接箍是油田钻井工具的一种，主要用于钻杆或者油管之间的连接，接箍结构是：钻杆端头与接箍体内壁以锥形螺纹方式连接，具有缓解单一锥螺纹而产生螺纹根部应力集中的特点，不易产生疲惫断裂，连接效果好，从一定程度上有效防止了管柱断脱事故发生，但是在长期重复使用钻杆中，若接箍表面存在微裂纹，经过十几年或几十年的使用容易产生应力腐蚀裂纹，接箍断裂的情况也时有发生，给生产和安全带来了很大的威胁，为了保证不让钻杆带伤作业，所以对钻杆很有必要做全面的检测。接箍的主要材质有J55，N80，P110钢级以及抗硫化氢腐蚀的C90和T95等钢级，国内常用J55钢（国内钢号37Mn5），具有较好的导磁性，所以应用磁粉检测比较适宜。本文主要在接箍内螺纹这个部位以5.5”（图一）的做荧光磁粉检测做全面的介绍。
图一：钻杆接箍内螺纹实物图
1.检测需要的设备
首先应根据以下因素选择合适的磁化方法：1、工件的尺寸大小；2、工件的外形结构；3、工件的表面状态；4、施加磁场的大小和对工件使用情况和后续加工的影响；5、根据工件过去断裂的情况、缺陷的延伸方向和缺陷的位置、大小和形状，工件磁化时，当磁场方向与缺陷延伸方向垂直时，缺陷处的漏磁场最大，检测灵敏度最高。其次，选择合适的检测灵敏度，我们这次选择的灵敏度试片为C型15/50。
我们选择的是线圈纵向磁化法，主要设备有CEX-1000型磁力探伤机，黑光灯型号CT-100的灯1盏，荧光磁悬液喷壶1个，平面镜1把。
2.磁粉及磁悬液的配置
2.1磁粉的特性
磁粉探伤是靠磁粉聚集在漏磁场处形成磁痕显示缺陷的，磁痕显示程度不仅与缺陷性质、磁化方法、磁化规范、磁粉施加的方式、工件表面状态和检测照明环境等因素有关，而且还与磁粉本身的特性有关，如磁特性、粒度、形状、流动性、密度和识别度等有关，对于与我们这次试用的荧光磁粉，还包括磁粉与荧光染料包覆层的剥离度，因此选择性能好的磁粉同样很重要，我们选用LY-20复合荧光磁粉。
2.2磁悬液的配置
用煤油作为载液，先加入10ml油放入容器内，然后再加入约1.5克全部荧光磁粉配制好后进行搅拌，成均匀糊状。随后取一个500ml容器把磁悬液放入，再加半升煤油进行稀释后倒入喷壶中，注意喷壶和测定容器要干净，否则容易造成磁悬液的污染。
2.3磁悬液浓度测定
磁悬液浓度是指每升液体中所含磁粉的克数（g/L）或者每100ml磁悬液沉淀出磁粉的体积（ml/100ml），前者称为磁悬液配置浓度，后者称为沉淀浓度[1]。磁悬液浓度对检测灵敏度的好坏有很大的影响，浓度不同，其检验的灵敏度也不相同。浓度低了，影响漏磁场对磁粉的吸附量，磁痕不清晰会使缺陷漏检；浓度高，会在工件表面滞留好多磁粉，容易引起过度背景，掩盖相关显示。磁悬液浓度的选用应参考磁粉的种类、粒度和受检工件表面的状态诸多因素。一般采用磁悬液的浓度为1～2克/升，根据现场检测的需要，我们现配置的是1.5克/升。
3.现场检测的条件
荧光磁粉检测时，暗区或暗室的环境光照度应不大于20lx（ST80C型照度计进行测量），检测工件表面应进行清洁处理，由于螺纹上沾有有丝扣油，所以一般采用柴油清洗比较方便，不得有油脂、污垢、锈蚀、氧化皮等妨碍磁粉粘附的物质，检测工件表面粗糙度一般不得大于Ra6.3μm。
4.磁化
检测方法采用连续法，磁场方向为纵向，把灵敏度试片C15/50放在检测的内表面上没有内螺纹的位置上，然后把灵敏度试片用透明胶带粘贴在工件表面要完全密合，试片的无槽面朝外，胶子不要盖住纵线槽部背面显示的背面。注意：应将标准试片上的油污清洗干净，为保证测试效果，应在两端及中间部位各放置一个试片，然后用胶带纸粘紧试片边缘，注意不能覆盖对面有人工缺陷的部位，然后按照正常程序检测，若试片上的人工缺陷能够被清晰显示，说明磁化规范选择正确，这样即可进行正常探伤操作。
按压喷壶的气管，使喷壶的内部压力提升，直到能够喷出雾状磁悬液，此时，可以把检测线圈放在接箍上，来回移动，可以倾斜一定的角度，同时喷洒磁悬液，直到灵敏度试片能够清晰的显示出背面的图案，通电时间为1s～3s，为保证磁化效果，应至少反复磁化两次以上。磁悬液的喷洒至关重要，必须在有效磁化场范围内始终保持润湿状态，以利于缺陷磁痕的形成，尤其对有埋藏深度的裂纹，由于磁悬液的喷洒不当，会使已经形成的缺陷磁痕被磁悬液冲刷掉，造成缺陷漏检。
5.观察
5.1照明装置
黑光灯它由石英内管和外壳组成，内管的两端各有一个主电极，管内装有水银和氩气，在主电极的旁边装有一个引燃用的辅助电极，其引出处串联一个限流电阻，外面有一个玻璃外壳，起保护石英内管和聚光的作用。这种灯一般用电感性镇流器稳流，镇流器通过对灯的两端电压自动调节，使灯泡的放电电弧稳定。接通电源后，水银并不立刻产生电弧，而是由辅助电极和一个主电极之间发生辉光放电，这时石英管内温度升高，水银逐渐气化，等到管内产生足够的水银蒸汽时，方才发生主电极间的水银弧光放电，产生紫外线。这个过程大约需要5min，山于产生紫外线，石英内管水银蒸汽可达到4～5个大气压，所以这种紫外灯又叫高压水银灯。
5.2黑光灯使用的注意事项主要有：
1）黑光灯刚点燃，输出达不到最大值，所以检验工作应等5min以后再进行；
2）要尽量减少灯的开关次数，频繁启动会缩短灯的寿命；
3）黑光灯使用后，辐射能量下降，所以应定期测量黑光辐照度；
4）电源电压波动对黑光灯影响很大，电压低，灯可能启动不了，或使点燃的灯熄灭；当使用的电压超过灯的额定电压时，对灯的使用寿命又影响很大，所以必要时应装稳压电源，以保持电源电压稳定；
5）滤光片上有脏污，应及时清除，因为会影响黑光的发出；
6）避免将磁悬液飞溅黑光灯泡上，使灯泡炸裂；
7）不要将黑光灯直对着人的眼睛照；
8）滤光片如果有裂纹，应及时更新，因为会使可见光和中、短波紫外光通过；
9）紫外线的波长范围为320～400nm，中心波长为365nm，人眼对该范围内的辐射变得很灵敏，几乎比亮光下的灵敏度高出30倍[1]；
10）由于缺陷一般在螺纹的根部，所以荧光灯在使用的时候，必须要保证能照射到螺纹的根部，且位置有利于观察反射的应该。
5.3磁痕的辨析
磁痕的辨析在整个荧光磁粉探伤中，起着非常重要的作用，也是衡量一个探伤工经验水平的一个很重要的指标。磁痕分析的意义主要有：a、确认相关显示，避免误判，作为工件质量的判定依据；b、为产品设计和工艺改进提供可靠信息；c、在用设备发现危险缺陷，及时预防避免事故发生。
5.3.1伪显示：由非漏磁场形成的磁痕显示。
典型伪显示及成因：a、工件表面凹陷、沟槽等滞留磁粉形成的显示；b、工件表面油污、脏物等滞留磁粉形成的显示；c、磁悬液浓度过大或施加不当造成背景过度而形成的显示；d、磁悬液中的纤维线头沾附在工件表面所形成的显示；一般伪显示磁粉堆积松散，清洗后不再出现。
5.3.2.非相关显示：由工件截面变化、材料磁导率差异等非缺陷因素产生的漏磁场所形成的磁痕显示。
非相关显示形成有关的因素：1、磁极及电极附近；2、工件外形结构突变（如内螺纹的头部及根部）；3、两种材料交界处；4、工件外形结构突变（如内键槽）；5、磁化电流过大；6、局部冷作硬化；7、磁写；8、金相组织不均匀。一般磁痕显示较为松散。
5.3.3相关显示：由缺陷产生的漏磁场所形成的磁痕显示。相关显示主要是裂纹有可能是先天性的，有可能也是后来在使用过程中产生的裂纹。石油专用钻具接箍螺纹表面及近表面裂纹产生的主要原因是，钻具长期运转，受拉力和扭力影响，产生应力集中，出现疲劳裂纹，另外，井队操作和使用不当也会造成螺纹部位受力，材质有应变，出现裂纹。石油专用钻具接箍螺纹处是受力集中部位，疲劳裂纹常发生在螺纹根部，螺纹的长度为110mm，最易发生在第9～13螺牙之间，呈锯齿形。裂纹越长，深度越深；裂纹越短，深度越浅，荧光磁粉无论衬底是什么颜色，荧光磁粉在紫外灯的照射下，发出鲜亮的黄绿色荧光，人的眼睛对各种颜色的光感知程度不同，对黄绿光最敏感，在黑暗处黄绿光最易被发现，缺陷及易观察和辨识。
5.4平面镜的使用
使用平面镜成像的观察技术，简单实用，很适于已安装就绪、无法翻转移位、检测人员又不能接近的钻杆背面、侧面和端头内表面观察。眼睛或者观察器物镜光心向被检管表面区两侧引出两条直线的夹角，称为视角，视角范围内视线涉及的区域则是视野，在视距给定时，视角与视野互成正比，为了一次观察到较大的表面面积，提过检测速度，显然易用较大的视野进行观察，但视野的增大，必使视野里给定尺寸的缺陷所占比例减少，形象不够突出；为了有助于微细的缺陷检出，则宜采用较小的视野观察，但由此将会降低检测速度；实际在检测观察时，为了兼顾上述两者，一般采取20°～40°的视角[2]。通常情况下，则借助于被检管不动、眼睛沿管外圆、内圆和轴向位移，平面镜固定、被检管做螺旋送进，或者平面镜轴向送进，管做旋转等方式扫视，而扫线的间距应不大于视野边长的75%，扫视的线速度以每秒不大于100mm为宜。
6.当出下列情况之一时，应进行复验
a、检测结束时用灵敏度试片检测灵敏度不符合要求；
b、发现检测过程中操作方法有误或技术条件改变时；
c、合同各方有争议或认为有必要时；
d、打磨后的缺陷部位。
7.总结
荧光磁粉在检测石油钻杆接箍内螺纹的运用中，从设备的选用、磁悬液的配置、内螺纹的磁化以及观察，每个环节都应该严格按照标准或者检测工艺规程来做，只有每个环节都做好了，检测结果才会更加可靠，避免误判，造成不必要的损失，这种损失可能是因为漏检而造成钻具螺纹在井下发生断裂，还有可能是因为不是缺陷而误认为是缺陷造成不必要的浪费，所以在检测时一定本着负责和严谨的态度去做。
参考文献：
[1]全国锅炉压力容器无损检测人员资格考核委员会组织编写.磁粉探伤[M].武汉：中国锅炉压力容器安全杂志社，1999年：73，58。
[2]李家伟陈积懋主编.无损检测手册[M].北京：机械工业出版
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