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磁记忆探伤方法在方钻杆本体检测中的应用
发布时间：2017-09-01
方钻杆主要是把转盘的旋转变成整个钻柱带动钻头的旋转,以破碎地层。即传递扭矩并承受钻柱的全部重量,在涡轮和螺杆钻具的钻井中,方钻杆承受钻柱的全部重量和扭矩。长期使用,方钻杆的对接焊缝及本体部位将产生疲劳或裂纹缺陷。特别是接头与本体的焊缝区域是造成应力集中的薄弱部位,加之使用不规范,经常出现在方钻杆本体上焊制方入标尺的现象。
在其焊制处热影响区的材质发生变化,逐渐引发或扩展裂纹缺陷,某钻井队使用的一支直径133mm方钻杆,在正常运转中发现本体刺泥浆现象,得到信息反馈后立即收回检修基地进行鉴定:(1)超声波探伤,在距母接头2.65 mm方入标志处存在长约70 mm、深23 mm的裂纹缺陷;(2)超声波测厚显示此处壁厚23 mm。这就证明是惯穿性裂纹;(3)内窥镜观察此处内表面光滑,无腐蚀、刺坑、旋涡现象。经分析这支方钻杆产生裂纹的主要原因是在方钻杆本体上焊制方入标志,引起材质变化,产生应力集中所致,其裂纹是从外表面向内壁扩展延伸直至裂穿。
1方法比较
1.1超声波探伤法
超声波探伤方钻杆的对接焊缝、本体是可行的,但存在一些不足,如:因其方体不好滚动检测时需分段进行,易漏检、使用机油做耦合剂污染环镜。
1.2荧光磁粉探伤方法
该方法可检测工件表面的各种缺陷,但不便对本体进行充磁,因使用的煤油与荧光磁粉配比的磁悬液易对施工现场造成污染,干磁粉也不适用于方钻杆的检测,四面只能检测一面。
1.3渗透探伤方法
该方法对工件表面开口缺陷检出灵敏度高,但它的成本高,一支方钻杆的检测需要3套渗透液,且对环境有污染,对人体有害,且方体不易滚动只能检测一面。
综上所述,以上方法只能对已产生的缺陷进行检测,而用磁记忆方法不仅能检测出已形成的缺陷还可检测出工件某一部位将要或正在发生的缺陷。方钻杆的本体因长期使用,受扭矩的影响,导致质的变化,传统无损检测方法不能测出其大小或材质的变化程度,且无法预测焊缝缺陷、本体应力集中部位在使用过程中的发展情况。金属磁记忆检测技术克服了上述缺点,能够检测构件的应力集中,对早期失效和损伤等进行诊断,通过早期诊断,可防止突发性疲劳损伤,适合方钻杆本体的检测。
2技术指标
EMS―2003智能磁记忆/涡流检测仪已用于现场检测工作中,它与传统NDT法比较,最显著的特点是,检测时不需要对工件表面进行任何预处理,检测速度快,探头提离效应小,(提离几毫米至十几毫米时对检测结果没有影响)。现场检测时可选择磁记忆模块对铁磁性部件损伤进行早期诊断等,也可选择涡流检测模块对疑点进行定量、定性分析。
磁记忆模块有测量通道8个,最小步距1 mm,最大测距150 mm,最小测距1 mm,最大扫描速度0.5 m/s,微处理器16位,内存容量16 M,存储器8 M(可扩展至128 M)。
3实施效果
在2005年和2006年两年分别对89支和101支不同规格方钻杆的对接焊缝、本体部位进行了金属磁记忆检测(见表1)。
通过两年的的实践应用,磁记忆检测技术已列入笔者单位的无损检测工艺中。为了确保方钻杆的检测质量和磁记忆检测方法的可靠性,对每一支方钻杆的检测做到了两种方法检测结果对比。磁记忆发现的应力集中部位,经超声波方法精确扫查验证,在磁记忆信号突变的部位有缺陷波显示。通过分析,此缺陷属于出厂时允许存在的夹渣缺陷,经长期周转使用后夹渣缺陷有所扩展,如果再继续使用必将发生断裂事故。
摘自：中国计量测控网
