150℃,耐壓104MPa,外徑70mm,測量范圍76~190mm,半徑測量精度和解析度為0.76mm和0.08mm,推薦測速540m/h,縱向解析度2.5mm。與老式多臂井徑儀器不同,MIT對每一個測量臂分別給出測量結果,同時輸出40條半徑曲線以及最大、最小、平均半徑。儀器還有測量斜感測器,測量精度為4°。
(4)CAST-V井周聲波掃描儀
CAST-V(Circumferential Acoustic Scanning Tool-Visualization,井周聲波掃描儀)採用脈沖超聲回波方法對井壁進行掃描,可用於裸眼井和套管井,在套管井中可同時檢測套管和評價水泥膠結質量。CAST的旋轉探頭旋轉速度10周/s,每轉1周發射和接收200次超聲波,回波到達時間和幅度用於套管內壁成像,回波共振頻率用於計算套管壁厚,回波共振衰減時間用於評價套管-水泥環界面(I界面)膠結狀況。儀器長5.5m,外徑92mm,質量143kg,耐溫177℃,耐壓138MPa,可用於114~330mm井眼,垂向解析度7.6mm,推薦測速360m/h(圖4.3,圖4.4)。
(5)DHV井下可見光電視
DHV(Down Hole Video,井下可見光電視)的工作原理與常規攝像頭相同,採用光學聚焦系統和CCD感測器把可見光圖像轉換成電信號,並通過電纜傳送到地面;井下儀器還攜帶了照明光源。近年來DHV技術發展較快,鏡頭焦距可調,採用不沾油塗層和光源後置技術使圖像更清晰,廣角鏡頭在水中視角可達55°,信號傳輸由光纜改為普通單芯電纜,儀器耐溫、耐壓指標提高到了177℃、104MPa,外徑仍然為43mm。
圖4.3 超聲成像套管測井解釋
圖4.4 套管片狀腐蝕與點狀腐蝕的超聲波成像
DHV相當於在井下儀器上安裝了人的眼睛。在井下流體透明度比較好的情況下,可以清楚地見到井下落物的魚頂、套管射孔孔眼及有無石油或天然氣產出。如果有石油產出,可以見到油泡在射孔孔眼處斷斷續續地冒出;如果有天然氣產出,可以見到斷斷續續的白色泡狀產出物,如泉眼裡冒出的氣泡一樣;如果套管有破裂或錯斷,還可以見到破裂或錯斷口,甚至可以見到破裂口或錯斷口處流體進入情況(圖4.5)。
圖4.5 套管破裂井下電視照片
(6)數字化套管探傷儀
DVRT可以確定套管是內傷還是外傷,損傷穿透深度,損壞點准確位置等。對孔洞直徑為9.5mm,相對穿透深度為30%以上的損傷均能做出正確判斷。
DVRT套管探傷儀(圖4.6)是由美國Atlas Wireline Services最新研製生產的數字化套管探傷儀,它由一個安裝在心軸保護箱內的電磁鐵和探測器及三部分電子線路組成。其中兩個電子線路部分(分為上下兩部分)也安裝在心軸保護箱內,另一個控制器部分電子線路安裝在一個單獨的保護箱內,並與心軸的頂端相連,電子線路部分是經過特殊設計,可適用於4種不同心軸尺寸的DVRT儀器。
DVRT儀器的心軸由許多獨立的極板組成,並以兩個一組相互搭接的方式排列,以保證對套管四周進行全方位探測,每個極板上裝有兩個直流通量泄漏測試器及兩個渦流測量線圈(EC)。
數字化套管探傷儀通過測量直流通量的泄漏來確定套管損傷的穿透程度。為了保證能對套管四周的腐蝕損傷程度進行全面而完整的測量,DVRT採用了很高的采樣速率,可同時記錄12道或24道測量數據。測量時根據儀器心軸的大小可進行12道或24道渦流(EC)測量,用來確定直流通量泄漏是發生在套管的內表面還是外表面,從而進一步確定套管是內傷還是外傷。其中114mm和140mm兩種心軸同時記錄12道FL(直流通量泄漏)和12道EC,而178mm和219mm兩種心軸記錄24道FL和24道EC。每一道波形記錄都被完整地保存下來。所有波形均在井下數字化後傳至地面,再經測井分析專用軟體進行現場分析或後處理,在提供高質量顯示結果的解釋報告同時,可幫助現場進行決策,明顯提高了工作效率。
(7)數傳工程測井組合儀
數傳工程測井組合儀由儀器頭、磁性定位器、扶正器、方位儀、遙測儀、井壁超聲成像測井儀及聲波井徑儀幾個部分組成。
圖4.6 DVRT測井儀器
儀器的主要技術指標:外徑Φ90mm;工作環境溫度-35~150℃;耐壓75MPa;方向角范圍及精度為0°~360°、±6°/h;聲波井徑精度±1.5mm;聲波井徑范圍90~180mm;孔眼分辨能力≥8mm;縱向裂縫的分辨能力≥2mm;適用介質為油、水、泥漿(密度≤1.4g/cm3)。
數傳工程測井組合儀進行多參數組合,能准確地指示出井身狀況及套損方向,更直觀、形象、具體地檢測出各種程度和各種類型的套損及其方位,可為油水井套損機理、預防、修井、報廢等提供詳實可靠的資料。
❻ 漏磁NDT是什麼
漏磁NDT就是漏磁檢測,是無損檢測方法中電磁檢測的分支之一。
一般的電磁檢測分為:磁粉檢測,渦流檢測,漏磁檢測。
漏磁檢測與磁粉檢測方法比較類似,即施加一個磁化場,把被檢材料磁化後,在缺陷或不連續處產生漏磁場,對於這個漏磁場,我們通過磁粉使得磁粉被漏磁場吸附產生磁痕來判斷缺陷的,稱為磁粉檢測,我們採用電子元件(霍爾元件)來接收電信號,檢測漏磁場方法的稱為漏磁檢測。需要註明的是兩種方法只能檢測表面及近表面5mm內的缺陷。
❼ NDT是什麼
NDT - Non-destructive testing 無損檢測,簡單來講就是在不損壞、不破壞被檢驗材料和產品的前提下對產品進行檢測以確定其有無缺陷的檢驗方法。就如一個在意外事故中受傷的人去醫院做x光檢查一樣。對於有可能損壞的部位進行X光拍攝,所拍到的內容由醫生進行解析,他通常會做決定是否採取進一步措施。同醫學領域一樣,無損檢測有著更為先進的科技,可以對產品進行檢查並確定它們的狀況,工業射線只是其中的一種。
包括磁粉檢測,滲透檢測,超聲波檢測,射線檢測,目視檢測,渦流檢測等