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钢丝绳检验:4中钢丝绳断裂事故发生的原因
时间:2022-06-13 15:46:09 来源:郑州钢丝绳检测检验中心 浏览:1次

  石油提升机钢丝绳断裂事故是石油行业长期未能解决的重要问题。由于复杂的工作环境和高载荷的应用,钢丝绳会受到损伤,如断丝、磨损、腐蚀、疲劳等。如果没有高效可靠的安全监控手段,钢丝绳的损伤会日积月累,从量变到质变,最终导致钢丝绳断裂事故的发生。

  钢丝绳的断裂失效主要包括断丝、磨损、腐蚀、疲劳等。

  1.磨损和断丝:钢丝在使用过程中,由于与滑轮、卷筒、吊钩等物体表面接触而磨损。外部磨损后,绳径会变细,外周面的细钢丝被磨平,累积磨损越来越严重,最终导致断丝,断口两侧出现斜茬,断口平坦,出现在钢丝磨损严重的部位。

  2.疲劳断丝:主要是交变载荷引起的钢丝低应力损伤。在实际生产中,钢丝绳疲劳断丝的失效形式最多,主要包括弯曲疲劳、压拉疲劳、扭转疲劳、接触疲劳和振动疲劳引起的断丝。基本上,剪切应力引起的剪切疲劳和正应力引起的正断裂疲劳有两种形式。所有形式的疲劳都是这两种基本形式在不同条件下的结合。

  3.腐蚀:由于工作环境的环境气候和盐雾腐蚀,石油工业中的提升钢丝绳容易发生严重的内腐蚀。因锈蚀而受损的钢丝绳表面存在着氧亲和力的差异,使得表面的某些局部金属成为阳极,另一个相邻的局部金属成为阴极,形成大量的小电池。在小电池的作用下,表面形成许多圆形腐蚀坑,并逐渐加深。这些凹坑成为应力集中点和钢丝绳断裂的源头。

  由于缺乏科学的钢丝绳损伤检测仪器,长期以来,钻井钢丝绳的主要检测手段仍然是人工检测,由于客观原因存在严重的“低效率、不准确、高能耗”。效率低,占用大量操作时间,降低生产率;不准确,会误导运营单位和人员,形成重大安全隐患;高能耗不利于石油工业“双碳”目标的实现。

  弱磁测量技术是我国科学家成功发现空间磁场矢量的变化和运动规律,在钢丝绳检测领域取得重大成果的重要创新成果。利用铁磁材料的磁记忆特性:在铁磁材料的组织结构中,密集排列着一种物质——磁畴。每个磁畴具有自旋磁矩方向。如果某个方向的磁畴数占优,材料在宏观上就会表现出磁性。如果磁畴中自旋磁矩的方向是无序的,就没有磁性能。在自然状态下,钢丝绳中磁畴的自旋磁矩方向是无序的。如果给钢丝绳施加一个外磁场,铁磁性材料中某一方向的磁畴数会发生变化,所有被加载的材料都会有适度的低能级磁能积,从而形成“记忆磁场”。TCK发明的弱磁传感器。w基于“空间磁场矢量合成”的创新原理,对给定的弱电磁场进行调制解调,与磁记忆规划后的弱磁场信息形成物理场关联关系。通过提取施加磁载荷的铁磁材料的记忆信息,完成对被测钢丝绳各种缺陷的定量识别。通过对钢丝绳正常体积元记忆的磁能势特征信息进行标定,并与其他提取的体积元信息进行比较,可以有效识别钢丝绳退化引起的磁能势差异。通过分析物理场变量信息与相应的机械承载性能之间的定量关系,达到钢丝绳定量检测的技术目标。

  TCK。基于弱磁检测技术开发的钢丝绳在线自动检测技术是我国自主创新的先进技术。通过在钢丝绳运行过程中连续不间断的检测,将钢丝绳的安全状态提升到一个更高的层次。