Файл: Реферат Разработка методики ультразвукового контроля бурильных труб.doc
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 212
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Эксплуатация бурильных труб
1.1. Сборка и комплектование бурильных труб
2.6. Гидроиспытание бурильных труб
3. Дефектоскопия бурильных труб
3.1. Ультразвуковой импульсный толщиномер типа «Кварц»
3.2. Передвижная комплексная дефектоскопическая установка типа ПКДУ-1
4. Измерение скоростей распространения волн Похгаммера
5.1. Описание экспериментальной установки
5.3. Определение амплитуды донного импульса
5.4. Определение амплитуды дефекта и шума
, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля.
Метод магнитопорошкового контроля предназначен для выявления тонких поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности металла — дефектов, распространяющихся вглубь изделий. Такими дефектами могут быть трещины, волосовины, надрывы, флокены, непровары, поры.
Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90грд. с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность снижается и при углах, существенно меньших 90грд. дефекты могут быть не обнаружены.
Чувствительность магнитопорошкового метода, определяемая минимальными размерами обнаруживаемых дефектов, зависит от многих факторов таких как:
Магнитопорошковый метод находит применение практически во всех отраслях промышленности:
Магнитопорошковый метод является самостоятельным технологическим процессом и включает в себя:
Общая характеристика метода.
Электромагнитный метод (метод вихревых токов) основан на регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля. Интенсивность и распределение вихревых токов в объекте зависит от его геометрических, электромагнитных параметров и от взаимного расположения измерительного вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько). Синусоидальный или импульсный ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.
ЭДС (пли сопротивление) преобразователя зависит от многих параметров объектов контроля, т. е. его информация многопараметровая. Это определяет преимущество и трудности реализации метода вихревых токов (МВТ). С одной стороны, МВТ позволяет осуществить многопараметровый контроль; с другой стороны, требуются специальные приемы для разделения информации об отдельных параметрах объекта. При контроле одного из параметров влияние остальных на сигнал преобразователя становится мешающим, и это влияние необходимо уменьшать.
Другая особенность электромагнитного контроля состоит в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Их взаимодействие происходит обычно па расстояниях небольших, но достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметра до нескольких миллиметров). Поэтому этим методом можно получать хорошие результаты при высоких скоростях движения объектов контроля.
Получение первичной информации в виде электрических сигналов, бесконтактность и высокая производительность определяют широкие возможности автоматизации контроля.
Одна из особенностей МВТ состоит в том, что на сигналы практически не влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами.
Простота конструкции преобразователя — преимущество МВТ. В большинстве случаев катушки помещают в предохранительный корпус и заливают компаундами. Благодаря этому они устойчивы к механическим и атмосферным воздействиям, могут работать в агрессивных средах в широком интервале температур и давлений.
Метод основан на возбуждении вихревых токов, а потому применяется в основном для контроля качества электропроводящих объектов: металлов сплавов, графита, полупроводниковых структур. Ему свойственна малая глубина зоны контроля, определяемая глубиной проникновения в контролируемую среду электромагнитного поля.
В дефектоскопии с помощью МВТ обнаруживают дефекты типа нарушения сплошности, выходящие на поверхность или залегающие на небольшой глубине под поверхностью (в электропроводящих листах, прутках, трубах, проволоке), выявляются разнообразные трещины, расслоения, закаты, плены, раковины, неметаллические включения. При благоприятных условиях контроля и малом влиянии мешающих факторов удается выявить трещины глубиной 0,1- 0,2 мм, протяженностью 1-2 мм (при использовании накладного преобразователя) или протяженно, около 1 мм и глубиной 1—5% от диаметра контролируемой проволоки или прутка.
МВТ позволяет успешно решать задачи контроля размеров изделий. Этим методом измеряют диаметр проволоки, прутков и труб, толщину металлических листов и стенок труб при одностороннем доступе к изделию, толщину электропроводящих (например, гальванических) и диэлектрических (например, лакокрасочных) покрытий на электропроводящих основаниях, толщины слоев многослойных структур, содержащих электропроводящие слои. Измеримые толщины могут изменяться в пределах от единиц микрометров до десятков миллиметров. Для большинства приборов точность измерения 5—10%. Минимальная площадь зоны контроля может быть доведена до 1 мм
2, что позволяет измерить толщину покрытия на малых деталях сложной конфигурации. С помощью МВТ контролируют зазоры и вибрации деталей изделии.
С помощью электромагнитных приборов контролируют качество термической и химико-термической обработки деталей, состояние поверхностных слоев после механической обработки (шлифование, наклеп), обнаруживают остаточные механические напряжения, выявляют усталостные трещины в металлах на ранних стадиях их развития, обнаруживают наличие α-фазы и т. д. [5]
При радиационном контроле используют, как минимум, три основных элемента:
При прохождении через изделие ионизирующее излучение ослабляется - поглощается и рассеивается. Степень ослабления зависит от толщины, плотности и атомного номера материала контролируемого объекта, а также от интенсивности и энергии излучения. При наличии в веществе дефектов изменяются интенсивность и энергия пучка излучения.
Методы радиационного контроля различаются способами детектирования дефектоскопической информации и соответственно делятся на
Радиографические методы радиационного неразрушающего контроля.
Основаны на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. на практике этот метод наиболее широко распространен в связи с его простотой и документным подтверждением получаемых результатов.
В зависимости от используемых детекторов различают
В первом случае детектором скрытого изображения и регистратором статического видимого изображения служит фоточувствительная пленка, во втором - полупроводниковая пластина, а в качестве регистратора используют обычную бумагу.
Радиационная интроскопия.
Метод неразрушающего контроля, основанный на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране радиационно-оптического преобразователя, причем анализ полученного изображения проводится в процессе контроля.
Чувствительность этого метода несколько меньше, чем радиографии, но его преимуществами являются повышенная достоверность получаемых результатов благодаря возможности стереоскопического видения дефектов и рассмотрения изделий под разными углами, "экспрессность" и непрерывность контроля.
Метод магнитопорошкового контроля предназначен для выявления тонких поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности металла — дефектов, распространяющихся вглубь изделий. Такими дефектами могут быть трещины, волосовины, надрывы, флокены, непровары, поры.
Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90грд. с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность снижается и при углах, существенно меньших 90грд. дефекты могут быть не обнаружены.
Чувствительность магнитопорошкового метода, определяемая минимальными размерами обнаруживаемых дефектов, зависит от многих факторов таких как:
-
магнитными характеристиками материала контролируемого изделия (магнитной индукцией (В), -
остаточной намагниченностью (Br ), -
максимальной магнитной проницаемостью (µmax ), -
коэрцитивной силой (Н0), -
шероховатостью поверхности контроля, -
напряженностью намагничивающего поля, его ориентацией по отношению к плоскости дефекта, -
качеством дефектоскопических средств и освещенностью контролируемой поверхности.
Магнитопорошковый метод находит применение практически во всех отраслях промышленности:
-
металлургия -
машиностроение -
авиапромышленность -
автомобильная промышленность -
судостроение -
строительство (стальные конструкции, трубопроводы) -
энергетическое и химическое машиностроение -
транспорт (авиация, железнодорожный, автотранспорт)
Магнитопорошковый метод является самостоятельным технологическим процессом и включает в себя:
-
подготовку поверхностей изделий к контролю -
намагничивание деталей -
обработку поверхности детали суспензией (порошком) -
осмотр деталей -
размагничивание -
контроль качества процесса -
тренировку и сертификацию персонала [2]
2.3. Электромагнитный метод
Общая характеристика метода.
Электромагнитный метод (метод вихревых токов) основан на регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля. Интенсивность и распределение вихревых токов в объекте зависит от его геометрических, электромагнитных параметров и от взаимного расположения измерительного вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько). Синусоидальный или импульсный ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.
ЭДС (пли сопротивление) преобразователя зависит от многих параметров объектов контроля, т. е. его информация многопараметровая. Это определяет преимущество и трудности реализации метода вихревых токов (МВТ). С одной стороны, МВТ позволяет осуществить многопараметровый контроль; с другой стороны, требуются специальные приемы для разделения информации об отдельных параметрах объекта. При контроле одного из параметров влияние остальных на сигнал преобразователя становится мешающим, и это влияние необходимо уменьшать.
Другая особенность электромагнитного контроля состоит в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Их взаимодействие происходит обычно па расстояниях небольших, но достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметра до нескольких миллиметров). Поэтому этим методом можно получать хорошие результаты при высоких скоростях движения объектов контроля.
Получение первичной информации в виде электрических сигналов, бесконтактность и высокая производительность определяют широкие возможности автоматизации контроля.
Одна из особенностей МВТ состоит в том, что на сигналы практически не влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами.
Простота конструкции преобразователя — преимущество МВТ. В большинстве случаев катушки помещают в предохранительный корпус и заливают компаундами. Благодаря этому они устойчивы к механическим и атмосферным воздействиям, могут работать в агрессивных средах в широком интервале температур и давлений.
Метод основан на возбуждении вихревых токов, а потому применяется в основном для контроля качества электропроводящих объектов: металлов сплавов, графита, полупроводниковых структур. Ему свойственна малая глубина зоны контроля, определяемая глубиной проникновения в контролируемую среду электромагнитного поля.
В дефектоскопии с помощью МВТ обнаруживают дефекты типа нарушения сплошности, выходящие на поверхность или залегающие на небольшой глубине под поверхностью (в электропроводящих листах, прутках, трубах, проволоке), выявляются разнообразные трещины, расслоения, закаты, плены, раковины, неметаллические включения. При благоприятных условиях контроля и малом влиянии мешающих факторов удается выявить трещины глубиной 0,1- 0,2 мм, протяженностью 1-2 мм (при использовании накладного преобразователя) или протяженно, около 1 мм и глубиной 1—5% от диаметра контролируемой проволоки или прутка.
МВТ позволяет успешно решать задачи контроля размеров изделий. Этим методом измеряют диаметр проволоки, прутков и труб, толщину металлических листов и стенок труб при одностороннем доступе к изделию, толщину электропроводящих (например, гальванических) и диэлектрических (например, лакокрасочных) покрытий на электропроводящих основаниях, толщины слоев многослойных структур, содержащих электропроводящие слои. Измеримые толщины могут изменяться в пределах от единиц микрометров до десятков миллиметров. Для большинства приборов точность измерения 5—10%. Минимальная площадь зоны контроля может быть доведена до 1 мм
2, что позволяет измерить толщину покрытия на малых деталях сложной конфигурации. С помощью МВТ контролируют зазоры и вибрации деталей изделии.
С помощью электромагнитных приборов контролируют качество термической и химико-термической обработки деталей, состояние поверхностных слоев после механической обработки (шлифование, наклеп), обнаруживают остаточные механические напряжения, выявляют усталостные трещины в металлах на ранних стадиях их развития, обнаруживают наличие α-фазы и т. д. [5]
2.4. Радиационный метод
При радиационном контроле используют, как минимум, три основных элемента:
-
источник ионизирующего излучения -
контролируемый объект -
детектор, регистрирующий дефектоскопическую информацию
При прохождении через изделие ионизирующее излучение ослабляется - поглощается и рассеивается. Степень ослабления зависит от толщины, плотности и атомного номера материала контролируемого объекта, а также от интенсивности и энергии излучения. При наличии в веществе дефектов изменяются интенсивность и энергия пучка излучения.
Методы радиационного контроля различаются способами детектирования дефектоскопической информации и соответственно делятся на
-
радиографические -
радиоскопические -
радиометрические.
Радиографические методы радиационного неразрушающего контроля.
Основаны на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающем устройстве с последующим преобразованием в световое изображение. на практике этот метод наиболее широко распространен в связи с его простотой и документным подтверждением получаемых результатов.
В зависимости от используемых детекторов различают
-
пленочную радиографию -
ксерорадиографию (электрорадиографию).
В первом случае детектором скрытого изображения и регистратором статического видимого изображения служит фоточувствительная пленка, во втором - полупроводниковая пластина, а в качестве регистратора используют обычную бумагу.
Радиационная интроскопия.
Метод неразрушающего контроля, основанный на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на выходном экране радиационно-оптического преобразователя, причем анализ полученного изображения проводится в процессе контроля.
Чувствительность этого метода несколько меньше, чем радиографии, но его преимуществами являются повышенная достоверность получаемых результатов благодаря возможности стереоскопического видения дефектов и рассмотрения изделий под разными углами, "экспрессность" и непрерывность контроля.