CN113624171A - 一种高压管汇元件壁厚测量系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种高压管汇元件壁厚测量系统及方法，包括硬件和软件两部分，其中硬件部分为超声波检测仪，用于测量工件的壁厚；软件部分包括登录模块、信息存储模块、信息比对模块；登录模块系统登录设有登录账号和密码；信息存储模块用于记录模型数据和测量数据；信息比对模块用于将测量数据与模型数据对比。该方法根据待检测工件的型号，在系统模型上标识出壁厚检测区域及检测点位数量；取测量的最小壁厚值，与系统中保存的使用壁厚极限推荐值比较；小于推荐值则产品不合格；合格产品则系统生成壁厚趋势图供参考。本发明提高了检测效率及消除了漏检、错检或者数据不真实的现象。
Description
技术领域
本发明属检测装置，具体涉及高压管汇元件壁厚测量系统及方法。
背景技术
压裂作业是油气工程提产增效的核心手段，作业过程中需将高压流体通过高压管汇元件输送至井口，高压管汇元件包括刚性管线、单向阀、旋塞阀、活动弯头、各类异性整体接头（十字形四通、爪形四通、T形三通、歧形三通、Y形三通、L形接头）等，常见口径尺寸包括1寸、1.5寸、2寸、3寸、4寸等，压力等级包括35MPa、70MPa、105MPa、140MPa等，各类组合种类繁多。如果高压管汇元件壁厚减薄导致最小壁厚值低于使用壁厚极限推荐值，在压裂施工作业过程中将存在极大安全隐患，可能出现管汇原件爆裂事故，导致作业停滞、人员伤亡，且造成重大经济损失。为确保上井使用的高压管汇元件各项性能参数合格，需依照标准规定进行定期检测。目前针对高压管汇元件壁厚测量手段，主要采用常规的超声测厚仪进行壁厚测量，测试最小壁厚值是否满足使用壁厚极限推荐值，不满足标准要求的高压管汇元件按报废或者降级使用处理，在测量过程中手工记录测量数据，对于批量大（数百件以上）、种类多（不同制造厂家、不同口径、不同压力、不同壁厚值）、任务紧（短时间内交付）的高压管汇元件检测项目，将面临如下几方面问题：
1、效率低下。面对大批量检测任务并且交付时间紧迫时，需两人相互配合开展检测（一人开展测厚工作，一人记录数据并进行符合性判断），数据依靠手工记录，人员劳动强度大；
2、容易误判。检测的高压管汇元件种类多，不同制造厂家、不同口径及不同压力都将对应不同的壁厚值，当任务紧时需在壁厚测量后迅速判断壁厚值是否满足规定要求值，以节约时间，确保及时交付，要求现场检测人员熟练记住各类壁厚值，否则将容易误判，造成检测质量不合格。
3、缺乏监督。标准规定了每种高压管汇元件的测量部位区域，每个截面沿圆周取四点位置检测，壁厚极限值与压力等级、材料抗拉强度、出厂壁厚值等有关，不同制造厂家的壁厚要求可能不同，在检测过程中需要检测人员严谨对待该项工作。如果检测人员没有严格按照要求执行，将可能存在漏检、错检或者数据不真实的情况，影响检测质量，凸显重大安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压管汇元件壁厚测量系统及方法，以解决传统测量模式效果不佳的问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高压管汇元件壁厚测量系统，包括硬件和软件两部分，其中硬件部分为超声波检测仪，用于测量工件的壁厚；软件部分包括登录模块、信息存储模块、信息比对模块；登录模块系统登录设有登录账号和密码；信息存储模块用于记录模型数据和测量数据；信息比对模块用于将测量数据与模型数据对比。
一种利用高压管汇元件壁厚测量系统测量壁厚的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1、建立壁厚数据库：绘制各类高压管汇元件模型后，将模型导入至本系统，建立壁厚数据库，记录使用壁厚极限推荐值；
2、选定测量区域：根据待检测工件的型号，在系统模型上标识出壁厚检测区域及检测点位数量；
3、测量工件：采用超声波检测方式，测量步骤2中选定区域及选定点位的壁厚值，并保存记录；
4、数据处理：取步骤3中测量的最小壁厚值，与系统中保存的使用壁厚极限推荐值比较；小于推荐值则产品不合格；合格产品则系统生成壁厚趋势图供参考。
步骤2中，在壁厚检测区域选定截面上沿圆周取不少于4个点作为检测点位，检测点位确定后进行锁定并且不能再进行修改。
步骤3中，超声波检测前需要对待检测点位进行处理，对该点位表面进行打磨并露出金属光泽，对表面涂抹耦合剂。
步骤4中对于壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值的部位，壁厚最小值测量点位处系统自动生成标识红色警示，提醒检测人员对该高压管汇元件进行报废或者降级使用处理。
本发明的优点是：
（1）本发明中高压管汇元件壁厚测量系统具有自动记录壁厚数据并判断壁厚值是否超标的功能，整个壁厚测量工作只需一位检测人员即可完成全部测量工作，壁厚测量工作结束后可自动生成壁厚测量报告，相比传统做法，效率更高，劳动强度更低；
（2）本发明中将被测对象的三维模型图或二维平面图导入至高压管汇元件壁厚测量系统中并建立了壁厚数据库，自动比较高压管汇元件壁厚最小值与使用壁厚极限推荐值，如果壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值，则壁厚最小值测量点位处自动生成红色标识警示，提醒检测人员对该高压管汇元件进行报废或者降级使用处理，消除了传统做法中依赖现场检测人员熟练记住各类壁厚值的弊端，确保了数据准确，避免误判；
（3）本发明中检测人员必须按照系统设定的模式进行高压管汇元件壁厚测量，消除了漏检、错检或者数据不真实的现象，确保了服务质量，保障压裂作业本质安全。
（4）依托本系统随时随地追溯查询本项目检测人员、检测时间等信息，确保项目严格按照质量管理体系要求执行。
（5）本发明中高压管汇元件壁厚测量系统具有拍照功能，可对壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值的超标部位外观进行拍照存档，相比传统测量方式，提升了服务质量和结果可信度。
（6）本发明依据壁厚测量数据分布情况，对高压管汇元件表面进行红黄蓝等颜色分级区分，形成壁厚分布云图，相比传统测量方式，能够更直观的查看和分析被检高压管汇元件壁厚变化分布趋势。
附图说明
图1为本发明操作流程图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种高压管汇元件壁厚测量系统，包括硬件和软件两部分，其中硬件部分为超声波检测仪，用于测量工件的壁厚；软件部分包括登录模块、信息存储模块、信息比对模块；登录模块系统登录设有登录账号和密码；信息存储模块用于记录模型数据和测量数据；信息比对模块用于将测量数据与模型数据对比。
（1）该系统操作界面为触摸屏，系统登录设有登录账号和密码，每位壁厚测量人员根据本人账号和密码登录进去，进入操作界面后可查看本人的检测历史和个人信息。
（2）测量实施前，利用三维或者二维绘图软件绘制各类高压管汇元件模型后，将模型导入至本系统，可对检测区域和检测点位进行标识，建立壁厚数据库。测量实施中，在可能为最危险截面的其它未标识部位处进行壁厚测量并且可方便灵活的进行部位标注和壁厚数据记录。
（3）对于壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值的部位，壁厚最小值测量点位处自动生成标识红色警示，提醒检测人员对该高压管汇元件进行报废或者降级使用处理。待所有点位都完成壁厚测量，检测数据将被锁定，不能再修改。
（4）依据壁厚测量数据分布情况，对高压管汇元件表面进行红黄蓝等颜色分级区分，形成壁厚分布云图，便于分析判断被检高压管汇元件壁厚变化分布趋势。
（5）检测人员利用系统相机功能对壁厚最小值处进行拍照存档。系统可远程连接后台服务器，实现检测数据传送和报告自动出具功能。
（6）本系统检测对象包括刚性管线、单向阀、旋塞阀、活动弯头、各类异性整体接头（十字形四通、爪形四通、T形三通、歧形三通、Y形三通、L形接头）等，常见口径尺寸包括1寸、1.5寸、2寸、3寸、4寸等，压力等级包括35MPa、70MPa、105MPa、140MPa等。
如图1所示，体操作步骤为：
（1）实施测量前：
步骤S101，利用三维绘图软件或者二维绘图软件建立各种类型高压管汇元件的模型。对于同一种外形构造的高压管汇元件，只需建立一个模型。
步骤S102，系统开机，输入检测人员登录账号和登录密码，进入操作主界面。检测人员只限于采用本人账号和密码进入系统并实施检测操作，实现数据可追溯。
步骤S103，将已完成创建的高压管汇元件模型导入至系统数据库内，对不同外形结构的高压管汇进行命名并存储。
步骤S104，对于每一种外形结构相同的高压管汇元件，根据不
同制造厂家名称、元件编号、出厂日期、本体材料抗拉强度、规格型号、额定压力、内径、出厂壁厚值、使用壁厚极限推荐值、上次检测日期、上次检测使用壁厚极限值等字符，建立壁厚数据库，字符信息可采取下拉菜单形式快速选择。
步骤S105，依据标准规定，在系统模型上标识出壁厚检测区域及检测点位数量，可在检测区域选定截面上沿圆周取4点作为检测点位，检测点位确定后进行锁定并且不能再进行修改。
（2）实施测量中：
步骤S106，针对待检高压管汇元件，如果是第一次使用该系统，则在系统中找出相同外形结构的高压管汇元件，并将相关信息录入至壁厚数据库，建立档案信息。如果系统中拥有该待检高压管汇元件的检测历史信息，则直接在搜索栏输入元件编号进行查询，找出该待检高压管汇元件。
步骤S107，采用超声波检测方式，点击系统中该待检高压管汇元件壁厚检测区域某一检测点位，对该点位表面进行打磨并露出金属光泽，对表面涂抹耦合剂，将系统探头放置在该点位进行壁厚测量，系统中该点位处显示壁厚值。然后逐个点位进行测量，确保壁厚检测区域中每个点位都进行了壁厚测量。另外，宏观观察该高压管汇元件外观，在可能为最危险截面的其它部位处进行壁厚测量，并在系统中该高压管汇元件对应部位处进行标注和壁厚数据记录。
步骤S108，待所有点位都完成壁厚测量，系统中各点位壁厚值锁定不变，同时记录检测时间。
步骤S109，系统对被记录的所有壁厚值取最小值，作为该检测区域的壁厚最小值。系统比较壁厚最小值与使用壁厚极限推荐值，如果壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值，则壁厚最小值测量点位处自动生成红色标识警示，提醒检测人员对该高压管汇元件进行报废或者降级使用处理。依据壁厚测量数据分布情况，对高压管汇元件表面进行红黄蓝等颜色分级区分，形成壁厚分布云图，便于分析判断被检高压管汇元件壁厚变化分布趋势。
步骤S110，检测人员利用系统相机功能对壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值的超标部位外观进行拍照存档。
步骤S111，待全部高压管汇元件壁厚测量工作结束后，将数据传输至后台服务器。
（3）实施测量后：
步骤S112，依托本系统随时随地追溯查询本项目检测人员、检测时间等信息，确保项目严格按照质量管理体系要求执行。查看检测信息时，可在系统中依据检测人员姓名、检测时间、被检测高压管汇元件编号等关键信息搜索高压管汇元件，在触摸屏上点击各测量点位，可查看点位壁厚值、危险部位照片及壁厚分布云图。
步骤S113，壁厚测量工作结束后可自动生成壁厚测量报告。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种高压管汇元件壁厚测量系统，包括硬件和软件两部分，其中硬件部分为超声波检测仪，用于测量工件的壁厚；软件部分包括登录模块、信息存储模块、信息比对模块；登录模块系统登录设有登录账号和密码；信息存储模块用于记录模型数据和测量数据；信息比对模块用于将测量数据与模型数据对比。
2.一种利用高压管汇元件壁厚测量系统测量壁厚的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、建立壁厚数据库：绘制各类高压管汇元件模型后，将模型导入至本系统，建立壁厚数据库，记录使用壁厚极限推荐值；
（2）、选定测量区域：根据待检测工件的型号，在系统模型上标识出壁厚检测区域及检测点位数量；
（3）、测量工件：采用超声波检测方式，测量步骤2中选定区域及选定点位的壁厚值，并保存记录；
（4）、数据处理：取步骤3中测量的最小壁厚值，与系统中保存的使用壁厚极限推荐值比较；小于推荐值则产品不合格；合格产品则系统生成壁厚趋势图供参考。
3.根据权利要求2所述的一种利用高压管汇元件壁厚测量系统测量壁厚的方法，步骤2中，在壁厚检测区域选定截面上沿圆周取不少于4个点作为检测点位，检测点位确定后进行锁定并且不能再进行修改。
4.根据权利要求2所述的一种利用高压管汇元件壁厚测量系统测量壁厚的方法，其特征在于：步骤3中超声波检测前需要对待检测点位进行处理，对该点位表面进行打磨并露出金属光泽，对表面涂抹耦合剂。
5.根据权利要求2所述的一种利用高压管汇元件壁厚测量系统测量壁厚的方法，步骤4中壁厚最小值小于使用壁厚极限推荐值的部位，系统自动生成标识红色警示，提醒检测人员。
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