FMD 技术在海上平台检测的应用及其可靠性

FMD技术在海上平台检测的应用及其可靠性
近年来国内油公司采用FMD检测技术作为平台导管架水下定期检测的手段之一。本文将详细介绍FMD技术在导管架水下检测的应用、其优点和不足之处、以及检测可靠性和如何合理使用该技术,最后提出了一些有益的建议。
1.为什么要使用FMD技术
FMD是Flooded Member Detection的简称,中文可译为透水构件检测,也有称FMD 为FMI,即Flooded Member Inspection的简称,实质上为同一意思。本文统一称为FMD 技术。
导管架透水构件的存在通常表明某些异常引起了海水进入两端封闭的具有浮力的构件内空。异常通常有落物造成的孔洞、点蚀孔、构件两端的裂纹、以及其它强度或疲劳敏感区域。因此,透水构件的存在表明平台存在潜在的结构安全问题,需要作进一步调查分析。
图1裂纹引起的透水构件
需要注意的是,在某些情况下,一些构件可能因为特殊原因需要事先透水,此时就不能把该透水构件当作异常处理。对于这些因为某些原因需要进行预先透水的构件,我们可称它为预先透水构件。预先透水构件通常包括在安装过程有意透水的构件,上部模块作业所需要的保留液体的构件,在建造期间因雨水渗透但在后续建造时密封处理了的全透水或部分透水构件。适当的FMD检测计划包括如何确定
是否存在预先透水杆件的各种程序,例如从不同位置检测同一个构件,校核用于存储构件的设计数据等。
FMD检测在平台导管架实施速度相对较快。它可以通过一次测量从而有效地检测整个圆形构件。例如,一座4桩腿水深50米的平台导管架所有主要构件潜水员完成FMD检测大约需半天至一天。透水杆件的存在虽然可以表明平台结构可能存在安全问题,但是并不能指出引起透水的原因。
然而,考虑到这方面,对于平台导管架的总体或选择性检测,FMD检测是一种较为经济的检测方法,它可以很容易地识别存在问题的可疑区域。具体构件和节点检测的其它方法,如详细目视检测(CVI)、磁粉检测(MPI)、交变电流裂纹检测(ACFM)等,可以进一步提供更好的了解和指出问题所在。但是,对平台的每一个主要构件都采用这些更为彻底的方法检测,费用预算一般是不允许的。相反作业者会对一些平台导管架最可能发生损伤或者最主要的强度杆件采用这些更为彻底的检测方法。这些区域的选择通常由具有资质和一定经验的检测工程师确定。
因此,通过适当使用FMD检测,作业者可以选择平台导管架的许多构件来确认那些损伤(正在透水)的杆件。但不幸的是,FMD检测并不是100%可靠足以识别平台导管架的所有潜在异常。关于FMD检测可靠性的注意事项如下:
nih3t3细胞●错误读数可能表明杆件未透水而事实上已透水。透水杆件通常在数处地方检测以确
保杆件真正透水和以及透水的程度。
常州工学院学报●对于位于主框架(和桩腿连接)弦杆边的焊缝裂纹,主框架构件仍为浮力,实际上
在该节点处已存在裂纹。事实上,大约60%的裂纹发生于弦杆的焊缝上。
●FMD检测并不能确定构件接近失效的程度(仅在构件失效时才能),对于一些强度
余量较小的平台,这可能是不可接受的。
●非关键的制造初始缺陷(如不完全焊缝)可能会引起构件的透水(见下图)。
●发现透水构件但并不能确定引起透水的原因。如何解决这些异常?
●其它相关问题。
图:不完全焊缝引起的透水构件
该次努力目的是为了调查FMD的可靠性,将综合考虑上述问题和其它流程所识别的相关信息。那么,基于这些数据,提出一些FMD使用上的建议,作为水下检测大纲的其中一个完整部分。
2.FMD技术介绍
FMD技术是最早发展于1980年,第一次使用于,经过数年的发展,该技术已在国外应用非常普遍。目前,主要有三种基本类型的方法可用于FMD检测技术:
1)超声波-通过发射声波信号穿透构件以确定有无水存在。
2)伽马射线-通过发射放射性信号穿透构件以确定有无水存在。
3)热量-通过对构件加热以确定有无水存在(透水构件加热时间较长)。
4)中子线查看Tracerco技术
超声波和伽马射线是目前世界上最常用的两种方法,下面将详细描述超声波和伽马射线检测方法,而加热检测方法不常用,因此不在本文进行描述。
主要通过ROV(水下机器人)操作测量射线的入射强度和透射强度,来确定被测物或其内部媒质的密度,从而确定管内浸水的程度。
超声波检测方法
超声波FMD通过在构件的外部放置一个传感器发射声波信号穿透构件进行检测的。如果构件未透水,
那么声波信号在构件壁厚处反射,因为空气对于超声波信号来说是不良导体。如果构件透水,那么声波信号同时穿过透水杆件中的水,并在相反的壁厚处反射。对于穿梭距离较长的信号表明杆件已透水。
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图8.4显示的典型的超声波设备示意图,包括潜水员或ROV握住探头置于杆件上,和水下单元操作者用于读取实际数据。
图8.5显示的放置于杆件上的潜水员超声波探头。这种方法在墨西哥湾被广泛使用。
首都体育学院学报图8.4: 超声波FMD连接典型示意图
图8.5:超声波FMD探头
潜水员可快速检测一系列杆件,可在同一位置可围绕某个节点对与该节点连连接的所有或大部分上斜撑杆件和水平杆件进行FMD检测。正因为如此,潜水员可从平台的一个节点移动另一个节点进行FMD快速有效检测,因为潜水员同时在进行一般目视检查。
张中庆超声波方法对于未透水杆件有一个失效保护解释。如果设备未正常工作,那么杆件就会
被认为未透水。这是此方法的不足之一,因为若潜水员得到一个未透水的数值,则他/她通常会移至下一个待检测的杆件,因此会漏报异常,除非此异常已被其它方法检测到。比如,在杆件两端进行清理和详细的目视检测)。超声波方法在墨西哥湾是最常用的FMD方法。超声波方法在北海使用过,但目前却很少再使用。
伽马射线检测方法
李四光计划伽马射线检测方法是通过在杆件的一边放置伽马放射源和在杆件的另一边放置放射源接收器,然后就可以测量穿过杆件后放射线数量。穿过未透水杆件的放射线数比穿过透水杆件的要多,这是因为透水杆件中的水吸收放射线的原因。
图8.6显示的是典型的伽马射线连接示意图。包括在杆件上用于安装放射源和接收器的设备,通常采用ROV实施,这是因为放射源对人体是有危害的。一个潜水员仅能在水下操作放射源小于1小时(危险情况出现前)。一名操作员在水面单元读取数据。
图8.6: FMD连接典型示意图

本文发布于:2024-09-20 19:56:55,感谢您对本站的认可!

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