海上石油鉆井平臺的腐蝕監控和 缺陷探測方面的進步與發展

海上石油鉆井平臺的腐蝕監控和 缺陷探測方面的進步與發展


Advancements in Offshore Corrosion Monitoring and Flaw Detection

應用

使用EPOCH 6LT探傷儀與雙晶探頭完成海上石油鉆井平臺的腐蝕監控和缺陷探測。

背景

在討論海上石油鉆井平臺的腐蝕問題時,總會關注到海洋鉆井隔水管區域。海洋鉆井隔水管將海底管線或油井與平臺上 面的處理設備連接起來。隔水管處于浪濺區(靠近海平面)的部分永遠處于時而潮濕,時而干燥的狀態。隔水管保護涂 層下的缺陷,在這種潮濕和干燥交替影響的情況下,會發展成腐蝕缺陷。腐蝕問題一直困擾著鉆井平臺的管理人員,因 為腐蝕會降低管壁厚度,并破壞隔水管結構的完整性。對老化的隔水管剩余使用壽命的評估,通常依賴于利用無損檢測 技術所進行的腐蝕監控??梢允褂枚喾N無損檢測方式對海洋鉆井平臺隔水管的腐蝕情況進行檢測,但是常規超聲檢測 (UT)通常被認為是操作非常方便、性價比非常高的方式。

操作理論

有兩種使用常規超聲技術的主要腐蝕檢測方式。第一種是點測量方式。點測量方式使用的儀器如奧林巴斯的38DL PLUS超聲測厚儀。點測量方式以一種確定的模式進行精確的厚度測量,并定期重復這種檢測操作,以監控壁厚的變化情況。這種方式對于定期監控腐蝕區域及精確測量離散缺陷的操作來說,非常有效,但是不太適于辨識腐蝕缺陷周邊的區域、由腐蝕引起的裂紋,或由其它因素引起的缺陷。
第二種方式使用諸如EPOCH 650超聲探傷儀的儀器掃查可疑的腐蝕工件,以探測到點蝕以及因腐蝕而引起的裂紋,并對探測到的缺陷進行長度測量和特性評價。與第一種方式相比,這種技術更適于發現和定量離散的缺陷,而對于在定期的腐蝕監控中進行高精度厚度測量的操作來說,效果不是很好。
裝有腐蝕軟件的EPOCH 6LT探傷儀可以根據用戶希望使用的腐蝕檢測方式,在測厚測量算法(腐蝕模式)和探傷測量算法(探傷模式)之間進行切換。常規探傷儀一般使用邊沿或峰值閘門探測模式:使用邊沿閘門探測模式時,儀器記錄的是基于回波邊沿穿出閘門的位置而獲得的厚度測量值,使用峰值閘門探測模式時,儀器記錄的是基于閘門內回波的峰值位置而獲得的厚度測量值。邊沿探測的準確性會受到回波波幅和工件表面條件的影響,而峰值探測則對較小的點蝕不太敏感。EPOCH 6LT探傷儀的新型腐蝕軟件使用了零位穿出測量算法。這種測量算法一般是腐蝕測厚儀在腐蝕模式下使用的算法。這種測量算法從超出探測閾值的第一個信號的零位穿出點開始測量,對耦合效果和波幅波動的敏感性更小,從而有助于確保獲得精確度更高的厚度測量值。由于EPOCH 6LT探傷儀兼收并容了精確測厚儀和探傷儀的主要功能,NDT檢測人員可以使用這臺儀器進行多種常規UT腐蝕檢測。檢測人員在擦凈工件的表面后,可以在探傷模式下探測到點蝕并定量缺陷,然后再切換到腐蝕模式,對工件的剩余壁厚進行可靠、準確的測量。
EPOCH 6LT腐蝕軟件具有以下特性:自動探頭識別、零位偏移補償、雙晶探頭的V聲程校正、自動增益控制、測厚儀的測量算法,以及用于保存厚度讀數的以色彩區分腐蝕程度的柵格視圖。

設備

海上石油鉆井平臺的檢測為NDT檢測人員及他們的設備提出了挑戰。檢測會受到惡劣天氣條件的影響,檢測人員經常需要借助繩索進行攀爬才能到達所需檢測的區域,有時還要懸空在海面之上完成檢測。對于需要借助繩索攀爬才能完成的海上檢測,儀器的大小和重量都是要考慮的關鍵因素。EPOCH 6LT便攜式超聲探傷儀特別適用于海上腐蝕檢測。這款儀器的設計符合嚴格的環境評級標準,達到了IP65/67侵入保護(IP)評級的要求,并通過了墜落測試,可以在海上平臺這種艱苦的環境中正常地進行檢測。EPOCH 6LT儀器的重量低于2磅,裝載了腐蝕軟件后,就可以兼有常規探傷儀和腐蝕測厚儀的功能。這些技術優勢可使無損檢測人員對探傷儀的可靠性和可用性充滿信心,即使在具有挑戰性的海上環境中進行檢測,也會信心十足地完成任務。

檢測程序

激活并啟用了EPOCH 6LT儀器的腐蝕軟件后,首先要在腐蝕和探傷兩種模式下,根據所測材料、檢測范圍和一般靈敏度,對儀器進行校準。在將兼容的奧林巴斯雙晶探頭插入到儀器時,儀器會為所連接的探頭自動優化脈沖發生器和接收器的設置。
Advancements in Offshore Corrosion Monitoring and Flaw Detection
在腐蝕模式和探傷模式下完成了兩點深度校準后,用戶就可以啟用柵格視圖,選擇顏色,并根據檢測要求設置厚度范圍的上限和下限了。
柵格視圖功能用于在腐蝕模式下,使用點測量方式時,記錄精確的厚度測量值,并作為視覺輔助工具對腐蝕情況進行監控。
Advancements in Offshore Corrosion Monitoring and Flaw Detection
為即將進行的檢測校準好儀器之后,選擇探傷模式,并將探頭耦合到被檢材料上沒有腐蝕的區域,以確定底面的深度。探測到底面回波后,就可以掃查工件了,同時要監控A掃描,以發現底面厚度的變化,或者觀察到出現在底面信號前面的回波,這種回波表明可能存在著裂紋、點蝕或腐蝕缺陷。
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在發現了潛在的缺陷時,切換到腐蝕模式,對工件的剩余厚度進行測量。如果啟用了柵格視圖,保存到柵格中的厚度讀數將基于所確定的厚度范圍的上限和下限,顯示不同的背景顏色。
全新的腐蝕軟件獲得了很大的進步與完善,可使操作人員更好地完成腐蝕檢測。帶有腐蝕軟件的EPOCH 6LT探傷儀可為用戶提供腐蝕測厚儀和探傷儀的主要功能,因此可以更精確、更有效地完成腐蝕檢測。