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磁記憶探傷方法在方鉆桿本體檢測中的應用
發布時間：2017-09-01
方鉆桿主要是把轉盤的旋轉變成整個鉆柱帶動鉆頭的旋轉,以破碎地層。即傳遞扭矩并承受鉆柱的全部重量,在渦輪和螺桿鉆具的鉆井中,方鉆桿承受鉆柱的全部重量和扭矩。長期使用,方鉆桿的對接焊縫及本體部位將產生疲勞或裂紋缺陷。特別是接頭與本體的焊縫區域是造成應力集中的薄弱部位,加之使用不規范,經常出現在方鉆桿本體上焊制方入標尺的現象。
在其焊制處熱影響區的材質發生變化,逐漸引發或擴展裂紋缺陷,某鉆井隊使用的一支直徑133mm方鉆桿,在正常運轉中發現本體刺泥漿現象,得到信息反饋后立即收回檢修基地進行鑒定:(1)超聲波探傷,在距母接頭2.65 mm方入標志處存在長約70 mm、深23 mm的裂紋缺陷;(2)超聲波測厚顯示此處壁厚23 mm。這就證明是慣穿性裂紋;(3)內窺鏡觀察此處內表面光滑,無腐蝕、刺坑、旋渦現象。經分析這支方鉆桿產生裂紋的主要原因是在方鉆桿本體上焊制方入標志,引起材質變化,產生應力集中所致,其裂紋是從外表面向內壁擴展延伸直至裂穿。
1方法比較
1.1超聲波探傷法
超聲波探傷方鉆桿的對接焊縫、本體是可行的,但存在一些不足,如:因其方體不好滾動檢測時需分段進行,易漏檢、使用機油做耦合劑污染環鏡。
1.2熒光磁粉探傷方法
該方法可檢測工件表面的各種缺陷,但不便對本體進行充磁,因使用的煤油與熒光磁粉配比的磁懸液易對施工現場造成污染,干磁粉也不適用于方鉆桿的檢測,四面只能檢測一面。
1.3滲透探傷方法
該方法對工件表面開口缺陷檢出靈敏度高,但它的成本高,一支方鉆桿的檢測需要3套滲透液,且對環境有污染,對人體有害,且方體不易滾動只能檢測一面。
綜上所述,以上方法只能對已產生的缺陷進行檢測,而用磁記憶方法不僅能檢測出已形成的缺陷還可檢測出工件某一部位將要或正在發生的缺陷。方鉆桿的本體因長期使用,受扭矩的影響,導致質的變化,傳統無損檢測方法不能測出其大小或材質的變化程度,且無法預測焊縫缺陷、本體應力集中部位在使用過程中的發展情況。金屬磁記憶檢測技術克服了上述缺點,能夠檢測構件的應力集中,對早期失效和損傷等進行診斷,通過早期診斷,可防止突發性疲勞損傷,適合方鉆桿本體的檢測。
2技術指標
EMS―2003智能磁記憶/渦流檢測儀已用于現場檢測工作中,它與傳統NDT法比較,最顯著的特點是,檢測時不需要對工件表面進行任何預處理,檢測速度快,探頭提離效應小,(提離幾毫米至十幾毫米時對檢測結果沒有影響)。現場檢測時可選擇磁記憶模塊對鐵磁性部件損傷進行早期診斷等,也可選擇渦流檢測模塊對疑點進行定量、定性分析。
磁記憶模塊有測量通道8個,最小步距1 mm,最大測距150 mm,最小測距1 mm,最大掃描速度0.5 m/s,微處理器16位,內存容量16 M,存儲器8 M(可擴展至128 M)。
3實施效果
在2005年和2006年兩年分別對89支和101支不同規格方鉆桿的對接焊縫、本體部位進行了金屬磁記憶檢測(見表1)。
通過兩年的的實踐應用,磁記憶檢測技術已列入筆者單位的無損檢測工藝中。為了確保方鉆桿的檢測質量和磁記憶檢測方法的可靠性,對每一支方鉆桿的檢測做到了兩種方法檢測結果對比。磁記憶發現的應力集中部位,經超聲波方法精確掃查驗證,在磁記憶信號突變的部位有缺陷波顯示。通過分析,此缺陷屬于出廠時允許存在的夾渣缺陷,經長期周轉使用后夾渣缺陷有所擴展,如果再繼續使用必將發生斷裂事故。
摘自：中國計量測控網
