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德朗脉冲涡流设备海上平台之旅

http://www.qctester.com/ 来源: 本站原创  浏览次数:240 发布时间:2019-6-18 QC检测仪器网

   石油作为战略能源在很多领域都扮演着重要角色,海上石油开采作为重要的来源之一,我国越来越多的海上采油平台正在建设当中。采油平台出于保温、防腐等需求,在很多容器和管道外部都会有几十毫米甚至上百毫米的包覆层。用传统手段来检测这些容器、管道时,大都需要做停机、拆除保温层甚至打磨工件表面等各种前期准备工作。效率低、代价高,给业主和检测公司都带来了很大的困扰。德朗公司自主研发的脉冲涡流设备,可在非停机、不去除工件表面包覆层(最大可以隔着200mm包覆层)的情况下,就对母材进行腐蚀检测,大大提高检测效率,节省经济开支。

   2019年4月29日,我公司受业主邀请携带脉冲涡流设备来到渤海湾某处采油平台,对保温层下的容器进行腐蚀检测,经过几天时间,完成了既定的检测任务,德朗脉冲涡流设备的检测能力得到了各方的一致肯定。现在分享这次的过程,让大家对脉冲涡流设备有更深的了解。

一.测试方法

1.1脉冲涡流检测技术的原理及特点

1.1.1脉冲涡流检测技术的原理

   如图1-1所示给激励线圈加上激励电流,产生变化的磁场,磁场在工件上感应出涡流,在工件上形成漩涡状分布,形象的称为涡流。传统的涡流加的是正弦激励电流,由于发热的问题,一般所加激励电流较小,通常被应用在检测工件表面近表面的缺陷。脉冲涡流加的是脉冲激励,脉冲激励是瞬态激发的可以施加几十安培的激励电流,所以它可以穿透较厚的包覆层(最大200mm左右)和较厚的工件(最大50mm左右)。瞬态激发有一发一收的过程,所以脉冲涡流可以用来测工件腐蚀壁厚。

   如图1-2所示,探头分别在带有包覆层的完好的和有腐蚀缺陷的区域进行检测,从图中可知壁厚越大感应电压衰减为零的时间越长,衰减时间和厚度的平方成正比,所以说实际检测中厚度越大,单次检测时间越长。现有进口脉冲涡流设备就是根据厚度和衰减时间的单一变量关系研发出来的,这样就容易受到外界的震动和包覆层的厚度变化的影响。我们的设备是通过大量的计算,把涡流的整个电磁场求解出来,受外界影响很小而且还可以检测非铁磁性材料,应用范围更广。

   如图1-3前边是检测模型,整个母材周围的电磁场全部求解出来了,后边是母材内涡流的分布及扩散过程。由这个模型图可以知道母材外边的包覆层不导电不导磁,所以说脉冲涡流可以允许提离。包覆层外的铁皮或者铝皮在测量前通过标定被排除了干扰,管体内介质的电导率、磁导率和金属母材相比较相差很大基本可以忽略,所以脉冲涡流可以用来检测在役的带包覆层的母材的厚度。

   如图1-4绿色实验测量曲线和红色的理论计算曲线基本完全重合,误差值很小,可以满足检测需求。

1.1.2脉冲涡流检测技术的检测工艺

1)检测仪器

   该设备由北京德朗自主开发,拥有完全的知识产权,真正做到了脉冲涡流设备的国产化。如图1-5所示,该设备可以检测在役带包覆层的金属材料的壁厚腐蚀变化情况,效率高检测代价小。

2)探头的选取

   如图1-6所示我们在碳钢材质检测时,有p1/p2/p3三组探头,可根据不同的包覆层厚度和母材的材质壁厚来选择不同型号的探头。

   如图1-7所示我们在不锈钢材质检测时,有p1/p2两组探头,可根据不同的包覆层厚度和母材的材质壁厚来选择不同型号的探头。

3)探头覆盖区域的计算

FP≈0.65×L0+FP0

其中:

L0:提离信号(包覆层厚度)

FP0:提离信号等于零时,探头固有的覆盖范围

注:

对应我们的 P1 探头:FP0=40mm,P2 探头:FP0=80mm,P3探头:FP0=100mm。

4)仪器操作

   如图1-8所示根据不同的母材厚度和提离,选定合适的探头,检测的厚度是探头足底面积下的母材的平均厚度。在被检工件上选定标定点,然后进行检测。仪器有三种检测结果的显示,左上角的曲线重合度越高,母材厚度变化量越小。同时曲线也是判断检测数据是否有效的依据,曲线平滑无毛刺代表检测数据真实可靠。我们也可以通过右上角的厚度变化量来直观的判断母材的厚度变化趋势,还可以通过下边的c扫图的颜色变化来判断母材的厚度变化,颜色越深变化量越大。

二.检测过程及分析

   上面介绍了脉冲涡流的基本原理,从理论上让大家了解了设备为什么能检测保温层下的工件的内外壁的腐蚀情况,下边介绍我们现场的具体检测过程及方法。

2.1现场的基本工况

   如下图2-1本次主要要求我们检测的是几方到上百方大大小小的容器、母体大部分是碳钢的少量的不锈钢材质、厚度从8mm到50mm不等,都有包覆层有些包覆层还有凹坑、包覆层外有铝皮、铝皮有平整的也有波形的,保温层下很多都有伴热线、单个铁丝或者铁丝网(固定保温棉),容器大部分是常温的有小部分是高温的。

2.2检测过程

   可以自豪的说,此次德朗脉冲涡流设备在平台上的表现远远好于某进口产品。据业主反馈,某进口品牌在平台上检测的数据受到伴热线、工件震动等方面的干扰非常不稳定,而我们的检测结果让各方面技术专家都很满意。为了验证德朗脉冲涡流产品的抗干扰能力,在检测之前我们先在现场找了一个正在工作的容器,该容器壁厚为14mm,包覆层厚度为80mm,保温层下有伴热线和铁丝。我们在现场进行了标定和检测,数据非常稳定,同一点的一致性很好。从而验证了保温层下铁丝、伴热线对德朗脉冲涡流设备检测无任何影响,这赢得了在场专家的信任,也为之后的检测提供了坚实的基础。下图2-2是现场的照片及检测数据截图,检测结果为:无论有无伴热线,感应电压曲线平滑、检测数据很稳定。测试过程中,我们发现有区域性减薄,用电磁超声测厚仪进行复检,也证实了该区域存在减薄的结论。这一发现及验证,得到了在场专家的肯定。之后,我们还验证了波浪形铝皮包覆层和有凹坑包覆层的数据稳定性、一致性,现场专家认为德朗脉冲涡流设备可以满足采油平台的检测需求。

   现场检测时,我们首先在容器上选取外观无异常的位置进行标定,然后分别在容器桶壁及封头位置选取4到10个200*200mm的区域进行检测。由于本次是抽检性质的检测,因此检测之前需要对所检工件有一定的认知,了解哪些部位容易出现腐蚀,可以针对性的进行检测。比如管道弯头容易冲刷减薄的部位、管体中下部腐蚀区域和容器封头容易出现腐蚀区域等,都是检测的重点。

2.3现场检测结果及分析

   此次我们辗转了三个采油平台,共检测三十三个大小不等的容器,协助业主发现了一些腐蚀缺陷。其中在某平台的一处容器封头附近,发现了壁厚变化量达到了20%的严重腐蚀区域,业主当场扒开了保温层,用电磁超声进行了验证,验证结果和我们的检测结论完全一致。

   加上这一处较为严重的腐蚀缺陷,我们共发现了三处壁厚变化量较大(减薄10%以上)的区域。另外两处也进行了验证,其中一处是因为母体上焊接了一根铁棒,另一处是加强筋板。这两处由于结构件导致的检测数据差异也得到了客户的认可。其它容器的计划检测区域数据基本稳定无异常,业主为了保险起见,在使用脉冲涡流检测之后,用电磁超声一一进行了复检,和我们的检测结果保持一致,这样的检测结果得到了业主的充分肯定。

   如下图2-4是腐蚀区域现场照片和检测数据的截图。

三.我们的收获和展望

   对于外界来说,采油平台是神秘的、严谨的。手机没有任何信号,只有卫星电话能确保我们与外界的基本沟通。有时候平台上人太多,可能需要十几、二十个人住在一个房间,拥挤但是很热闹,而且平台上的伙食真心不错哦。

   晚上海风徐徐,看着灯光璀璨的平台,几个人沟通一下今天的收获心得,也是别有一番风味。能为采油平台服务,为解决检测难题贡献一份力量,我们既辛苦也感到很荣幸。通过这次海上平台检测任务,我们再次验证了德朗脉冲涡流设备的强大检测能力,这次海上执行对于我们,真的收获很大。

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