摘 要:声发射是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象。声发射检测技术是一种新兴的动态无损检测技术。将声发射技术运用于对石油工业井控设备的安全测评,成为其无损检测手段中的一大突破。利用该检测技术不仅可以在设备返修试验中及时和全面的检查、评价设备在整个承压过程中活动裂纹产生和扩展的全过程,还可以减少对正常生产的影响 。本文介绍了声发射检测技术的原理及特征,同时介绍了其在石油工业井控装置安全测评中的运用和带来的效益。
关键词:声发射技术;声源;安全测评 声发射(AE);无损检测;评定 超声波液位计 超声波物位计 超声波清洗机 超声波测厚仪 洗片机
0 引言
防喷器在使用过程中,其内部由于受到碰撞、腐蚀以及压力等因素,会产生裂纹,而这些内部裂纹在对返修试压中很难被发现。如果防喷器壳体内部裂纹长期存在并且日渐膨胀,必定会造成壳体在工作状态下就开裂甚至爆炸。虽然也能够通过传统的无损探伤手段(如磁粉、超声波、射线等)来检测和发现裂纹,但是常规的探伤技术是一种静态手段,只能检查和发现设备已有的缺陷,不能及时和全面的检查、评价设备在整个承压过程中裂纹的产生和扩展。为了既能确保井控装置(防喷器等)的安全使用,又尽可能减少对正常生产的影响,运用先进的无损检测手段及时检测设备的安全情况具有重要的意义。
目前,国内对井控装置的安全测评还局限于传统的无损检测手段,或者仅仅通过设备的静水压强度试验来评定其安全可靠性。将声发射技术成功运用于对石油工业井控装置的安全测评,这不仅充分利用了声发射检测技术的优点,拓宽了声发射技术的应用领域,更重要的是保证了石油勘探开发的安全生产。本文重点介绍声发射检测技术的理论和这一新技术在防喷器壳体安全测评中的运用。
1 声发射技术的原理及特征
声发射 (Acoustic Emission,简称AE),是一种新兴的动态无损检测技术。它于六十年代开始并逐步成熟起来,现已被广泛应用于材料试验、压力容器、立式储罐检验、航空、航天、铁路、建筑、桥梁及起重机等工程结构的完整性检测和评价。
AE检测原理:受力构件的材料内部在损伤缺陷萌生、扩展过程中会释放塑性应变能,应变能以瞬态应力波形式向外传播扩展,这种现象即称声发射现象。声发射技术就是采用高灵敏度的声发射传感器置于受力构件表面,实时接收和采集来自于材料缺陷的声发射信号,进而通过对这些声发射信号的识别、判断和分析推断出材料或结构内部活动缺陷的位置、状态变化程度和发展趋势。若将背景噪声识别和辅助信息(例如载荷、位移、温度和应变等)的综合分析考虑在内,可得如图1所示的声发射检测瞬态应力波发生过程示意图和声源检测原理图。
AE作为一项新的无损检测技术,它最能直接反映材料内部缺陷、故障萌生及发展过程。它与其它常规无损检测手段,比如超声检测、射线探伤、涡流检测、磁粉等表面探伤方法相比,具有如下优点:
1、动态实时性。它能实时发现和监测裂纹、缺陷的萌生,发展和破坏过程。
2、整体性检测。通过按一定阵列布置少量固定不动的传感器,声发射仪就可获得被检对象中声源在检测过程中的一切活动信息,并可由时差定位技术确定缺陷的具体位置,这为实际检测和评价工作带来了极大的方便。
3、高精度和灵敏性。严格来讲,材料在裂纹萌生时的塑性钝化阶段就伴随着声发射信号的产生。如果传感器和仪器设置较好,它可以发现非常小的裂纹萌生和扩展过程。
4、快捷和经济性。通常情况下,利用声发射检测所需的时间仅为常规检测所花费时间的五分之一。
此外,由于它在工作时传感器位置是固定的,所有信号采集及处理都由系统来执行,而采用CAT技术的现代声发射测试系统具有非常强的处理/分析能力,它可以将像其它无损检测手段由于人的主观和经验等因素所造成的结果偏差的影响减到最小。
2 声发射技术在井控装置安全测评中的应用
2002年技术检测中心从PAC(物理声学公司)引进了24通道DSP声发射检测系统。该系统的软件和硬件都具有较先进的技术指标。
石油井控装置对钻井生产的安全性至关重要,因此对其检测是十分必要的。但是像防喷器这种外形不是很规则,内部也比较复杂,而使用时间相对较长的设备,运用声发射检测来测评其安全可靠性,同样存在许多实际问题。在充分理解声发射检测技术原理以及优点后,首次将该技术成功运用于对石油井控装置的安全测评。通过大量试验和现场测评,取得了较为满意的效果;同时对具体的操作总结出了一套合理的方案。
防喷器作为井控装置的重要设备,是形状复杂的压力容器。对这类承压设备的检验,包括三个方面:
1、新产品防喷器壳体静水压强度试验时的检验;
2、防喷器使用后检修时的检验。
由于静水压强度试验过程是一个简单的应力循环过程,声学和电学方面的干扰因素较小,便于声发射技术的应用。但是由于单闸板、双闸板和环形防喷器这三种防喷器在结构上存在很大的差异,使得在运用声发射检测时,传感器的布置列阵也有明显区别。经过大量有针对性的试验,得出了单闸板防喷器较为优化和合理的传感器布置列阵以及位置;同时获得大量非常有价值的数据,这对分析防喷器这种特殊结构的压力设备的安全性意义重大。
利用AE对防喷器壳体进行安全评定,也要求防喷器在试验中壳体受力能够模拟现场使用情况。对情况特殊的环形防喷器,做密封试验的同时做声发射检测,这样检测结论更加合理。
PAC公司的AE检测软件有便捷的重放功能--能够在检测后处理的时候分析传感器采集到的有效信号,对一些基本数据进行修正,这能准确的对声源定位。由该检测软件的检测记录图我们可以得到检测系统记录的在整个试验过程中传感器接收到的声发射信号和压力的稳定情况。分析采集图中的声信号幅度和接收时间,就可以找出有效声发射信号的大概位置。
在最近两年中,已用声发射检测双闸板防喷器、单闸板防喷器、环形防喷器、钻井四通、防喷管汇以及采气井口共300余台,其结果的可靠性和检测的便捷性不仅为技术检测中心创造了经济效益,且受到客户广泛好评。
3 结束语
声发射检测技术是一种新兴的无损检测方法,具有常规检测方法所没有的优点。因此,它的应用范围会更加广泛。然而,声发射检测对环境噪声十分敏感,所以排除噪声干扰是声发射检测成功的首要问题,应从提高仪器设备的性能、加强分析软件的功能和提高检测人员的技术水平和经验等方面入手,使声发射技术真正服务在各个领域,发挥其应有的作用。
关键字:声发射 检测技术
编辑:神话 引用地址:声发射检测技术在井控装置安全测评中的应用
关键词:声发射技术;声源;安全测评 声发射(AE);无损检测;评定 超声波液位计 超声波物位计 超声波清洗机 超声波测厚仪 洗片机
0 引言
防喷器在使用过程中,其内部由于受到碰撞、腐蚀以及压力等因素,会产生裂纹,而这些内部裂纹在对返修试压中很难被发现。如果防喷器壳体内部裂纹长期存在并且日渐膨胀,必定会造成壳体在工作状态下就开裂甚至爆炸。虽然也能够通过传统的无损探伤手段(如磁粉、超声波、射线等)来检测和发现裂纹,但是常规的探伤技术是一种静态手段,只能检查和发现设备已有的缺陷,不能及时和全面的检查、评价设备在整个承压过程中裂纹的产生和扩展。为了既能确保井控装置(防喷器等)的安全使用,又尽可能减少对正常生产的影响,运用先进的无损检测手段及时检测设备的安全情况具有重要的意义。
目前,国内对井控装置的安全测评还局限于传统的无损检测手段,或者仅仅通过设备的静水压强度试验来评定其安全可靠性。将声发射技术成功运用于对石油工业井控装置的安全测评,这不仅充分利用了声发射检测技术的优点,拓宽了声发射技术的应用领域,更重要的是保证了石油勘探开发的安全生产。本文重点介绍声发射检测技术的理论和这一新技术在防喷器壳体安全测评中的运用。
1 声发射技术的原理及特征
声发射 (Acoustic Emission,简称AE),是一种新兴的动态无损检测技术。它于六十年代开始并逐步成熟起来,现已被广泛应用于材料试验、压力容器、立式储罐检验、航空、航天、铁路、建筑、桥梁及起重机等工程结构的完整性检测和评价。
AE检测原理:受力构件的材料内部在损伤缺陷萌生、扩展过程中会释放塑性应变能,应变能以瞬态应力波形式向外传播扩展,这种现象即称声发射现象。声发射技术就是采用高灵敏度的声发射传感器置于受力构件表面,实时接收和采集来自于材料缺陷的声发射信号,进而通过对这些声发射信号的识别、判断和分析推断出材料或结构内部活动缺陷的位置、状态变化程度和发展趋势。若将背景噪声识别和辅助信息(例如载荷、位移、温度和应变等)的综合分析考虑在内,可得如图1所示的声发射检测瞬态应力波发生过程示意图和声源检测原理图。
AE作为一项新的无损检测技术,它最能直接反映材料内部缺陷、故障萌生及发展过程。它与其它常规无损检测手段,比如超声检测、射线探伤、涡流检测、磁粉等表面探伤方法相比,具有如下优点:
1、动态实时性。它能实时发现和监测裂纹、缺陷的萌生,发展和破坏过程。
2、整体性检测。通过按一定阵列布置少量固定不动的传感器,声发射仪就可获得被检对象中声源在检测过程中的一切活动信息,并可由时差定位技术确定缺陷的具体位置,这为实际检测和评价工作带来了极大的方便。
3、高精度和灵敏性。严格来讲,材料在裂纹萌生时的塑性钝化阶段就伴随着声发射信号的产生。如果传感器和仪器设置较好,它可以发现非常小的裂纹萌生和扩展过程。
4、快捷和经济性。通常情况下,利用声发射检测所需的时间仅为常规检测所花费时间的五分之一。
此外,由于它在工作时传感器位置是固定的,所有信号采集及处理都由系统来执行,而采用CAT技术的现代声发射测试系统具有非常强的处理/分析能力,它可以将像其它无损检测手段由于人的主观和经验等因素所造成的结果偏差的影响减到最小。
2 声发射技术在井控装置安全测评中的应用
2002年技术检测中心从PAC(物理声学公司)引进了24通道DSP声发射检测系统。该系统的软件和硬件都具有较先进的技术指标。
石油井控装置对钻井生产的安全性至关重要,因此对其检测是十分必要的。但是像防喷器这种外形不是很规则,内部也比较复杂,而使用时间相对较长的设备,运用声发射检测来测评其安全可靠性,同样存在许多实际问题。在充分理解声发射检测技术原理以及优点后,首次将该技术成功运用于对石油井控装置的安全测评。通过大量试验和现场测评,取得了较为满意的效果;同时对具体的操作总结出了一套合理的方案。
防喷器作为井控装置的重要设备,是形状复杂的压力容器。对这类承压设备的检验,包括三个方面:
1、新产品防喷器壳体静水压强度试验时的检验;
2、防喷器使用后检修时的检验。
由于静水压强度试验过程是一个简单的应力循环过程,声学和电学方面的干扰因素较小,便于声发射技术的应用。但是由于单闸板、双闸板和环形防喷器这三种防喷器在结构上存在很大的差异,使得在运用声发射检测时,传感器的布置列阵也有明显区别。经过大量有针对性的试验,得出了单闸板防喷器较为优化和合理的传感器布置列阵以及位置;同时获得大量非常有价值的数据,这对分析防喷器这种特殊结构的压力设备的安全性意义重大。
利用AE对防喷器壳体进行安全评定,也要求防喷器在试验中壳体受力能够模拟现场使用情况。对情况特殊的环形防喷器,做密封试验的同时做声发射检测,这样检测结论更加合理。
PAC公司的AE检测软件有便捷的重放功能--能够在检测后处理的时候分析传感器采集到的有效信号,对一些基本数据进行修正,这能准确的对声源定位。由该检测软件的检测记录图我们可以得到检测系统记录的在整个试验过程中传感器接收到的声发射信号和压力的稳定情况。分析采集图中的声信号幅度和接收时间,就可以找出有效声发射信号的大概位置。
在最近两年中,已用声发射检测双闸板防喷器、单闸板防喷器、环形防喷器、钻井四通、防喷管汇以及采气井口共300余台,其结果的可靠性和检测的便捷性不仅为技术检测中心创造了经济效益,且受到客户广泛好评。
3 结束语
声发射检测技术是一种新兴的无损检测方法,具有常规检测方法所没有的优点。因此,它的应用范围会更加广泛。然而,声发射检测对环境噪声十分敏感,所以排除噪声干扰是声发射检测成功的首要问题,应从提高仪器设备的性能、加强分析软件的功能和提高检测人员的技术水平和经验等方面入手,使声发射技术真正服务在各个领域,发挥其应有的作用。
上一篇:一台8000m3球罐的声发射检验
下一篇:声发射检测技术的应用
推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 20:53
电量隔离传感器的检测技术分析
一、 概述
电量隔离传感器/变送器是针对工程中的电量检测(监测),提高系统的整体抗干扰能力,而研制开发的一种小体积、高性能的电信号量测部件或模块。
电量隔离传感器/变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种 桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可 以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种A/D转换器以及计算机系统直接配接,从而可以形成一个组成高可靠的工业检测(监测)或控制系 统。
由于电量隔离传感器在应用中,用户不需做二次开
[测试测量]
DCS系统冗余技术的故障检测技术
DCS系统冗余技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术,是提高计算机系统可靠性的最有效方法之一。为了达到高可靠性和低失效率相统一的目的,我们通常会在控制系统的设计和应用中采用冗余技术。合理的冗余设计将大大提高系统的可靠性,但是同时也增加了系统的复杂度和设计的难度,应用冗余配置的系统还增加了用户投资。
1、冗余技术
冗余技术概要:冗余技术就是增加多余的设备,以保证系统更加可靠、安全地工作。冗余的分类方法多种多样,按照在系统中所处的位置,冗余可分为元件级、部件级和系统级;按照冗余的程度可分为1:1冗余、1:2冗余、1:n冗余等多种。在当前元器件可靠性不断提高的情况下,和其它形式的冗余方式相比,1:1的部件
[嵌入式]
基于CPLD的声发射信号传输系统设计
0 引言 声发射技术是光纤传感技术和声发射技术相结合的产物,是目前声发射技术的发展趋势。它将高灵敏度声发射传感器安装于受力构件表面以形成一定数目的传感器阵列,实时接收和采集来自于材料缺陷的声发射信号,进而通过对这些声发射信号的识别、判断和分析来对材料损伤缺陷进行检测研究并对构件强度、损伤、寿命等进行分析和研究。
在实际的构件检测中,现场声源信号通常是在100~800 kHz之间的微弱高频信号,而且材料损伤检测、声发射源定位往往需要多个传感器形成传感器阵列,而声发射信号的数据传输系统必须达到640 Mbps以上的数据传输能力;并应具有应付突发或长时间数据接收和存储能力。本文就是利用CPLD来实现对声发射信号的采集,从而有效解
[嵌入式]
澳柯玛研发出动力电池报警及检测技术
近日,澳柯玛研发成功了动力电池报警及检测技术,通过在电池盒内安装报警器,电池出现故障初期时即发出报警提示,提醒用户对电池进行检修,防止或减缓蓄电池因“积劳成疾”引起的充鼓失效报废,延长电池寿命。
目前,电动车充电器多为三段式充电器,充电过程以充电电流及充电电压为判断依据,决定充电阶段,对于新电池比较适用,但当电池出现失水、不均衡等鼓掌时,仍按常规充电方式充电,很容易对电池造成损害,缩短电池寿命。此报警器包含电池检测电路、振动检测电路和报警输出电路,当电源锁连续开关两次时进入预警状态,振动检测电路检测到震动时,报警电路输出防盗报警音乐。另外,电池检测电路在电源锁接通时对电池进行快速检测,内部MCU通过检测电池电压、确定电池故障级
[嵌入式]
一台8000m3球罐的声发射检验
一台8000m3球罐的声发射检验
摘 要:将两台德国Vallen公司AMSY-5型36通道声发射检测系统并联,对8000m3球罐进行了声发射检测,为目前国内最大10000m3球罐采用声发射检测技术上奠定了基础。 关键字:8000m3球罐;声发射检验;声发射(AE);无损检测;评定 超声波液位计 超声波物位计 超声波清洗机 超声波测厚仪 洗片机 1 基本情况 某化肥厂一台8250m3液氨球罐1975年由法国TISSOT公司设计和提供球片、零部件、焊条,1977年江苏省设备安装公司安装,1978年2月投用,基本参数见表1。 表1 基本技术参数 设备名称 设计压力 设计温度 工作介质 主体材质 公称
[模拟电子]
声发射传感器的发展
声发射传感器的发展 在声发射技术的应用中,传感器是获取信息的关键部件之一。就AE传感器的发展分三个专题即《压电换能器》《非接触传感器和光检测器》及《传感器的标准》作了概述。
1、压电换能器——获取声发射信息的最大困难来自噪声的干扰,因此,提高传感器的灵敏度和选择合适的频率窗口是研制传感器和改善其性能的一个重点。目前主要仍然是采用压电陶瓷换能器,大多数共振频率在100KHz~1MHz。除压电陶瓷外,还有新的压电材料如:用亚乙烯氟(Vinylidenefluoride)和三氟乙烯(Trifluroethylene)的聚合物作敏感元件的换能器。其优点是低成本、宽动态范围、缺点是工作温度不能超过70℃,灵敏度比压电陶瓷差。
[模拟电子]
3D数模的CMM曲面检测技术简介
1.引言
三坐标测量技术迅速发展,而配套检测软件的发展,更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标,而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。
2.CMM测量软件发展趋势
对于传统的三坐标测量机检测来说,通常是设计部门提供二维图纸,检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用,越来越多的技术部门使用三维CAD建模技术进行设计。因此,各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件,直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显,不需要额外的图纸,理论值可以直接捕获,更可以进行测量
[测试测量]
基于虚拟线的交通信息视频检测技术及应用
摘要: 提出一种基于虚拟线的交通参数(车速、车辆计数等)视频检测方法。通过检测在实时图像序列中设置的虚拟线,检测车辆存在,进而计算出车速、车流量等交换信息。该方法自适应更新背景和阈值,具有较高的检测精度和良好的抗干扰性,避免了大量乘法运算,有效地提高了检测速度,具有良好的实时性。
关键词: 虚拟线 背景估计 阈值更新 存在检测线 速度检测区
目前,交通问题已成为城市发展的主要制约因素之一。ITS(Intelligent Transportation System)智能交通系统,是指将先进的信息技术、数据通讯技术、自动控制技术、计算机处理技术等应用于交通运输,实现交通信息管理现代化。目前国内外对ITS已经
[安防电子]
小广播
热门活动
换一批
更多
最新模拟电子文章
- 安森美推出业界领先的模拟和混合信号平台
- 贸泽开售用于快速开发精密数据采集系统的 Analog Devices ADAQ7767-1 μModule DAQ解决方案
- 国产高精度、高速率ADC芯片,正在崛起
- 集Hi-Fi、智能和USB多通道等特征于一体的微控制器——迎接数字音频新时代
- 采用电容型PGA,纳芯微推出高精密多通道24/16位Δ-Σ型ADC
- 全差分放大器为精密数据采集信号链提供高压低噪声信号
- 意法半导体推出灵活、节省空间的车载音频 D类放大器,新增针对汽车应用优化的诊断功能
- ADALM2000实验:变压器
- 【TE Connectivity】泰科电池组端子上新|10,000次插配次数,寿命值Up!
更多精选电路图
更多热门文章
更多每日新闻
更多往期活动
11月13日历史上的今天
厂商技术中心