聲發(fā)射檢測技術(shù)在井控裝置安全測評中的應用

作者：時(shí)間：2013-11-27 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )

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摘要：聲發(fā)射是指材料局部因能量的快速釋放而發(fā)出瞬態(tài)彈性波的現象。聲發(fā)射檢測技術(shù)是一種新興的動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測技術(shù)。將聲發(fā)射技術(shù)運用于對石油工業(yè)井控設備的安全測評，成為其無(wú)損檢測手段中的一大突破。利用該檢測技術(shù)不僅可以在設備返修試驗中及時(shí)和全面的檢查、評價(jià)設備在整個(gè)承壓過(guò)程中活動(dòng)裂紋產(chǎn)生和擴展的全過(guò)程，還可以減少對正常生產(chǎn)的影響。本文介紹了聲發(fā)射檢測技術(shù)的原理及特征，同時(shí)介紹了其在石油工業(yè)井控裝置安全測評中的運用和帶來(lái)的效益。
關(guān)鍵詞：聲發(fā)射技術(shù)；聲源；安全測評聲發(fā)射（AE）；無(wú)損檢測；評定超聲波液位計超聲波物位計超聲波清洗機超聲波測厚儀洗片機
0 引言
防噴器在使用過(guò)程中，其內部由于受到碰撞、腐蝕以及壓力等因素，會(huì )產(chǎn)生裂紋，而這些內部裂紋在對返修試壓中很難被發(fā)現。如果防噴器殼體內部裂紋長(cháng)期存在并且日漸膨脹，必定會(huì )造成殼體在工作狀態(tài)下就開(kāi)裂甚至爆炸。雖然也能夠通過(guò)傳統的無(wú)損探傷手段（如磁粉、超聲波、射線(xiàn)等）來(lái)檢測和發(fā)現裂紋，但是常規的探傷技術(shù)是一種靜態(tài)手段，只能檢查和發(fā)現設備已有的缺陷，不能及時(shí)和全面的檢查、評價(jià)設備在整個(gè)承壓過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生和擴展。為了既能確保井控裝置（防噴器等）的安全使用，又盡可能減少對正常生產(chǎn)的影響，運用先進(jìn)的無(wú)損檢測手段及時(shí)檢測設備的安全情況具有重要的意義。
目前，國內對井控裝置的安全測評還局限于傳統的無(wú)損檢測手段，或者僅僅通過(guò)設備的靜水壓強度試驗來(lái)評定其安全可靠性。將聲發(fā)射技術(shù)成功運用于對石油工業(yè)井控裝置的安全測評，這不僅充分利用了聲發(fā)射檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，拓寬了聲發(fā)射技術(shù)的應用領(lǐng)域，更重要的是保證了石油勘探開(kāi)發(fā)的安全生產(chǎn)。本文重點(diǎn)介紹聲發(fā)射檢測技術(shù)的理論和這一新技術(shù)在防噴器殼體安全測評中的運用。
1 聲發(fā)射技術(shù)的原理及特征
聲發(fā)射（Acoustic Emission，簡(jiǎn)稱(chēng)AE），是一種新興的動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測技術(shù)。它于六十年代開(kāi)始并逐步成熟起來(lái)，現已被廣泛應用于材料試驗、壓力容器、立式儲罐檢驗、航空、航天、鐵路、建筑、橋梁及起重機等工程結構的完整性檢測和評價(jià)。
AE檢測原理：受力構件的材料內部在損傷缺陷萌生、擴展過(guò)程中會(huì )釋放塑性應變能，應變能以瞬態(tài)應力波形式向外傳播擴展，這種現象即稱(chēng)聲發(fā)射現象。聲發(fā)射技術(shù)就是采用高靈敏度的聲發(fā)射傳感器置于受力構件表面，實(shí)時(shí)接收和采集來(lái)自于材料缺陷的聲發(fā)射信號，進(jìn)而通過(guò)對這些聲發(fā)射信號的識別、判斷和分析推斷出材料或結構內部活動(dòng)缺陷的位置、狀態(tài)變化程度和發(fā)展趨勢。若將背景噪聲識別和輔助信息（例如載荷、位移、溫度和應變等）的綜合分析考慮在內，可得如圖1所示的聲發(fā)射檢測瞬態(tài)應力波發(fā)生過(guò)程示意圖和聲源檢測原理圖。
AE作為一項新的無(wú)損檢測技術(shù)，它最能直接反映材料內部缺陷、故障萌生及發(fā)展過(guò)程。它與其它常規無(wú)損檢測手段，比如超聲檢測、射線(xiàn)探傷、渦流檢測、磁粉等表面探傷方法相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性。它能實(shí)時(shí)發(fā)現和監測裂紋、缺陷的萌生，發(fā)展和破壞過(guò)程。
2、整體性檢測。通過(guò)按一定陣列布置少量固定不動(dòng)的傳感器，聲發(fā)射儀就可獲得被檢對象中聲源在檢測過(guò)程中的一切活動(dòng)信息，并可由時(shí)差定位技術(shù)確定缺陷的具體位置，這為實(shí)際檢測和評價(jià)工作帶來(lái)了極大的方便。

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