防喷器的声发射检测应用
朱祥军
(四川石油管理局技术检测中心 四川 618300)
摘 要：本文结合声发射技术特点，针对环行防喷器的结构特征，提出了用声发射检测的平砸定位方案。讲述了检测前的准备工作；通过采用两次加载，对比两次实验中的采集数据，结合凯塞尔效应的原理，综合分析了检测中的噪声来源，指出从保压阶段的采集数据中提取有效信号，并根据有效信号判断缺陷的性质。最后给出检测结果和提出目前在防喷器检测中急需解决的问题和工作方向。
关键词：声发射；防喷器；检测
0 引言
声发射(ACOUSTIC EMISSION简称AE)是上世纪六、七十年代发展起来的一种无损检测(NDT方法。近一、二十年来，这项技术已在石油化工、航天航空、水利电力、交通运输、机械、建筑等行业得到较广泛的应用[1-2]。并已制定了相关的检测标准，如参考文献[5-7]。它的原理是：受力构件的材料内部在损伤缺陷萌生、扩展过程中会释放塑性应变能，应变能以应力波形式向外传播扩展，这种现象即称声发射现象。防喷器是在石油行业中得到广泛应用的设备，是井控设备的核心组件，防喷器质量的优劣直接影响油气井压力控制的成败，一旦发生泄漏会造成严重的环境污染，给社会经济、生产和人民生活带来损失和危害，直接影响社会安危。环形防喷器是由于其封井元件一胶芯一呈环状而得名。封井时，环形胶芯被迫向井眼中心集聚、环抱钻具。当井内无钻具时，环形防喷器可用以全封井口。由于环形防喷器的功能是较为全面的，能适应井口的多种工况迅速封井，所以应用得非常广泛，因此对环形防喷的检测也显得格外重要。在定期检验过程中对，采用超声波和射线方法很难发现超标缺陷，如全部返修，则费用消耗过大，通过大量实验，我们发现采用声发射检测可以快速发现这些超标缺陷中存在的活性缺陷，仅需对这些活性缺陷进行返修处理，压力容器即可重新投入使用。
1 检测方法
1.1 试验设备基本情况
某厂一台1993年11月生产的FH28-35锥型胶芯环形防喷器，工作压力为35MPa。试压介质为水。试验前更换已损坏的密封胶芯、密封圈，以及不合格的螺栓、螺母等。
1.2 传感器布置方案
根据环形防喷器的受力特点和我们检测仪器的实际条件，在环形防喷器上布置了两组平面定位的方形阵列，一组在顶盖上，一组在柱壳中部，每一个阵列由四个传感器组成，分别为传感器1-2-3-4和传感器5-6-7-8，以保证对防喷器重点部位的检测。两个方阵中相邻传感器的间距分别为：560mm和900mm。
1.3 检测仪器及参数设置和准备工作
主机：DISP-16通道声发射测试系统；软件：AEwin for DiSP Version 1.80；门槛值：40dB；传感器型号：R15压电传感器；前置放大器：2/4/6型；增益：40dB；耦合剂：黄油。
在安装传感器的防喷器表面，先用砂轮打磨掉油漆和氧化皮，再用砂纸使金属表面光滑平整，经清洁处理后，以黄油为耦合剂，把传感器可靠地粘贴在选定位置上。
完成全部连线后，以拆断铅芯为模拟信号源，校核各通道工作是否正常，测定声波在防喷器中的传播速度，和检验定位的精度。
