02652010在役钻杆和油管电磁检测规范.docx

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1、Q/SY中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SYTZ02652010在役钻杆和油管电磁检测规范2011-0470发布2011-05-01实施中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司发布目次前言H引言III1范围12规范性引用文件13定义及术语14电磁检测原理25检测人员要求36检测设备37对比试样48检测环境要求49检测方法及要求510检测步骤511检测结果判定612记录和报告6附录A（规范性附录）电磁检测报告7本标准依据GB/T1.1-2009编制。本标准由塔里木油田公司标准化技术委员会提出。木标准归口单位：质量安全环保处。木标准起草单位：工程技术部。本标准主要起草人：祖强、武新国、李吉

2、荣、葛保胜、李绪民、鲁海龙、卓莉。本标准为首次制定发布。制定本标准的目的是为了规范塔里木油田在役钻杆及油管电磁检测技术要求，有效预防或减少钻杆及油管发生断裂、刺漏等失效事故。在役钻杆和油管电磁检测规范1范围本标准规定了塔里木油田在役钻杆和油管管体的电磁检测方法、检测原理、检测设备、检测方式、对比试样及刻槽尺寸、检测条件、检测步骤、缺陷判定和检测报告的技术要求等。本标准适用于塔里木油田用电磁检测方法检测的各种铁磁性钻杆和油管管体横向缺陷、腐蚀、壁厚损失及钢级鉴别。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最

3、新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T12604.1无损检测术语超声检测GB/T12604.6无损检测术语涡流检测GB/T12606钢管漏磁探伤方法JB/T4730.6承压设备无损检测第6部分涡流检测SY/T5824钻杆分级检测标准YB/T145钢管探伤对比式样人工缺陷尺寸测量方法YB/T4083钢管自动涡流探伤系统综合性能测试方法APISpec5CT油管和套管规范APISpec5D钻杆规范3定义及术语下来术语和定义适用于本文件。3.1漏磁magneticfIuxIeakage从被检测钢管缺陷处泄漏出来的漏磁通。3.2探测元件surveyeI

4、ementcomponent把缺陷漏磁转换成电信号输出的元件，例如探测线圈、霍尔元件、磁敏二极管和磁通门元件等。3.3对比试样referencestandards符合产品标准并具有人工缺陷的一段钢管（又称样管），用于检测设备的设定与校准。3.4验标proveup对经自动检测仪器检测（电磁检测）后在可疑部位所做的标识用其它检测方法进行复检和验证的过程。3.5电磁检测e1ectromagnetictesting利用低于可见光频率的电磁场的无损检测方法。3.6霍尔效应haIIeffect是磁电效应的一种，通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的

5、现象。3.7涡流检测eddycurrenttesting将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。3.8盲区deadzone由于设备和钻杆/油管的结构原因，管体两端存在的一段不可探区。4电磁检测原理4.1 横向缺陷检测原理电磁横向缺陷检测是基于漏磁场检测原理。当铁磁性钢管充分磁化时，管壁中的磁力线被其表面或近表面处的缺陷阻隔，缺陷处的磁力线发生畸变，一部

6、分磁力线泄漏出钢管的内、外表面，形成漏磁场。采用探测元件检测漏磁场来发现缺陷的电磁检侧方法，即漏磁探伤。当位于钢管表面并与钢管做相对运动的探测元件获取漏磁场，将其转换成电信号，得到与缺陷相关的电信号以后，经过前置信号调理后，再将其转化成计算机系统可以处理的数字信号，利用系统配套的分析软件自动来对缺陷进行判定处理。检测灵敏度，因钢管外表面磁场强度最大，检测灵敏度最高，随管体壁厚增大磁场强度逐渐降低。当缺陷走向与磁力线方向垂直时，缺陷处漏磁场强度最大，探伤灵敏度也最高。随着缺陷走向的偏斜，漏磁场强度逐渐减小，直至二者走向一致时，漏磁场强度接近为零。因此，当采用横向探伤时，对于斜向缺陷（小于30度）

7、反应不甚敏感，易形成盲角区域。其原理如图1所示。图1检测原理图。4.2 壁厚损失检测原理壁厚损失检测是基于霍尔效应原理。霍尔元件是一小片半导体材料，一个恒定的电压加到半导体片上，使半导体产生一个偏压电流。在半导体两端之间可以测量到电压。没有磁场的时候这个电压值很小,可以忽略不计。如果把霍尔元件放到一个磁场当中，让磁力线垂直于元件电流方向。此时，元件的输出电压大小正比于磁场强度，而磁场强度的变化与管子壁厚成比例。4.3 钢级鉴别原理钢级鉴别检查是基于涡流检测原理。参考线圈和检测线圈都有两个绕组。一个是初级绕组，另外一个是次级绕组.由于初级绕组内流通着50赫兹交流电,因此在管子里面感应产生涡流，涡

8、流又感应次级线圈里产生电压，电压的相位和幅度取决于线圈里面管子的类型和尺寸。两个次级线圈都是测量电位桥的一部分，如果两个线圈里面是同样的管子，这个电位桥就是平衡的。两根管子不一样就会失掉电位桥的平衡。不平衡的电位桥压达到设定的阈值范围，当和标准样件进行比较后就可实现对钻杆钢级的快速鉴别和区分。5检测人员要求5.1 检测人员应持有有关部门认可的电磁检测技术资格等级证书。取得电磁检测方法的各技术等级人员，只能从事与该等级相应的无损检测工作，并应负相应的技术责任。5.2 检测人员应具备一定的钻杆/油管材料、结构、制造和使用方面的知识。6检测设备6.1 检测设备分类和构成电磁检测设备分为固定式和移动式

9、。电磁检测设备由磁化装置、探头装置、操作控制系统、信号记录与处理系统、标记系统及动力传动系统等构成。6.2 磁化装置磁化装置由磁化线圈（钢级对比线圈和退磁线圈）组成，励磁电流连续可调：a）磁化线圈给要进行检测的钻杆或油管纵向磁化使其磁场强度达到磁饱和或接近磁饱和，以便进行横向缺陷和壁厚损失变化的探伤。b）钢级对比是通过线圈判断被检测管子与一已知钢级的钻杆或油管，通过图谱的比较，来判断是否属于同一钢级。c）退磁线圈把经过探伤的钻杆或油管进行退磁，剩磁低于25Gs。6.3 探头装置探头装置包括横向缺陷检测探头和壁厚检测探头，每个探头由一组8个探测元件组成。应按不同的钻杆、油管规格选用合适的探头装置

10、。在保证探头对钢管外表面100%扫查的同时，检测头上各探头之间还应有不少于10%的覆盖率：a）横向缺陷检测探头可以有效地探测到钻杆或油管内、外表面上存在的横向缺陷和折叠、凹坑、划伤及腐蚀坑等缺陷，并且把检测结果显示在探伤显示器上。b）壁厚检测探头利用霍尔效应元件探测钻杆或油管管体壁厚的变化,壁厚变化的信息经过计算机处理分析，然后与正常的钻杆或油管信息对比。钻杆或油管壁厚有变化的信息会显示到监视屏幕上。6.4 操作控制系统通过工业计算机操作来控制磁化线圈移动、探头移动（或钻杆或油管输送）、探伤全过程和监视探伤结果。6.5 信号记录处理系统信号处理系统处理和监视缺陷的信号，调整电平，并防止噪声干扰

11、。6.6 标记装置标记装置由控制装置和执行机构组成，可在管子上标出超标的缺陷位置。6.7 动力传动系统由液压站或压缩空气系统和电机滚轮等装置组成，为钻杆或油管提供传输动力。7对比试样1.1 用于制备对比试样的钢管应与被检测钻杆或油管的公称尺寸相同、化学成分、表面状态、热处理状态相似，或具有相似的电磁特性。1.2 对比试样钢管的长度应满足自动电磁探伤设备的要求，当进行综合性能测试时.应满足YB/T4083的规定。用于钻杆或油管内、外表面探伤的对比试样（包括纵向探伤和横向探伤及壁厚减薄）含有通孔、矩形刻槽及壁厚减薄刻槽等形式的人工缺陷（图2和表1）,人工缺陷可采用机械加工、电火花加工、化学腐蚀等方

12、法制作。人工缺陷的尺寸不应解释为可能探到的缺陷的最小尺寸。表1对比试样的人工缺陷名称及尺寸刻槽通孔名称深度占壁厚的比例%深度公差mtn宽度nun长度mm名称nun直径nun公mmN550.125f1.61.60.05N1O103.23.20.1T12.512.5+0.5300全圆周8检测环境要求8. 1检测场地的极限温度：-20久50久；8.1 检测场地的相对湿度：0%95%;8.2 电源：电源电压的波动应不超过探伤装置额定电压的5%。8.3 压缩空气：工作压力20.5MPa,排量20.15m3min.压缩空气应清洁、干燥。8.4 计算机系统工作温度：-10久40。配8.5 计算机系统工作湿度

13、：0%45%,9检测方法及要求9.1 工件表面要求9.1.1 被检测的钻杆和油管弯曲度为管体全长弦高W6m9.1.2 被检钻杆或油管表面应清洁，不应有影响检测的其它污物（油脂、铁锈、痒化皮、泥浆等）存在。9.1.3 被检钻杆或油管外观检查合格后，方可进行电磁检测。9. 2检测方法9. 2.1使用固定式电磁检测设备检查钻杆或油管管体横向缺陷、腐蚀坑、壁厚及钢级等。探头固定，钻杆或油管直进式移动或螺旋式移动。10. .2使用移动式电磁检测设备检查钻杆或油管管体进行横向缺陷、腐蚀坑及壁厚等。探头直进式移动，钻杆或油管固定。10检测步骤10.1 检测设备调试开机预热（20-30）min,设备开始对程序

14、自检，自检通过后，根据检测工件的规格设置相关参数（包括磁化线圈和磁化电流选择等）O10.2 检测灵敏度调整该调整包括以下两方面内容：a）为充分显示对比试样钢管上的人工缺陷，对磁化电流、滤波和增益等可变参数进行调整，使人工缺陷N5或N1O的幅值达到规定的高度，幅值高度可根据钻杆分级检测要求设定。b）为正常显对比试样钢管上的人工缺陷，对显示装置、记录装置和信号处理装置等进行调整。10.3 检测灵敏度校准1. .3.1在检测期间，应使用规格相同、材质相同或相近的对比试样钢管对设备进行校准。10. 3.2应定期校准设备。在检测开始之前和结束之后应对检测仪器进行校准；检测过程中，设备校准频率至少为1次/

15、50根。除此之外，如果操作人员怀疑检测结果时，可以随时进行设备校准。11. 3.3任何设备系统参数调整，或钻杆和油管公称外径、壁厚、材料钢级变化时，或者材料牌号发生重大改变时，都应对设备重新进行校准。12. 3.4按照每1次/50根重复校准时，若发现信号指标发生严重漂移，应对设备重新进行校准，校准后必须对之前检测的管子重新检测。13. 3.5横向缺陷校准时，探鞋通道应畅通，校准信号应均匀地达到人工缺陷设定的阈值范围。10.3.6壁厚校准时，探鞋通道应畅通，校准信号应均匀地达到人工壁厚设定的阈值范围。10. 3.7钢级鉴别校准时，应通过调整两个次级线圈的电流，使测量电位桥达到设定人工设定的钢级阈值范围。10.4检测过程监控检测人员通过计算机对电磁检测全过程进行操作和监控，对超出阈值范围的检测信号进行记录和验证。10. 5结果记录采用工业计算机记录并存储电磁检测最终结果。10.6 退磁当钻杆或油管需要退磁时，通过退磁线圈把经过检测的钻杆或油管退磁，退磁后钻杆或油管剩磁应低于25Gso10.7 剩磁的