基于磁记忆检测的钻具螺纹修扣前后应力集中程度的评价

钻具螺纹部位在钻具的服役过程中由于受到较大而复杂的载荷作用,容易发生应力集中而造成疲劳损伤。当应力集中达到一定的程度时会使钻具螺纹失效,进而对生产带来严重影响。降低应力集中程度的有效方法之一是对螺纹进行修扣处理。目前现场对修扣处理过程存在一定的盲目性,缺乏一定的检测技术指导。使用磁记忆检测方法来分析钻具螺纹的应力集中程度在修扣前后的变化,验证螺纹修扣在降低螺纹应力集中程度的有效性,并判断出钻具螺纹修扣后的应力集中程度的状态等,为现场提供有效的技术支撑。     

金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究

为探讨金属磁记忆无损检测技术预测再制造毛坯的剩余寿命,采用金属磁记忆技术检测了拉-拉疲劳过程中45钢光滑试件和预制缺陷试件表面的磁记忆信号变化规律.结果表明45钢光滑试件疲劳试验过程中,在试件断裂之前,随疲劳载荷作用循环次数的增加,试件表面磁信号的分布规律变化不大,试件断裂后断口处磁信号发生激变;表面预制槽型缺陷的45钢试件在疲劳试验过程中,其表面磁信号在预制缺陷扩展后发生变化,且缺陷部位磁信号峰峰值随裂纹长度增加而持续增大.研究分析认为,金属磁记忆检测技术对疲劳裂纹的扩展情况有较好的反映,有望通过建立磁记忆信号峰峰值--疲劳裂纹长度a的关系模型,实现金属磁记忆技术对再制造毛坯剩余寿命的定量方法.但是,采用金属磁记忆技术预测疲劳裂纹萌生前铁磁材料的损伤程度尚需进一步探索.     

金属磁记忆检测技术用于再制造毛坯寿命预测的试验研究

为探讨金属磁记忆无损检测技术预测再制造毛坯的剩余寿命，采用金属磁记忆技术检测了拉－拉疲劳过程中45钢光滑试件和预制缺陷试件表面的磁记忆信号变化规律。结果表明：45钢光滑试件疲劳试验过程中，在试件断裂之前，随疲劳载荷作用循环次数的增加，试件表面磁信号的分布规律变化不大，试件断裂后断口处磁信号发生激变；表面预制槽型缺陷的45钢试件在疲劳试验过程中，其表面磁信号在预制缺陷扩展后发生变化，且缺陷部位磁信号峰峰值随裂纹长度增加而持续增大。研究分析认为，金属磁记忆检测技术对疲劳裂纹的扩展情况有较好的反映，有望通过建立磁记忆信号峰峰值——疲劳裂纹长度a的关系模型，实现金属磁记忆技术对再制造毛坯剩余寿命的定量方法。但是，采用金属磁记忆技术预测疲劳裂纹萌生前铁磁材料的损伤程度尚需进一步探索。     

钢丝绳疲劳的磁记忆检测系统

模拟钢丝绳的弯曲疲劳状态，运用金属磁记忆技术对钢丝绳表面的磁场分布进行检测，并对其磁场强度的变化进行了分析和比较。试验结果表明。磁记忆检测方法能有效用于钢丝绳应力集中和疲劳损伤的早期诊断，对防止事故发生具有重要的现实意义。     

苏里格地区钻具失效机理及预防措施

对2010年上半年苏里格地区所发生的钻具失效事故进行了数据收集和统计分析。统计表明,该地区最为常见的钻具失效类型依次为钻杆的疲劳/腐蚀疲劳失效、钻铤螺纹接头的疲劳/腐蚀疲劳失效和钻杆管体过载断裂失效3种。简单分析了导致这3种失效的原因,并提出了有效的预防措施。     

金属磁记忆检测技术的兴起与发展

金属磁记忆检测技术可以用来检测铁磁金属构件上以应力集中为特征的危险区域,其可对受载铁磁构件的损伤进行早期诊断,预防灾难事故的发生。概述了金属磁记忆检测的原理和特点,分析了磁记忆检测的国内外研究现状,介绍了关于应力集中定量问题的几种计算算法和目前出现的几种新型磁记忆检测仪器和系统,并提出了目前磁记忆检测研究中亟待解决的关键性问题,以及磁记忆检测技术的未来发展方向。     

钻具试样的磁记忆检测技术研究

钻具工件的在役状态监测是钻井工业关注的问题。对钻具在役状态的检测、监测以及寿命预测是保障石油工业钻采顺利进行的首要条件。提出了用磁记忆的方法来检测钻具的在役状态。试验设计了钻具试样检测装置和检测方法,截取钻具试样进行拉伸和破坏试验,在试验过程中检测磁记忆信号的特征。试验初步建立了磁记忆信号与钻具试样应力集中之间的关系。     

基于磁记忆的球墨铸铁疲劳损伤检测

疲劳失效是压缩机曲轴损坏的主要形式,针对其失效方式长期缺乏有效的早期诊断方法的问题,对压缩机曲轴常用材料球墨铸铁进行拉伸和疲劳试验,并进行疲劳寿命的有限元模拟。采用TSC-1M-4型应力集中磁指示仪记录整个试验过程的磁记忆信号表征情况,并加以分析。结果表明,通过磁记忆检测技术能够有效地判断球墨铸铁疲劳失效的各个阶段,该方法能够应用到压缩机曲轴的在役评价。     

磁记忆切向分量信号的检测试验

针对金属磁记忆切向信号检测方向难以确定的问题,提出同时检测切向平面上相互垂直的两个切向分量,采用矢量合成法进行合成,进而得到金属磁记忆最大切向分量的方法,并用ANSYS仿真对该分量的有效性进行验证。通过铁磁性金属构件拉伸试验对磁记忆切向分量信号与应力集中部位和应力集中程度的关系进行研究,并对磁记忆切向分量信号的K曲线进行分析。结果表明,采用矢量合成法合成的金属磁记忆切向分量信号可以作为金属磁记忆最大切向分量,能直观和准确地反映应力集中部位和应力集中程度。     

油管疲劳累积损伤的磁记忆检测

研究了油管的破坏形式及磁记忆检测方法，使用应力集中磁指示仪对油管螺纹和周向裂纹进行了检测和数据分析。结果表明，磁记忆是检测油管缺陷和应力集中程度的有效方法。得出了油井中应重点检测靠近井口的1～10和80～90根油管，给出了油管上的重点检测部位。     

金属磁记忆检测信号的二维谱熵特征

金属磁记忆检测技术是能够对焊接裂纹进行早期诊断的最具有潜力的无损检测方法之一.以X70管线钢为主要研究对象,研究了其拉伸条件下金属磁记忆检测信号的二维特征谱熵分布规律,通过支持向量机模型,可以实现幅值谱熵和重心频率确定点的位置的分类,结合检测实例,得到了对焊缝中应力集中状态的诊断方法.结果表明,通过磁记忆信号二维特征谱熵的分布可以诊断出材料内部的应力集中状态,从而为利用金属磁记忆检测技术对裂纹萌生状态的诊断提供了依据.     

热处理与应力集中对Q345R钢磁记忆检测结果的影响

通过磁学分析和磁记忆检测,研究了应力集中和去应力热处理对磁记忆检测结果的影响。结果表明:热处理前,应力集中和缺陷尺寸共同影响磁记忆信号的变化;缺陷引起磁记忆信号发生明显变化,并且磁记忆信号随着缺陷尺寸的增加表现出线性增加的规律。试样经过去应力热处理后,磁记忆信号明显削弱,难以反应出缺陷的位置。在外载荷作用下,磁记忆信号随着外加载荷的增加呈现出指数递增的变化规律。因此,应用磁记忆检测技术进行无损检测应充分考虑被测对象热处理状态和外加载荷的影响。并且,金属磁记忆检测结果可以用来验证去应力热处理的效果。     

金属磁记忆诊断在石油套管检测中的应用

对新旧石油套管进行磁记忆检测,利用磁场强度是否过零点和磁场强度变化率大小来判断石油套管应力集中情况,检测结果表明:磁记忆检测技术能够帮助检测人员及时预防因石油套管的应力集中而引起的宏观缺陷,从而减少油井事故的发生。     

磁记忆检测技术在游乐设施上的应用

磁记忆检测技术在对铁磁性构件的应力集中和缺陷检测上具有独特的优势。针对游乐设施的运行特点和失效模式,研究了其疲劳损伤的形成过程、表面开口缺陷动态发展的磁记忆信号的变化规律和阶段性特征;分析并总结了静止状态下典型游乐设施宏观缺陷的磁记忆信号特征。结合案例介绍了游乐设施的磁记忆检测及评价流程。     

磁记忆切向分量信号的检测研究

针对金属磁记忆切向信号难以提取的问题,提出采用矢量合成法提取金属磁记忆切向分量,并通过ANSYS仿真软件验证其有效性;通过铁磁性金属构件拉伸试验对磁记忆切向分量信号与应力集中部位和应力集中程度的关系进行研究,并对磁记忆切向分量信号的K曲线进行分析.结果表明:采用矢量合成法能有效提取金属磁记忆切向信号;金属磁记忆切向分量...     

环境磁场对磁记忆信号的影响

金属磁记忆检测技术是一种可早期准确判断构件的应力集中位置和评估疲劳损伤程度的无损检测技术新方法,而磁记忆信号的存在离不开环境磁场。为探讨环境磁场对磁记忆信号的具体影响,在不同环境磁场下,对45钢进行静载拉伸试验,测量在相同环境磁场下不同应力作用下的磁记忆信号。试验结果表明:环境磁场不能改变磁记忆信号曲线的形状,但可以改变磁记忆信号值的大小;在一定的磁场范围内,磁记忆信号值随环境磁场的增加而增加,但当环境磁场超过某一临界值时,磁记忆信号值反而随环境磁场的增加而减少;若环境磁场为零或完全被抵消,应力则不能产生磁记忆信号。故在磁记忆检测实践中,特别是在定量检测应用中必须考虑环境磁场的影响。     

用涡流屏蔽式探头检测油田钻具接头疲劳裂纹

钻具是油田钻井用的关键部件 ,长期工作于高应力状态 ,承受很大的拉伸和扭转应力 ,同时还要受到泥石流的磨蚀和冲击 ,工作环境极其恶劣。特别是钻铤 ,两端螺纹的几何形状与管体相比截然不同 ,应力集中相当明显 ,它在复合交变应力作用下容易产生疲劳裂纹。每起钻具失效事故造成的直接经济损失约八万元 ,若钻具断裂造成埋井 ,其经济损失可达数百万元[1] ,因此 ,对钻具接头的检测至关重要。有关钻具接头检测的方法国内外多采用磁粉检测法 ,有的也采用超声检测法[2 ,3] 。由于大多数情况下是在野外作业 ,受现场条件的限制 ,磁粉检测法缺少磁化电…     

铁磁构件金属磁记忆效应仿真与试验

针对目前金属磁记忆检测技术只能定性地确定应力集中区的位置,无法对应力集中区进行定量评估的问题,在研究外界载荷与构件表面应力分布关系的基础上,给出了构件处于弹性阶段时应力与磁导率之间的数值关系,并构建了金属磁记忆的检测系统,试验研究了外加载荷、提离及扫描路径对构件表面空间金属磁记忆信号的影响,研究结果为推进金属磁记忆的定量化研究奠定了基础。     

基于微分方法的焊接裂纹金属磁记忆特征研究

针对金属磁记忆检测技术的瓶颈问题,以X70钢为研究对象,通过对预制焊接裂纹一阶微分处理后的金属磁记忆信号进行分析,可区别焊接裂纹引起的应力集中与其它缺口效应引起的应力,并可确定焊接裂纹存在的定位信号特征.现场检测表明,利用一阶微分处理后的磁记忆信号定位特征,可准确地对焊接裂纹进行检测.     

30CrMnSiNi2A钢疲劳损伤二维磁记忆检测的试验研究

选取不同厚度30CrMnSiNi2A平板缺口试样在0.7σs应力水平下进行低周疲劳试验,并实施磁记忆二维检测,研究不同厚度、不同循环周次下的磁记忆信号变化规律。研究结果表明:随着循环次数的增加,局部应力集中部位的磁记忆信号特征越来越明显,信号幅值也越来越大,并在裂纹失稳断裂前出现明显的法向分量过零而切向分量具有最大值的特征;法向分量和切向分量微分后合成的李萨如图形的封闭区域大小随循环周次呈现Logistic曲线变化,可定量分析构件疲劳损伤程度。该研究结果可为进一步进行磁记忆二维检测研究提供技术支撑。