石油套管是鋼管生產的高端產品,套管的種類比較多,套管直徑規格范圍總共15大類規格,其外徑范圍為114.3-508mm;鋼級分為J55、K55、N80、L-80、P-110、 C-90 、C-95 、T-95等11種;套管管端扣型種類及要求多,可加工扣型有STC、LC、BC 、VAM等扣型。石油套管生產及安裝過程涉及到很多的檢測,主要有以下:
1、超聲波檢測
超聲波在被檢測材料中傳播時,材料的聲學特性和內部組織的變化對超聲波的傳播產生一定的影響,通過對超聲波受影響程度和狀況來探測,來了解材料性能和結構的變化。
2、射線檢測
射線檢測是利用正常部位與缺陷處透過的放射線量不同,而造成底片上黑度的差別。
3、滲透檢測
滲透檢測是利用液體的毛細管作用,將滲透液滲入固體材料表面開口缺陷處,再通過顯像劑將滲入的滲透液吸出到表面顯示缺陷的存在。
滲透檢測適于各種金屬與陶瓷類工件,且從滲透操作到缺陷顯示時間相對短,一般約半小時,可以檢測表面疲勞、應力腐蝕與焊接裂紋,可以直接測量裂紋的尺寸。
4、磁粉檢測
磁粉檢測是利用缺陷處漏磁而吸附磁粉,形成磁痕,來提供缺陷顯示,可檢測表面與次表面缺陷,缺陷性質容易辨認,油漆與電鍍面不影響檢測靈敏度。
5、渦流檢測
渦流檢測主要是利用鐵磁線圈在工件中感生的渦流,來分析工件內部的質量狀況,可檢測各種導電材料表面與近表面缺陷,通常參數控制困難,檢測結果難于解釋,而且要求檢測對象必須是導電裂紋,并可間接測量缺陷長度。
6、漏磁檢測
石油套管漏磁檢測是建立在鐵磁性材料高磁導率的特性基礎上,通過測量鐵磁性材料中由于缺陷所引起的磁導率變化來檢測在役石油套管的質量。
7、磁記憶檢測
磁記憶檢測是源于金屬的磁現象物理本質和位錯過程之間的關系,具有效率高、成本低、無需打磨等諸多優點,在工業上具有重要而廣泛的應用前景。
幾種檢測方法中,針對產品磁記憶檢測目前還沒有專門的標準,尚待開發,其余6種都有各自的檢測標準,比較成熟。
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磁記憶檢測技術在中國的發展
眾所周知,鐵磁金屬材料在作為受力結構件的使用過程中會不同程度承受疲勞載荷,從而引發疲勞裂紋。由于疲勞裂紋大多萌生于表面或近表面的微觀缺陷所帶來的應力集中區域,加上構件中存在的應力集中還可以使有的材料產生應力腐蝕等早期損傷,故有效的實施構件表面及近表面的應力檢測對鐵磁性材料構件的安全使用具有非常重要的意義。由于常規的應力檢測方法(如X射線衍射法、聲發射法等)在使用時,有的必須對構件施加載荷,有的儀器設備復雜,因而大部分均不適應工業現場的無損檢測。
20世紀90年代,俄羅斯學者率先提出利用加載鐵磁構件中產生的磁記憶效應可以檢測構件表面的應力集中區。這種磁記憶檢測技術可望準確、可靠的探測鐵磁構件以應力集中為特征的危險部件和部位,無疑是對金屬構件進行早期診斷的一種新的無損檢測方法,因此,一問世便受到世界各國同行的重視,競相開展研究,并在電力、鍋爐壓力容器等部門開始了推廣應用。
我國于上世紀90年代末期開始引進磁記憶檢測技術。99年10月在廣東汕頭召開的第七屆全國無損檢測學術年會暨國際學術研討會上,俄羅斯杜波夫教授發表了一篇題為“Diagnostics of Metal Items and Equipment by Meams of Metal Magnetic Memory”的學術論文。介紹了磁記憶檢測基本原理和在管道、壓力容器上的應用。同年,華北電力科學研究院金屬研究所從俄羅斯“動力診斷”公司購置了一臺TSC-1M應力檢測儀(四通道),在電站鍋爐管道檢驗中開始了國內磁記憶檢測應用的首例。此后,該項技術立即得到國內無損檢測界的關注,清華大學、南昌航空工業學院、愛德森(廈門)電子有限公司、南京燃氣輪機研究所、國家質監局鍋檢研究中心等高校與科研單位相繼在理論分析、儀器研制和推廣應用等方面開展了磁記憶檢測技術的研究工作。2000年3月愛德森(廈門)電子有限公司在國內首家研制成功磁記憶檢測儀——EMS-2000金屬診斷儀(八通道),并在《無損探傷》雜志上發表了首篇關于磁記憶檢測的論文“NDT新技術——EMS-2000金屬診斷儀的原理與應用” ;2000年12月中國電力出版社出版了《金屬磁記憶檢測技術》(任吉林、林俊明等),這是國內首本介紹磁記憶檢測原理、儀器和應用前景的論著;2001年8月全國無損檢測學會秘書處在北京國家質監局鍋檢研究中心舉辦了我國首屆金屬磁記憶檢測技術學術研討會,初步匯集了國內各工業部門與科研單位有關磁記憶檢測技術的研究和應用成果;2002年在學會部分專業學術會議上(如電磁渦流、磁粉與滲透、新技術等),又收錄了多篇關于磁記憶檢測技術研究和應用的學術論文;11月,在北京國家質監局鍋檢研究中心再次舉辦中-俄金屬磁記憶檢測與評價技術研討會,由我國和俄羅斯的科研人員分別作了關于磁記憶檢測機理研究、標準化和應用實例的報告;同年,《無損檢測》雜志還專設了關于磁記憶檢測技術的專題論壇,發表了相關學術論文12篇,為該項技術在我國的發展和應用起到了良好的推動作用。到目前為止,據初步估計,我國在電力、航空、石油、機械、鐵道、造船、石化、鍋爐壓力容器等工業部門,已有數十個單位在從事關于磁記憶檢測技術的研究和推廣應用工作。當然,由于該項技術問世不久,就方法和技術而言還有待完善,如定量分析和對缺陷的判斷等。但可以預料,通過無損檢測界同仁們的不懈努力,作為一種嶄新的在役診斷方法,磁記憶檢測技術必將得到進一步的發展,造福于人類社會。(中國測控網:http://www.ck365.cn/anli/201301/26/45112.html)