采访BP无损检测专家John Nyholt

John Nyholt主要负责BP在全球炼油、化工和天然气加工行业的无损检测咨询和故障排除。我们《Ins188游戏平台下载pectioneering Journal》认为花点时间聊聊他的背景、他最近面临的挑战，以及他认为未来Inspectioneering社区面临的最大挑战是什么，可能是很有价值的。我们希望你喜欢这次面试。

约翰，听一个人是如何进入检验行业的总是很有趣的。您能否向我们的读者介绍一下您的背景，以及您是如何成为一个全球性资源，在关键时刻为BP提供濒井测试方向的?

约翰·Nyholt(约)在莫莱纳谷学院获得无损检测AAS学位后，我在密苏里州圣路易斯的麦道公司(现在的波音公司)开始了我的无损检测职业生涯。1982年至1991年，我在他们的战斗机部门工作。这项工作很有趣，而且处于一个技术创新的环境中。1991年，我在印第安纳州怀廷(Whiting)炼油厂为阿莫科(Amoco, 1999年被BP收购)工作。1994年，我来到位于伊利诺斯州内珀维尔的阿莫科研究中心，担任公司的无损检测专家。我的办公室现在在德克萨斯州休斯顿的西湖综合大楼。我也有一个外地的无损检测实验室。由于过去四年英国石油公司的并购带来了更大的领域和工作量，我没有在休斯顿待太多时间。

在我目前职位的早期，我为公司使用的常规无损检测方法创建课程内容并进行内部培训，并处理出现的特殊无损检测应用。其中一些任务是艰巨的，但在我们中央工程团队中一些优秀导师的帮助下，通常都是成功的。他们中的许多人都是冶金、腐蚀、设备设计和项目管理等领域的顶尖工程师。我们一起工作很好，也愿意接深夜的电话。这极大地帮助我理解了行为、形态和损伤机制的预期位置。这种理解对于无损检测的有效开发和应用是非常重要的。

我现在几乎没有时间进行内部濒死测试培训。我目前的职责是处理更困难的、非常规的工作。我很少进行日常的濒死测试咨询，更多的是与各种濒死测试供应商和涉及特殊濒死测试应用的顾问打交道。由于许多应用涉及紧急关闭或通过设备损坏的在线无损检测(NDE)监测实现工厂的持续运行，一些工作变得引人注目。我准备在今天的采访中谈到其中的一些。

你首先想到的是什么情况?

约:这与我们的一个气体处理设施的高压，重壁反应堆喷嘴有关。16个重壁反应器(分子筛脱水器)从100 PSI循环到1200 PSI，从90F循环到700F每天3到4次。容器头是4.5英寸厚的碳钢。

喷嘴到头部焊缝和顶部、底部喷嘴及顶部的热影响区均出现了内部裂纹。有限元分析表明，裂纹/泄漏是热冲击和应力共同作用的结果。一项风险分析显示，如果其中任何一个反应堆发生灾难性故障，可能会产生巨大的连锁反应。然而，同样的研究表明，裂缝在失效前会渗漏。中央工程小组选择保持舰艇列车在服务和使用在线超声波监测作为最好的方法前进。

底部喷嘴位于头部中心。然而，顶部喷嘴和人工通道的设计偏离了中心，造成了复杂的焊缝几何形状，难以获得准确和可重复的无损检测裂纹和尺寸。与许多压力容器喷嘴一样，原始焊缝缺陷的存在使得NDE和FFS评估变得复杂。

一家提供机器人自动超声横波检测的NDE公司最初对其中一个顶部喷嘴进行了AUT检测。然而，机器人扫描仪过于复杂，无法在45到60分钟的环境温度工作窗口内安装和操作。3名机组人员(系统操作员、扫描仪技术员和助手)花了4天时间检查一个喷嘴，花费超过1万美元。在2002年9月/ 10月的第8卷/第5期中，每次检查有48个喷嘴和各种方法进行检查，AUT被认为成本过高。

我获得了研发资金，并被要求开发和亲自执行一个成功的和成本效益的无损检测测试。我设计了一个微型半自动喷嘴扫描仪，安装在喷嘴颈部和一个12英寸悬臂式扫描臂上，它控制一个编码传感器支架，从相邻的头部扫描喷嘴焊缝。所谓半自动，我指的是手动操作的两轴扫描仪，它收集相同的X和Y位置数据，并以与电动扫描仪相同的方式触发脉冲接收器。6 × 3英寸的扫描仪与一个小行李箱大小的单通道UT系统和一根15英尺长的电缆一起工作。一个2加仑的联结罐通过手动泵和针形阀控制提供自动联结饲料。该应用的主要超声探头是2.25 MHz聚焦束双45度剪切探头。首先对喷嘴或人工通道进行超声成像，然后手动进行UT，同时参考笔记本电脑上特定喷嘴或人工通道的当前和以前的UT图像。该测试的一个关键因素是其区分原始制造缺陷服务诱导裂纹的能力。手动ID蠕动波探头有助于识别与ID连接的适应症;聚焦横波探针有助于研究裂纹形态(形状)，并验证与原始焊缝缺陷的联系。

有了这项新技术，一个德克萨斯大学的工作人员(和一名当地工人)可以在10个12小时的工作日内检查48个喷嘴和通道。用电子表格报告每个喷嘴和人道的缺陷类型、大小和位置花费了额外的两天时间。在一切正常的情况下，检查喷嘴或人工通道的平均时间为1小时，使所有工作都能在环境温度时间窗口内完成。该系统的低复杂性也避免了停机时间，这通常是全自动扫描仪和耦合器馈电系统所经历的。UT系统的费用:3万美元。

我们现在每半年监测一次这些反应堆。

John，总的来说，你觉得喷嘴焊接检查的可靠性如何，以发现现场的缺陷，即从市场上的大多数服务提供商?

约:在我们刚刚讨论的案例中，我们尝试了本地和国外可用的手动和自动UT供应商。我不是很满意。然而，这并不是无损检测操作者的过错。喷嘴焊缝的几何形状，只有一侧的入口，和不相关的指示，使这种类型的检查困难。

在竞争激烈的市场中，由于培训、认证和资格考试是无损检测服务公司的主要间接成本负担，典型的超声横波检验员没有接受过多的专门培训。流水喷嘴检查只是现在才被例行实施。然而，该行业的超声波横波培训和资质认证项目仍在碳素钢对接焊缝上进行，很难找到合格的UT操作员。培养无损检测技术人员的最低标准已经并将继续迫使无损检测服务的最终用户用API UT承包商资格考试等项目来补充培训和实践资格考试。我希望在不久的将来看到其他濒死测试方法的类似程序。

你认为我们目前面临的最大挑战是什么?

约:同样，首要的问题是找到有资格做这项工作的无损检测技术人员。行业认证项目，如ASNT，设定了最低的培训要求，并不能保证质量和专业水平(根据他们自己的文章和其他行业出版物)，现在很难找到。

我们作为所有者用户要负部分责任(即想要便宜的服务)。直接和间接检查成本(无损检验人员/设备和设备停机时间)都会影响我们的利润。当我们要求更快更便宜的检测时，无损检测服务公司就会满足我们的要求。

这个公式的一个牺牲品是入门级的无损检测技术员。竞争压力和高流动率导致这个人起薪低，投入少。起薪、加薪、培训费用和设备资本投资都必须保持在较低水平，以压低费用和设备费率。随后，技术人员流动率很高，投资技术人员的未来或新技术可能是不可接受的风险。值得赞扬的是，一些濒死体验公司试图以更高的标准支付薪酬和约束员工，但许多公司很快发现自己处于竞争劣势。对于入门级的无损检测技术人员，我们发现越来越少的人选择将无损检测作为职业选择，这使得想要成为世界级的无损检测公司很难找到合适的人才。

有价值的见解，我们的行业已经挣扎了很长一段时间。我希望我们能够尽快建立质量的案例。随着工厂设备的老化，这一点变得越来越重要。

回的例子。还有什么想分享的吗?

约:我想，检查厚壁加氢处理器可能是有趣的。我们检查了12个重壁反应堆中的3个，以满足制造商日本钢铁公司(JSW)推荐的20年检查要求。我们选择对运行条件最恶劣、潜在风险最高的反应堆100%执行JSW的检查建议，并对两个姊妹反应堆进行有限的内部检查。

这些厚壁反应堆在12英寸厚的碳钢基金属上有100%奥氏体(宽带亚弧)焊接覆盖层(WOL)。最初的检查计划要求对附件焊缝、容器焊缝和任何有脱粘嫌疑的WOL区域的所有WOL进行液体染料渗透检查。在血管外径处用零度超声检查来检测脱粘。所有船壳焊缝和船首到壳体焊缝都要进行100% AUT横波检验。喷嘴焊缝100%手工UT横波检测。

总的来说，检查计划是一个很好的计划，但是它扩大了机组的停机时间，执行起来相当昂贵。濒死检验公司准备做他们来做的事情，但是他们通常不认为他们有责任推荐更好的检查替代方案。向管理层提出这种建议通常需要内部咨询。由于大量的濒死测试都是在外径上进行的，因此内径和外径的脚手架成本预计将达到75万美元。如果可以在已经搭建好的血管ID上执行濒死测试技术，就可以节省大量的时间和成本。

• 染料渗透检验WOL有一层极其坚硬的0.009英寸厚的碳酸铁沉积物，只能通过喷砂去除。然而，喷砂产生的残留沙子可能会损坏每个反应堆底部的大型泵，并将使停堆时间延长两天。相敏表面涡流测试(PS-ET)被推荐作为一种替代的表面测试方法。然而，表面粗糙度和材料渗透性的变化是一个问题。我们选择了一种双通道手持式涡流仪器，该仪器能够通过频率混合“混合”出材料的渗透率变化，证明它能够在不喷砂的情况下检测裂缝。建造了一个容器壁的模型并用于鉴定。ET结果是即时的，进一步减少了设备的检查停机时间。6名ET技术人员在1-1/2的工作班次中完成了所有三艘船的内部检查。未检测到相关症状。
  
• WOL涂层剥落:如果从船体外径进行零度超声检查，则需要大量的外部脚手架。UT技术人员还需要从超过12英寸的金属声道中区分0.375英寸的WOL。检查血管内径表面的WOL充分传输超声的能力。如果超声波连接测试可以直接在WOL上进行，那么技术人员可以更容易地通过12英寸的后壁声道解决0.375英寸深的断开指示。超声UT检查从内部进行，没有检测到相关的适应症。
  
• 反应堆的UT-SW焊缝:考虑使用UT技术从内径到WOL检测焊缝，但是没有时间开发和验证这种测试(如果可以验证的话)。为船舶外径的AUT和手动UT安装了有限数量的脚手架。此外，值得注意的是，供应商对容器喷嘴执行了手动UT，因为他们没有为其配置提供AUT。如前所述，应对喷嘴进行超声成像，以便检测、区分原始缺陷和使用缺陷。

表面涡流测试还发现了定位冲刷外壳焊缝的另一种应用。焊冠最初磨得很光滑，在视觉上不明显。酸蚀刻通常用于通过熔合区检测焊缝，然而手持涡流仪与交叉轴线圈可以很容易地通过扫描壳体上的垂直线和检测焊件处材料电导率的局部变化来检测这些焊缝。

我听说在德克萨斯州墨西哥湾沿岸的BP炼油厂的一些不锈钢管道中有外部氯化SCC，而你想出了一个找到它的好办法。似乎有很多管道破裂，可能在任何地方，导致装置关闭，炼油厂每停机一天都要花很多钱。我还知道管道是绝缘的。你能告诉我们问题，应用，挑战，选择的濒死体验，物流和结果吗?

约:这是一个很好的例子。也许你们的许多读者已经听说过它，因为它可能是我们行业历史上最大的表面检查项目。

该炼油厂位于海岸，经历了许多氯和含水进入硅酸钙绝缘的五个操作装置，主要是奥氏体不锈钢管。这就导致了不锈钢管版下保温层的腐蚀，即氯化物应力腐蚀开裂。

其中一个装置上的一个小直径管道出现嘶嘶声泄漏，最初被认为是蒸汽伴发造成的蒸汽泄漏。然而，一名机警的操作员注意到，漏油的颜色不对。该地区被拆除绝缘，并进行目视检查，以在蒸汽泄漏的附近的管道中发现一个小的氢气泄漏。该管道被关闭，并拆除了部分管道进行分析。即使在显微镜下放大的泄漏区域证实了裂缝的存在，但可见的染料渗透剂和超声横波都不能发现它。

这时我就被叫去了。我记得有一次我和我的两个儿子在科罗拉多开雪地摩托，我惊讶地发现我的手机在高山上还能接电话。我的假期突然结束了，因为我被要求第二天早上赶到精炼厂。

当我到达时，他们向我展示了样品，并要求我提供一种适当的检测技术，用于检测和确定氯应力腐蚀裂缝的大小。工厂检验部门用视觉染料渗透剂对各种管道回路进行了现场检查，发现许多迹象大到足以用这种方法检测出来。很快，很明显，数英里长的不锈钢管要么必须更换，要么必须通过检查和维修来保存。由于这些类型的管道、配件和阀门都不是现成的，因此需要进行大规模的检查、研磨和维修工作。这份工作持续了4个月。

我的验收标准是“没有任何大小和深度的裂缝”。如你所料，这给濒死体验技术和工作人员带来了巨大的压力。划痕看起来像裂缝，对吧?考虑到标准和工作范围，选择相敏涡流检测作为主要检测方法，因为染料渗透检测是劳动密集型的，需要表面抛光，以发现小的，紧密的裂纹。使用45度全v路径的超声横波测试看起来是可行的，但是非常小的裂纹只能在仪器显示的基线噪声中看到，对于一些应力取向裂纹完全丢失。

下一步是尽可能多地寻找二级涡流技术人员。这是很困难的，因为当时是油管季节，而在美国只有大约60名二级技术人员。我们最初发现了大约12个，其中有一系列的仪器、探头、电缆和探头适配器。在测试的第二天，许多这些独特的设备开始出现故障，这使得75美元/小时的维修人员只能呆在拖车里等待修理，是的，我们不得不在整个项目期间雇佣一个全职的探头和电缆维修人员。

正在进行的研发努力试图改善这种状况。我们尝试了许多手持仪器和探头设计，最终选择了单一的仪器、探头和电缆，并为每个技术人员设置配置。随着设备费用和租金的增加，以及一些服务提供商拒绝购买标准化设备，我们有理由自己购买18台仪器，并培训每个技术人员如何使用它们。更多的ET技术人员加入了这个项目，直到我们达到了来自12家公司的56名技术人员的峰值，他们每天工作12小时。两辆大型工作拖车被运来安置技术人员和设备。我们有来自石化、核能、飞机和军队的ET技术人员。有些人来自加拿大、南美洲和欧洲。有些人看了一眼工厂，看到了工作所带来的身心压力，就立即离开了工厂。

正如所有单元检验员应该做的那样，BP检验部开始用抛光、染料渗透剂和100X袖珍放大镜对ET结果进行验证(10%)。他们发现了许多遗漏的裂缝，而外星人发现的许多迹象都是错误的。进一步调查发现了几个错误来源:

• 奥氏体不锈钢的渗透性范围很广。
• 管子的许多部分是完全铁磁性的，
• 存在氧化铁矿床
• 管道表面天然赤铁矿(碳酸铁)层呈弱铁磁性。
• 裂纹往往开始于氧化层的一个轻微的缺口，并从这一点扩散到地下。这使得涡流测试变得复杂，因为地下指示具有独特的相移，可能被误解为渗透率指示。

外星人的技术人员被要求圈出任何迹象，我们使用了一个特殊的外星人小组来buff这个区域并再次查看。最终，我们要求对所有表面进行100%的挡板轮抛光处理，尽管渗透率和表面异常仍然存在。数据验证人员继续在用铅笔大小的探针扫描数英里长的管道时发现遗漏的裂缝。这些领域的每一个都必须重新测试，一些技术人员必须“淘汰”工作。工厂管理人员评论说，这些检查的成本和时间使他们有理由只订购和更换所有的管道。很明显，这是我在木桶里的时间。

这种斗争持续了数周，直到我们最终决定在这些仪器上使用双通道频率混合功能。新的探头设计也在改进中。我们成功地消除了许多导致错误诱导的渗透率和地表异常。我们还能够一起停止管道抛光表面准备，并在剥离条件下测试管道。圈出的标志数量减少，每一个都被证明是裂缝。遗漏的裂缝似乎被消除了。最终的探头设计在项目结束前一周交付，其尺寸相当于一张信用卡，每个管道直径的轮廓线，活动线圈面积接近半英寸(是之前表面测试探头直径的5倍)。到最后一次检查作业单元时，我们能够在2天半内检查5000英尺长的管道。

最后一个挑战是现实世界创新和在巨大压力下表现的一个很好的例子。我想“需要是发明之母”这句话还是对的。此外，要使项目取得成功，必须进行大量的协调工作。感谢约翰今天花时间与我们分享他的一些知识和经验。我相信我们的读者会发现他的见解既实际又有价值，我们期待着在不久的将来再次收到他的来信。