研究海洋平臺(tái)局部損傷檢測(cè)分析范文
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摘要：煤炭、石油和天然氣是我們賴以生存的能源，陸地部分的煤炭資源是非常有限的，不能過度開采。有些地方盲目開采煤礦使地下懸空已經(jīng)不適合居住。而海洋中蘊(yùn)藏著豐富的能源，有石油和天然氣等。我國(guó)的海洋面積大約是陸地面積的三分之一，有效利用海洋里的資源可以很好地解決能源稀缺的問題。
關(guān)鍵詞：海洋平臺(tái)；局部損傷；檢測(cè)
海洋里有著豐富的能源，但大多數(shù)能源存在于海洋深處，開采時(shí)不像在陸地上開采煤炭、石油等容易，需要考慮的因素很多，對(duì)設(shè)備的要求也相當(dāng)高。瘋狂的海風(fēng)、海嘯、不斷沖擊的海流、海水腐蝕，日子久了設(shè)備會(huì)不可避免出現(xiàn)問題。一旦沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，發(fā)生石油、天然氣的泄漏等情況不僅造成經(jīng)濟(jì)上的損失還污染了環(huán)境，海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜進(jìn)行局部檢測(cè)是非常可取的。
（1）海洋環(huán)境。看似平靜的海面不知道什么時(shí)候就會(huì)狂風(fēng)大作，海浪洶涌，海洋環(huán)境遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是我們所想的那么的好，反而環(huán)境惡劣。海風(fēng)、海浪是司空見慣的，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)海嘯，海水也不是靜止不動(dòng)的，時(shí)時(shí)刻刻都在流動(dòng)，海水一流動(dòng)就給海洋平臺(tái)一個(gè)沖擊力。大家都知道海水是咸的，也就是說(shuō)海水里的鹽很多，海洋平臺(tái)浸泡在里面就受到腐蝕，日積月累總會(huì)出現(xiàn)問題。不僅因?yàn)楹Ｋ锏柠}分會(huì)腐蝕海洋平臺(tái)，海洋平臺(tái)通常與海水會(huì)形成一個(gè)回路，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕的速度要比海水自然的腐蝕設(shè)備速度高的多。海洋平臺(tái)處在如此惡劣的海洋環(huán)境下，不出現(xiàn)問題的可能性幾乎為零，研究海洋平臺(tái)的檢測(cè)方法可以說(shuō)是必須的。
（2）海洋平臺(tái)。為緩解能源緊缺的問題，我國(guó)開采海洋資源逐漸增多，開采海洋里的石油、天然氣等用到的海洋平臺(tái)的數(shù)量也在逐年的上升，對(duì)海洋平臺(tái)的檢測(cè)任務(wù)量大又艱巨。海洋環(huán)境特殊，海洋平臺(tái)的檢測(cè)至關(guān)重要，出現(xiàn)問題便很難處理，造成的影響較廣。石油、天然氣等泄漏污染海洋水域，造成很多海洋生物死亡，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都會(huì)有損失，海洋平臺(tái)出現(xiàn)問題也會(huì)危及到平臺(tái)工作人員的安全。海洋平臺(tái)的結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，一個(gè)海洋平臺(tái)所包含的各種結(jié)構(gòu)部件極其多，要對(duì)平臺(tái)進(jìn)行全面的檢查是基本上不可能實(shí)現(xiàn)的事情，所以要采取科學(xué)合理的方式對(duì)海洋平臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)，局部檢測(cè)就是現(xiàn)在用到的一種重要方法。
2海洋平臺(tái)局部檢測(cè)
局部損傷檢測(cè)包括了檢查外觀和無(wú)損探傷檢查，通常是對(duì)一些重要的、特殊的部分進(jìn)行探測(cè)，檢查是不是正常工作，有沒有損傷，損傷的程度是怎樣的等相關(guān)問題。
（1）外觀檢測(cè)。外觀檢測(cè)顧名思義就是檢查一下儀器的外部結(jié)構(gòu)和附近的海洋狀況，包含的項(xiàng)目比較詳細(xì)。需要檢查平臺(tái)的某部分器件有沒有損傷，組成零件有沒有被海水沖擊的變形了，變形的范圍是怎樣的，構(gòu)件受到海水的腐蝕情況嚴(yán)重不嚴(yán)重，還需要了解所檢測(cè)的部件周圍的生物、海底狀況等。外觀上的檢測(cè)也沒有想象中的那么簡(jiǎn)單，不是只用人眼看一看就行了，有簡(jiǎn)單的也有復(fù)雜的，視情況而定。簡(jiǎn)單的外觀檢測(cè)任務(wù)只要負(fù)責(zé)檢查的人員用測(cè)量?jī)x器和照明工具檢查一下海洋平臺(tái)重要部分是否正常，做好檢測(cè)報(bào)告，必要的時(shí)候要對(duì)其進(jìn)行清理。海面以下的部位就需要潛水員了，潛水員要帶著水下拍照的專用相機(jī)給平臺(tái)待檢測(cè)部位進(jìn)行拍照，如果平臺(tái)所處的區(qū)域污染較為嚴(yán)重，拍出的照片質(zhì)量太差無(wú)法辨別就得潛水員用手摸器件來(lái)完成檢查任務(wù)。復(fù)雜的外觀檢測(cè)就是那些海底深處非常危險(xiǎn)的地方，不能由人直接檢查要借助于特殊的儀器才能完成。
（2）無(wú)損探傷檢查。無(wú)損傷檢查是要有專業(yè)技術(shù)的，由專業(yè)的探傷工來(lái)操作較為高級(jí)的探傷儀器才能完成，它不會(huì)給海洋平臺(tái)造成傷害，不影響平臺(tái)的使用壽命。它的原理就是利用電磁波、聲波、光波的一些物理特性檢查出哪些部件受到損傷，損傷的程度，還能預(yù)測(cè)平臺(tái)被檢查結(jié)構(gòu)在未來(lái)還能使用多少年，人們能夠及時(shí)的更換。目前為止，經(jīng)常使用的無(wú)損傷探傷檢查的方法有：用X射線、γ射線通過照相或者是透視的方式探傷，超聲波儀器探傷，磁粉檢測(cè)，電磁場(chǎng)檢測(cè)等等。不同的方法各有自己的使用條件和優(yōu)缺點(diǎn)，需要綜合多種因素選取合適的方法對(duì)海洋平臺(tái)進(jìn)行局部探傷。無(wú)損探傷不僅對(duì)被檢測(cè)的對(duì)象不會(huì)造成任何的傷害，而且借助精確的儀器進(jìn)行探測(cè)，檢查的結(jié)果準(zhǔn)確度高，參考價(jià)值也相應(yīng)較高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)損探傷技術(shù)會(huì)得到更好的發(fā)展。
3常用的局部損傷檢測(cè)方法
（1）目測(cè)。這是一種成本低，普遍適用的外觀檢測(cè)的方式，分為了兩個(gè)級(jí)別：第一級(jí)別的檢測(cè)是人眼直接觀察外表及用測(cè)量工具測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)；第二個(gè)級(jí)別指的是在海洋的深處，要借助儀器進(jìn)行拍照，對(duì)拍得的照片進(jìn)行研究分析。方法非常的簡(jiǎn)單、直接，不需要耗費(fèi)高資金，但是存在明顯的缺點(diǎn)，構(gòu)造精細(xì)的部件和細(xì)微地方的損傷檢測(cè)不出來(lái)，存在安全隱患。
（2）超聲波檢測(cè)。超聲波在檢測(cè)方面的利用非常廣泛，我們所熟悉的是在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，在海洋平臺(tái)局部損傷檢測(cè)當(dāng)中也有著重要的意義。超聲檢測(cè)依靠某一頻率的超聲波在不一樣的介質(zhì)中傳播的特性不同的性質(zhì)，超聲波技術(shù)發(fā)展迅速，現(xiàn)在的超聲波技術(shù)已經(jīng)包括激光超聲和電磁超聲，尤其是電磁超聲技術(shù)在無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)中有非常好的應(yīng)用。發(fā)射激光超聲的設(shè)備體積大，發(fā)射和接收超聲波的時(shí)候都會(huì)受到一些限制，還沒有得到很好的應(yīng)用。
（3）射線檢測(cè)。在晶體的缺陷檢測(cè)中經(jīng)常用到X射線，當(dāng)X射線照射在被測(cè)晶體上的時(shí)候，在正常的晶格結(jié)構(gòu)和缺陷中的透過量是不一樣的，由此可以判定晶體中存在哪些缺陷。同樣的，在海洋平臺(tái)局部損傷的檢測(cè)中也可以用射線法。利用X射線、γ射線進(jìn)行局部損傷的檢測(cè)，檢測(cè)儀器發(fā)出的X射線、γ射線照在被檢查的位置，材料正常的地方和受到損傷的地方透過的X射線、γ射線的數(shù)量是不一樣的，就能夠發(fā)現(xiàn)受到損傷的地方以及損傷的相對(duì)程度大小。這種方法檢查到的不僅限于平臺(tái)外部的損傷，能夠準(zhǔn)確地檢查出隱藏在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的損傷，但是成本偏高，而且射線對(duì)人體有輻射傷害，影響操作工人的身體健康。
（4）磁粉檢測(cè)。磁粉檢測(cè)法的原理很簡(jiǎn)單，用到的是磁的性質(zhì)。物理上定義了很多磁性材料，磁性材料可以被磁化，磁性材料在被磁化之后，如果磁性材料有斷開的地方，這個(gè)缺口處會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)，將磁性粉末放置在附近的時(shí)候，磁粉會(huì)被吸引到缺口處，我們就能看到此處集聚了大量的磁性顆粒。我們把根據(jù)此原理制成的探測(cè)儀器用來(lái)檢查海洋平臺(tái)的時(shí)候，能非常清楚地觀察到損傷的具體位置，這種方法操作起來(lái)簡(jiǎn)單，原理也容易理解。
（5）漏磁檢測(cè)。利用磁的性質(zhì)檢查材料損傷的方法除了上面所提到的磁粉檢測(cè)，還有漏磁檢測(cè)，漏磁檢測(cè)主要是利用了磁導(dǎo)率的差異。這項(xiàng)技術(shù)首先得找到一個(gè)適合的勵(lì)磁閉合回路，跟閉合電路是相類似的，里面分布的不是電流而是磁場(chǎng)。將強(qiáng)磁場(chǎng)作用在鐵磁性材質(zhì)制作而成的管道上，目的是把管道磁化并達(dá)到飽和的狀態(tài)。根據(jù)相關(guān)的物理知識(shí)我們可以知道，鐵磁性材料的磁導(dǎo)率是很高的，然而空氣或是水的磁導(dǎo)率相比較而言非常的低。當(dāng)檢查的部分出現(xiàn)了裂縫或者是被海水腐蝕了出現(xiàn)裂口，則這個(gè)損傷處的磁導(dǎo)率很低，磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，不再只分布在管道的內(nèi)部，而是從裂口處泄漏到管道的表面上去了，也就是說(shuō)管道的表面也存在了磁場(chǎng)。我們用一些霍爾元件，放在勵(lì)磁回路間，與管道在一個(gè)橫截面上就可以捕獲管道表面的漏磁場(chǎng)，進(jìn)而分析出管道的損傷情況。
（6）電位檢測(cè)。海洋平臺(tái)長(zhǎng)期浸泡在海水中一直受到海水的腐蝕，還有電化學(xué)腐蝕，電化學(xué)腐蝕的速度非常的快，為了減輕電化學(xué)腐蝕帶來(lái)的危害，通常利用電化學(xué)的知識(shí)采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法和陰極電保護(hù)法來(lái)保護(hù)設(shè)備。兩種保護(hù)方法都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電位，測(cè)量電位的變化可以辨別平臺(tái)器件受到腐蝕的情況。我們用電位計(jì)來(lái)測(cè)量陽(yáng)極保護(hù)系統(tǒng)或者是陰極保護(hù)系統(tǒng)的電位，在海面以上及距離海面較近的位置可以直接讀數(shù)，在深一點(diǎn)的位置要讓潛水員去讀數(shù)。這種檢查方法非常的簡(jiǎn)單，容易測(cè)量，但是應(yīng)用的范圍較小。
4結(jié)語(yǔ)
科術(shù)的進(jìn)步讓開采海洋里豐富的自然資源成為了現(xiàn)實(shí)，隨著海洋資源的開發(fā)，海洋平臺(tái)的數(shù)量也快速增長(zhǎng)，我們?cè)诶煤Ｑ竽茉吹耐瑫r(shí)要管理好這些海洋平臺(tái)。海洋平臺(tái)出現(xiàn)故障會(huì)帶來(lái)一系列嚴(yán)重后果，因?yàn)榄h(huán)境因素還有平臺(tái)自身結(jié)構(gòu)因素，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行全局的檢測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需進(jìn)行局部探傷。我們要結(jié)合當(dāng)前科技的發(fā)展，不斷探索創(chuàng)新海洋平臺(tái)局部探傷方法，力求簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確。
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作者：胥丹 單位：法利嘉航檢驗(yàn)技術(shù)
