超声波方法在石油机械结构检测中的应用研究

王劲松

摘  要：石油机械结构对无损探伤、无损检测具有较高的要求，禁止有太多太大的裂纹、空隙气孔以及焊缝缺陷等出现于石油机械结构上。而超声波无损检测方法能够充分满足石油机械结构的检测要求，具备方便易行等优势，可以获得可靠准确的检测数据，目前在石油机械结构检测领域得到广泛应用。为切实保证石油机械结构检测质量，工作人员要充分掌握超声波方法的原理和应用技巧，规范开展无损检测工作。

Key：石油机械;无损检测;超声波方法

石油机械设备在石油开采中发挥着十分重要的作用，只有做好石油机械设备的管理与维护工作，方可以推动石油产业的健康发展。为促使石油机械设备的良好运行状态得到维持，企业要定期检修与维护机械设备。由于石油机械设备于特殊的环境中运行，不能够有太大的裂纹、空隙气孔、焊缝缺陷等出现于机械结构上，因此，在检测过程中需采用无损检测方法。和常规检测技术相比，超声波无损检测方法具有较大的优势，如操作难度较小、结果可靠性较高等。为充分发挥超声波无损检测的优势，保证石油机械结构检测效果，相关人员要不断提升自身的检测水平，规范开展检测工作。

1 超声波检测方法概述

1.1 超声波的概念

作为一种特殊的声波，具有20000Hz以上的频率，人耳只能够听到16-20000Hz以内的声音，难以听到超声波。超声波具有较高的频率与较强的穿透性，目前已经被广泛应用于诸多领域，如测量距离、计算速度等，应用价值和发展潜力较大。

1.2 超声波检测原理

超声波的频率超强，波长较短，一般在2cm以下，稳定性与方向性优良。结合超声波的这些特性，可于机械设备内部探测中广泛应用，通过以波动形式在设备介质中传播振动超声波，可促使设备探伤、测距、测厚以及清洁等目的得到实现。在具体实践中，工作人员借助于超声波发射设备对超声波进行定向发射，于设备中传播超声波。由于设备材质密度存在差异，这样将会有超声波反射、吸收等现象发生。工作人员通过捕捉、 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 反馈的超声波信号，依据数字建模技术构建相应的画面模型，能够将设备内部情况直观、鲜明地展现出来[1]。特别是在石油机械结构检测中，利用超声波检测技术不会影响到设备结构，不会有任何形式的残留物质生成，能够获得客观准确的检测结果。同时，通过增大超声波的频率，可进一步提升超声波的指向性与稳定性，这样在不同材质的石油机械设备检测中皆可应用超声波检测方法。

2 超声波方法在石油机械结构检测中的应用价值

石油机械设备具有精密和复杂的结构，在石油生产中占据着十分重要的地位。为保证石油机械设备的正常运行，要定期开展维护管理工作，而检测结果是维护管理的主要依据。

2.1 避免次生影响

过去一些人员主要利用实验介质开展石油机械结构检测工作，这样虽然能够完成检测任务，但会有部分实验物质残留于设备内部，在很大程度上影响到设备运行。而通过采用超声波检测方法，则可有效规避这一问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，不会有任何形式的残留物质产生，这样检测工作对设备运行的次生影响能够得到良好避免，且测试结果的准确性、可靠性能够得到保证。

2.2 准确探测设备状况

相较于其他检测技术，超声波检测具有较高的灵敏度与较强的穿透性，能够深度探测设备内部。由于超声波的灵敏度及频率较高，工作人员可以对探测方向进行良好控制，且探测级别可以达到微米级，能够准确探测设备内部各个方位及各部件的大小与形状。在超声波探测过程中，基于警示系统的支持，可以实时示警设备缺陷区域，这样石油机械结构检测的实际需求能够得到充分满足[2]。近些年来，超声波检测技术已经十分成熟，整体操作难度较小，不需要较高的使用成本，具有较大的应用和发展潜力。

3 超声波方法在石油机械结构检测中的具体应用

3.1 超声波信号

超声波信号是石油机械结构无损检测的重要依据，通过分析超声波信号，即可判断机械结构的当前状态。从本质上来讲，超声波信号属于单脉冲信号，依靠介质进行传播，难以在真空中存在。在检测实践中，一般要依托计算机技术，采用软件编辑的方式生成信号更强的超声波。通常情况下，依据0.625μS和1MHz的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 分别控制超声波信号的宽度与频率[3]。

3.2 无损检测过程

第一，构建无损检测系统。在应用超声波检测方法时，先要依托计算机技术将石油机械结构检测系统构建起来，利用GPIB电缆连接信号发生器、计算机与数字示波器，分别连接波发生换能器与功率放大器、波接收换能器与示波器。这样计算机能够高效接收与分析石油机械结构所传出的信号，对石油机械结构的实际状态进行判断，促使无损检验任务得到顺利完成。第二，确定裂纹宽度。如果在石油机械结构检测中发现有裂纹存在，先要确定裂纹的宽度，判断其对机械设备性能的实际影响。在具体实践中，一般将A扫描法裂纹检测技术运用过来。工作人员不停移动检测装置，如果有反射信号发射出来，即表明有裂纹出现于这一位置。如果没有反射回信号，即表明没有裂纹存在。结合这一原理，即可对裂纹的宽度进行准确判断。需注意的是，机械结构边缘也会产生反射波。因此，工作人员要仔细考虑各种可能性因素，获得更加准确的检测结果。第三，确定裂纹位置。为促使裂纹问题得到解决，判断裂纹宽度后，还需要对其位置进行确定。利用换能器可产生能够在固体中传播的横波，其具有较快的传播速度，适宜在石油机械结构无损检测中应用。工作人员发射横波后，如果有裂纹等缺陷存在于机械结构上，将会自动记录裂纹及缺陷的相关数据，于计算机的显示屏上显示出来。工作人员通过对数据结果进行分析，即可对裂纹等缺陷的所处位置进行准确判断。

3.3 配合使用放大器

在石油机械结构检测中应用超声波信号时，受反射吸收的影响，会有较大杂波干扰存在于超声信号中，增大了信號识别难度。面对这种情况，需借助于放大器设备提前放大处理超声波信号，再分析经过放大的超声波信号，可促使无损探测效果得到显著改善。信号放大器具有越强大的功能，接收器将越容易接收识别超声波信号，这样石油机械结构检测效率、准确度等皆可以得到提升。因此，工作人员要充分认识到信号放大器的应用价值，结合石油机械结构检测的目标和内容，选择适宜型号的信号放大器，且依据相关规范正确操作和使用，以便发挥信号放大器的作用，改善超声波检测技术的应用成效。现阶段，市场中的放大器类型众多，不同类型的放大器具有差异化的原理与功能，过去放大器件主要采用电子管，目前已发展为晶体管，如ATA-2000系列高压放大器等。

4 结语

综上所述，石油机械结构检测工作的开展，能够为后续的管理维护提供依据。传统方法在石油机械结构检测实践中逐渐暴露出诸多的弊端，如残留实验物质、产生次生影响等，在很大程度上影响到石油机械结构的运行状态。而通过采用超声波无损检测方法，则可显著提升石油机械结构检测效率和质量。因此，相关人员要结合超声波方法的原理，科学制定检测方案与流程，提升石油机械结构检测水平。

Reference：

[1]石锋，李英存，韦星，等.石油机械结构检测中超声波方法的应用分析[J].中国石油和化工标准与质量，2021（23）：60-61.

[2]刘杰，王刚，张银洲.用超声波方法进行石油机械结构的无损检测[J].设备管理与维修， 2021（22）：113-115.

[3]王建斌.基于超声波检测在机械行业工程中的应用探究[J].内燃机与配件，2020（21）：164-165.

-全文完-