无损检测在油田海上建设工程质量监督
[摘 要] 本文就无损检测技术在油田海上建设工程质量监督与安全保障中的作用和应用方法做了阐明和探讨，并针对其技术现状和发展方向提出了相应意见。
[主题词] 无损检测技术 质量 安全 油田 海上建设
1. 前言
油田海上建设工程因有着特殊的使用功能和作用，决定其工程质量不但要在平时能够保证结构安全，满足生产运行的使用要求，而且必须达到特殊气候状况能够经受住狂风、巨浪、海冰破坏和其它因素的强力冲击。所以，如何监督与控制好工程质量，建设高标准的海上工程，确保本质安全，是油田工程质量监督、安全工作者以及各级领导的重要职责所在。
在工程质量监督与安全管理过程中，随着监督手段的不断完善，检测仪器的不断发展，质量监督工作的科技含量也在不断加大。所谓无损检测技术就是在不影响工程结构使用性能的前提下，通过原位检测某些物理量推算出材料与结构的工程质量指标，如强度值、厚度值、内部缺陷点、钢结构位置、成分含量等。它有着比常规检测方法更为诱人的特点：非破坏性、随机性、远距离探测、现场检测等等;且检测数据可连续性采集，并通过数理分析和逻辑判断，能够比较准确地推定出工程质量的状况，从而弥补了以往在质量监督中单纯以\"查、看、审、量\"的观感检查和外形质量控制偏差来推及工程质量优劣的做法，使监督检测的结果更具真实性、科学性和权威性。尤其对于海上设施和防护工程，准确鉴定和评估其质量的状况，关系到职工的生命安危和生产设施的安全。因此，充分运用无损检测技术，严把质量关，有着十分重要的意义。
2. 无损检测技术的现状
2.1油田建设工程无损检测技术在近20年里得到很大发展，其若干单项技术在研制和运用水平都已进入了国际先进行列。自80年代以来，通过多次技术合作和攻关，已制定了各种无损检测的规程。这些行业标准和油田标准，有力促进了无损检测技术在工程中的运用。至今，胜利海上石油工程技术检验中心已完全具备了开展无损检测服务的条件。
2.2无损检测技术体系日益完善。常规无损检测手段有：
超声检测 Ultrasonic Testing(缩写 UT);
射线检测 Radiographic Testing(缩写 RT);
磁粉检测 Magnetic particle Testing(缩写 MT);
渗透检验 Penetrant Testing (缩写 PT);
涡流检测Eddy current Testing(缩写 ET);
目前，在海上石油平台建造维修中，检测方法有：
(1)人工目视、耳听、鼻闻、手摸等。这种方法简单、直观，但对于人的感官难于触及的构件检测，传统的方法是无能为力的。如海上石油平台管道外面有包覆层、绝热层，传统的方法检测前必须拆开包覆层、绝热层，必须对管道表面进行清洁处理，并且舱室内管道繁多，许多情况下舱室内的恶劣条件无法对管道实施检测。
(2)表面检验。用以显示或验证表面或表层缺陷的存在，可供采用的方法有磁粉法、液体渗透法、涡流法等，这些方法的主要缺陷是必须对构件表面进行预先的清洁处理，耗时长，检测效率低，另外，对不规则的构件表面检测比较困难。
(3)体积检验。用以查明表面下缺陷以及缺陷深度、大小等，通常包括超声波、射线照相检验等技术， 超声波检测属于点接触式检测，需要耦合剂，容易漏检，对人的操作技术水平要求高，效率也较低;射线检测主要是对人的身体有害，必须有很严格的保护措施。
2.3无损检测新技术
无损检测新技术与常规老技术是相对而言的，传统的常规的检测技术若能够赋予新的内容就可称为新的。超声、射线、涡流等是传统的检测方法，但随着物理、机械、电子、材料学科和计算机技术、传感器/换能器技术、信号处理技术、缺陷识别技术的发展与融入，正在不断得到新的发展和应用。目前，无损检测新技术主要有：静电传感器技术、空气耦合传感器方法、电磁声传感器方法、激光超声方法、光全息摄影或干涉技术、磁致伸缩传感器方法、混合超声技术等，下面主要简述几种较流行的无损检测新技术。
2.3.1 空气耦合
超声波浸润检测是一种研究许多材料性能的比较流行的技术。然而，使用水作为耦合介质在某些场合又不太适用。如被检测材料吸收水，或者被污染的地方或者浸水反而会有损材料。于是，使用空气作为耦合介质引起了人们的极大的兴趣。然而，超声波在空气中衰减比在水中大得多，尤其对于频率高于1MHz或更高时。因此，人们把注意力集中在设法改进传感器的设计以提高其灵敏度和带宽。
目前，最常用的空气耦合传感器是基于压电或静电设计。压电空气耦合传感器使用通常的压电陶瓷元件，其主要问题是声阻抗不匹配，导致发射和接收的效率很低，为了减少能量损失，通常使用匹配层材料，然而理想的声阻抗匹配材料很难找到。另一种方法是通过改变传感器所用的压电材料自身的机械和电气性能以提高发射和接收的效率。而由电容(或静电)设计的空气耦合传感器比压电型传感器的频率带宽要宽，能量相对比较容易耦合到被测物体中，在电容传感器里面通常安装有固体支撑板，并用聚合物薄膜拉伸，此结构很好地改变了声阻抗不匹配的问题。
空气耦合超声波传感器主要优点是使用空气耦合介质可以避免弄脏被检测物体，不需液体耦合剂可以实现快速扫描。其主要局限性在于灵敏度较低。人们正不断地寻找合适的低阻抗、低衰减的匹配材料，辅以适当的匹配电路，频率可达兆赫兹，换能器的性能将极大提高。因此，这必将推动超声波技术在机器人控制、材料无损评价以及其它方面的应用和发展。
转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/kuangyelw/4220.html
