漏磁检测技术在钢丝绳检测中的应用与研究

2020-03-04田志新中海石油技术检测有限公司天津300452

化工管理 2020年2期

田志新(中海石油技术检测有限公司，天津 300452)

1 引言

起重设备和钻修井设备均为海上设施重要生产、钻采设备，设备价值高。钢丝绳是起重设备和钻修井设备的“生命线”，在使用过程中始终潜伏着因强度损耗而发生断绳事故的危险，一旦发生事故，多会出现人员伤亡或重大财产损失。因此，保证海上设施重要用途钢丝绳完整性和安全可靠成为必然要求。

随着海上设施服役年限的不断增加，起重设备及钻修井设备的故障频率也随之增多，带来的维修、保养、更换费用等投入随之增多。近年来，随着国家对安全生产工作的大力倡导和投入，各客户对设备使用安全的高度关注，采用人工手段的传统检测方法(外观、卡尺量)进行重要用途钢丝绳检验的不足日益突显，检测条件的局限和检测手段的落后使钢丝绳的安全检测标准和检测制度难以落实，成为长期存在并难以克服的重大危险源。怎样完善检测手段、提高缺陷检出率、保障设备安全可靠运行成为必须面对的课题。

2 钢丝绳在线检测系统

2.1 系统组成

在线检测系统由漏磁检测传感器、滑轮辅助跟踪机构、定位编码信号采集模块和集成一体化检测主机系统构成(内含工业一体机、电气控制模块、信号采集模块、报警控制模块、数据处理分析模块)。

漏磁检测传感器由滑轮辅助跟踪机构支撑连接，而环套套在被检钢丝绳上，使漏磁检测传感器始终跟随钢丝绳运动，与钢丝绳表面提离间距保持相对稳定状态，其中滑轮辅助跟踪机构可以根据现场实际设备型号、尺寸的不同单独设计。定位编码信号采集模块与钢丝绳卷扬机转轴齿轮啮合连接驱动，漏磁检测传感器和定位编码信号采集模块通过信号传输电缆与一体化检测主机系统进行电信号连通。

2.2 工作原理

漏磁检测传感器采用漏磁检测原理，也即：磁化器将磁能量导入钢丝绳，在钢丝绳上的断丝或磨损处产生漏磁场，布置在磁化器中间的磁敏元件捕获这一漏磁场信息并转换为电压信号，最终形成断丝或磨损存在的检测评判依据。系统工作原理如图1所示。

图1 系统工作原理

漏磁检测传感器探测到的钢丝绳损伤信号通过数据采集处理器到达计算机显示及处理系统，完成钢丝绳损伤信号的显示及分析评判结果处理；另外，与钢丝绳卷扬机相联的定位编码信息采集模块将漏磁检测传感器与被检测钢丝绳的扫描相对运动移动位置/距离参数传递给计算机显示及处理系统，最终完成钢丝绳损伤信息的定位。

3 在线检测系统模拟测试

3.1 系统调试

设备通电后使模拟待测钢丝绳处于静止状态下，检测传感器基波信号为一条正常直线，非杂乱无章曲线；先用细钢丝测试传感器内腔，在系统显示屏上有信号显示，且系统声光报警器有声光报警，则说明检测传感器、信号线、检测软件及报警器等功能均正常。

3.2 参数设置

本次测试采用检测1根断丝报警设置，根据实际情况调节信号显示范围(Ymax/Ymin)使检测信号正好位于检测通道正中位置，再分别调节报警上限值和下限值，确定后此时检测报警参数即设定完成(如图2)。

图2 参数设置界面

3.3 模拟检测

本次测试选定某平台修井机钢丝绳作为模拟测试对象，钢丝绳直径为Φ32mm，钢丝绳结构为6×19S+IWR。模拟缺陷采用与钢丝同材质同直径的细钢丝作为模拟断丝，并分别采用1根、2根、3根钢丝捆扎来模拟钢丝绳上不同的断丝数量。为验证检测传感器上、下两部分的灵敏度，将1根、2根、3根断丝分别固定于传感器的上部分侧钢丝绳不同位置上，并在3根模拟断丝钢丝绳的相同位置的下部分侧固定2根模拟断丝，用以测试传感器上、下两部分是否可以准确分辨。

模拟断丝在系统显示屏相应位置出现明显的波形显示，编码位置信息可与实际模拟断丝位置相对应，并且检测传感器探测到模拟缺陷超过了设置的报警门限，报警器产生红色闪光及蜂鸣声报警。根据波形幅值显示(如图3)可以定性确定模拟缺陷越大波形幅值越高，超过报警门限越高。对比分析检测传感器上、下部分检测波形可以确定，在有模拟缺陷侧均有缺陷波形显示，没有模拟缺陷的一侧无缺陷波形显示，同尺寸模拟缺陷显示的最大波形幅值基本相同。