超聲波測厚儀在石油鉆具生產(chǎn)中應注意以下幾點(diǎn)
鉆具壁厚差是石油鉆具生產(chǎn)的一項主要技術(shù)指標。我公司采用鉆具壁厚差測試儀器：超聲波測厚儀。超聲波測 厚儀是一種通用性無(wú)損檢測儀器。
在多年的實(shí)踐操作中， 我們注意到作為超聲波測厚儀的現場(chǎng)使用．應注意以下幾點(diǎn)：
1．對超聲波測厚儀的探頭的選擇 我公司一般選用通用型標稱(chēng)頻率為5MHz．接觸面積 O12mm雙晶片結構探頭．因為材料多為鋼，超聲波聲速 選在5900m／S。這類(lèi)探頭的基本結構包括晶片、阻尼塊和 保護膜三部分。探頭采用壓電效應原理進(jìn)行電聲轉換． 雙晶片結構一個(gè)發(fā)射超聲波，一個(gè)接受超聲波。中間用 隔聲層隔開(kāi)。這類(lèi)探頭靈敏度高，表面保護膜采用軟性 保護膜聚胺脂軟性塑料，這種軟性保護膜可改善聲耦 合，提高聲能的傳播效率，且測量的重復性好，它對聲能 的損耗達(6～7)dB。但探頭在長(cháng)期使用后，會(huì )使保護膜粗 糙度增高，對發(fā)射聲波產(chǎn)生一定影響，導致分辨率變差． 靈敏度下降，需要及時(shí)更換。 時(shí)代儀器TIME分類(lèi)： |里氏硬度計 |洛氏硬度計 |邵氏硬度計 |粗糙度儀 |超聲波測厚儀 |測振儀 |測溫儀 |超聲波探傷儀 |微型打印機 |涂層測厚儀 |試驗機 |試金儀器 |激光測徑儀 |韋氏硬度計
2．耦合刑的選用 耦合劑作為實(shí)現聲能傳遞的必要途徑。被用作探頭與 工件之間的高頻超聲能量傳遞，保證軟接觸。在兩者界面 上起到了排除空氣、充添間隙、防磨損、方便探頭移動(dòng)的功 能。我公司一般選用甘油、黃油、機油做耦合劑。耦合劑應 適量使用，在工件表面應涂抹均勻。在鉆具粗加定位工序 中，工件表面粗糙。表面上有規則的細槽也會(huì )引起測量誤 差，因此使用黏度較高聲阻抗大的耦合劑黃油。在鉆具精 車(chē)和檢驗工序中。鉆具表面光潔度較高時(shí)．使用低黏度的 耦合劑(機油、隨機耦合劑)。
3．檢定規程與現場(chǎng)越聲波測厚儀使用情況不符合 我們仔細研究了國家計量檢定規程JJG4o3—1986(超聲 波測厚儀》檢定規程，參照我公司石油鉆具壁厚的檢測具體 情況，我們認為，檢定規程中一些檢定項目的內容與我公司 現在的超聲波測厚儀的具體使用情況不符合：曲面壁厚測 量下限及準確度。這個(gè)檢定項目的規定針對薄壁管．考核超 聲波測厚儀的測量下限。而石油鉆具壁厚差由表1規定。 在具體檢測中，鉆具壁厚在25mm以上，結合我公司鉆 具檢測的實(shí)際情況，起草了公司“超聲波測厚儀校準規 表1 石油鉆具成品檢測項目壁厚差公差一覽表(mm) 規格 ZH—JZ50 Z I’6 1／4 Z 1／2 Zr丌 r8 ZT9 ZT11 一NC50—1 4．0／127； 壁厚差 3．8／139； 5．2 5．6 6．4 7．9 9．4 i2．2 5．6／165 范”．將超聲波測厚儀納入計量體系管理目錄，定期校準。 根據鉆具壁厚情況。我們選擇接近工件壁厚的工件材料制 作試塊來(lái)校準儀器。試塊厚度均勻分布在(0～200)ram。 在測量厚度前，首先應清除工件表面的灰塵、污垢和 銹蝕物，在工件表面應均勻涂抹耦合劑，對于我公司的鉆 具，曲率半徑>50mm；雙晶片結構探頭中，發(fā)射晶片功率 高，發(fā)射與接收探頭座有明顯的標志，不應插錯，否則會(huì )造 成靈敏度下降。測量前，要利用隨機標準試塊校準，保證測 量準確；一些新型超聲波測厚儀具有探頭自校準功能。測 量中我們選擇探頭串音隔層板與工件軸線(xiàn)垂直，使用探頭 座壓緊探頭．保證探頭與工件表面接觸良好。當出現示值 跳躍不定時(shí)，不要輕易確定測量結果，要細心擺動(dòng)探頭，使 其與鉆具壁正交。為避免耦合劑薄膜的多次反射或其他雜 波信號引起的假讀數。一定要出數穩定且能重復呈現后再 讀取數據：示值輕微跳動(dòng)，一般以較小測值為準。測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗機| 扭力計| 流速儀| 粗糙度儀| 流量計| 平衡儀| 
4．對于一些新材料工件．在用超聲波測厚儀進(jìn)行測量 厚度時(shí)，測量難度較大 經(jīng)理化檢測分析，這類(lèi)表層材料首先組織晶粒的粗大 和組織不夠致密造成超聲波能量的極大衰減．當超聲波波 長(cháng)與金屬晶粒大小相當或小于金屬晶粒尺寸時(shí)．材料的吸 收衰減和散射衰減均很顯著(zhù)，這樣降低了超聲波的穿透能 力，易造成晶界反射；其次，由于晶粒的粗大和存在粗大異 相組織，將產(chǎn)生草狀回波，使測厚出現錯誤；當材料內部存 在分層、夾雜、裂紋等缺陷時(shí)，探頭軸線(xiàn)垂直于缺陷反射面 時(shí)，儀器顯示的是鉆具內部缺陷的厚度值：缺陷反射面傾 斜角度過(guò)大或和探頭軸線(xiàn)平行時(shí)，晶片可能接收不到反射 信號，出現無(wú)讀數。為此，我們對這些材料工件在加工工藝 上進(jìn)行了改進(jìn)．盡量削弱或避免這些表層材料對超聲波的 衰減。達到準確測量。