钻杆螺纹涡流探伤方法研究.pdf

仪春枝木与传惑器
第8期
Instrument Technique and Sensor
钴杆螺纹涡流探伤方法研究
杨理践,张纪,高松巍
(沈阳工业大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110870)
摘要:为了检测钻杄螺纹根部缺陷,研究了利用涡流探伤原理检测其缺陷的方法,设计了通过监測涡流传感器检测线
圈阻抗变化来评价被检工件缺陷的检测系统。系统由激励源、涡流传感器、信号调理电路、增益调整电路、幅相测量电路
和数括采集与显示等部分组成。涡流传感器采集徽弱的缺陷信号,经过信号调理,利用AD8302提取缺陷信号的幅值和
相位信息,用计算机显示测量结果。实验表明采用涡流探伤方法能够检测钻杄螺鈫的根部缺陷,检测结果重复性好,性能
稳定可靠。
关键词:钻杄螺纹;涡流探伤;涡流传感器;幅相测璗
中图分类号:1E927文献标识码:A文章编号:1002-1841(2010)08-0098-03
Research of Eddy Current Testing Method for Drill Pipe Thread
ANG Li-jian, ZHANG Ji, GAO Song-wei
School of Information Science and Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China
Abstract: To detect drill pipe thread root defect, studied a way to detect the defect by the principle of eddy current inspection
and designed a detecting system which was used to evaluate the defect by monitoring the changes of detection coil impedance. It
was made up of signal source, eddy current testing transducers, signal processing and gain adjustment circuit, amplitude and phase
measurement circuit, data acquisition and display. Firstly, used the transducers to collect weak defect signals, after signal process-
g, used AD830 to collect the amplitude and phase information of the defect signals, at last used computer to display the results
The experiment shows that this system can detect the cracks at the roots of drill pipe thread and obtain stable and reliable repeat-
ability test results
Key words: rill pipe thread; eddy current testing; eddy current testing transducer; amplitude and phase measurement
0引言
油田钻杆在井下工作时承受环境、应力、材质等影响容易
涡流传感器
使钻杆产生疲劳裂纹,尤其是钻杆螺纹部分因长期经受较大扭
矩易产生螺纹根部裂纹和刺洞等损伤。为了降低缺陷所造成
被测工件
的经济损失及安全隐患,在钻杆使用之前对其进行检测显得尤
为重要。目前钻杆螺纹部位的无损检测主要应用超声和磁粉
图1涡流传感器检测原理示意图
检测的方法。受到复杂的螺纹结构和各种检测方法局限性的
涡流检測系统的组成
制约,应用单一检测方法很难对缺陷进行准确判定,需要针对
钻杄螺纹涡流检测系统主要有:激励源、涡流传感器、信马
钻杆螺纹结构特点研究有效的无损检测方法。因此,研究了利调理电路、增益整电路、幅相测量电路和计算机数据采集与
用涡流传感器检测钴杆螺纹部位缺陷的方法。
显示部分组成。系统框图如图2所示。
涡流传感检测原理
涡流探伤以电磁感应原理为基础。当金属材料经过载有
涡
效
增
交变电流的检测线圈时,金属材料在载流线圈感应的交变磁场
据
传
号
益
相
测
采
的作用下会产生渴流。涡流传感器既产生激励涡流的磁场又
感
调
调
理
与
接收涡流的磁场,它的主要元件是固定于骨架上的扁平线圈。
当检测线圈端面平行地靠近被测体表面时,线圈中的激励电流
产生交变磁场,在导体中就激发出涡流,如图1所示
图2涡流检测系统框图
金属材料的不连续性(如缺陷等)将使涡流场的大小及分
激励源提供正弦交流信号,涡流传感器垂直于螺纹根部旋
布发生变化,近表层和近表层的不连续性影响最大,导致线转前进,依次扫查,当传感器经过缺陷时会使其阻抗发生变化
圈的阻抗或感应电压产生变化”。因此通过监测检测线圈阻并产生微小的信号,该信号经过放大滤波调理,消除干扰和杂
抗的变化即可评价被檢工件的缺陷。
波,经过适当的增益调整后进行幅度和相位的测量,利用数据
收稿日期:2009-11-06收修改稿日期:2010-02-25
采集卡将测量数据进行采集,并将结果显示出来。