基于ACFM的隔水管表面裂纹链式阵列检测探头设计与试验研究

作者：李伟; 袁新安; 陈国明; 葛玖浩; 贾廷亮; 姜永胜

来源：机械工程学报, 2017, 53(08): 8-15.

• 交流电磁场检测
• 隔水管
• 链式
• 巨磁电阻
• 应力腐蚀裂纹

隔水管是海洋钻井的关键设备,由于经受复杂交变应力和腐蚀环境,隔水管很容易产生应力腐蚀裂纹。针对海洋钻井隔水管应力腐蚀裂纹的特点,提出一种基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)的链式阵列检测探头,建立针对隔水管表面裂纹的ACFM仿真模型,提取裂纹特征信号并分析U形载流磁心激励区域和裂纹区磁场影响范围,为阵列探头设计提供理论支持,在此基础上利用巨磁电阻(Giant magneto resistance,GMR)传感器设计基于ACFM的隔水管表面裂纹链式阵列探头检测系统,并开展隔水管裂纹检测试验。仿真和试验结果表明:单个U形磁心的激励区域为+/-40 mm,阵列激励磁心的设计间距应不大于80 mm;裂纹上方畸变磁场影响区域为+/-5 mm,传感器排布间距应不大于10 mm;利用GMR传感器设计的链式阵列ACFM探头可快速大面积定量、定位检测隔水管表面裂纹。

• 单位
  海洋石油工程股份有限公司; 中国石油大学（华东）; 中海油能源发展股份有限公司安全环保分公司