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大型立式储罐在线声发射检测与安全性评估(二)

时间: 2024-06-05 17:52:18 |   作者: 方形焊接水箱系列

  通过对模拟立式储罐泄漏、腐蚀坑的声发射检测试验可知,罐底泄漏和液位变化的情况下腐蚀坑确实可以产生大量的声发射信号,并可形成声发射定位源集团。用来评价泄漏和腐蚀坑严重程度的声发射信号,以泄漏和腐蚀坑变形中产生的声发射定位源信号为主。声发射信号特征参量主要有:幅度、计数、能量、维持的时间和上升时间。分析声源信号的特征参量的取值范围及变化趋势,可以为常压立式储罐声发射在线检测技术的应用提供相关依据,对现场立式储罐声发射检测中仪器参数设置及数据分析具有一定的指导作用。模拟立式储罐泄漏、腐蚀底板的声发射检测定位图见图3.

  模拟储罐在空罐和注水后,参数中声速设置是不同的。因为声源所发出的应力波在罐中传播途径很复杂,这就决定了储罐中有无介质以及介质的种类,甚至介质的液位高度都影响了声速的设置。而声速又是个十分重要的参量,故而在实际检验测试中应根据现场标定的情况,在满足定位精度的情况下设置合适的声速值。

  对储罐的检测需要在罐内介质的液面处于相对静止的情况下才能进行。在试验中能够准确的看出,刚注完水的过程中检测,由于液位还有波动,所以检测到的定位点较多且分散,对这一些数据的分析和评价相当困难。故而在实际检验测试中,需要罐内介质的液面处于相对静止的情况下才能进行。

  在各检测的时间段中均出现了几个幅度较高的定位信号,这些信号有着共同的特征,表现在幅度、计数、能量、维持的时间及上升时间这几个特征参量均较大。

  通过对所有定位信号数据的进一步分析,能够准确的看出,参与形成高幅度信号的每个传感器所接收到的声发射信号特征参量均表现较高,尤其在幅度、能量、维持的时间几个参量上更是如此。可以认为这些高幅度信号是由底板的腐蚀坑引起的。

  根据常压储罐的结构、容积、储存介质、介质温度,制定不同的声发射检验测试方案。罐侧壁距底板上方500~1000mm处沿周向均布声发射传感器,放置点间隔6~12m,最大不超过15m,对于非常温储罐应用波导杆,每个放置点150mm直径范围内打磨光滑露出金属光泽。

  声发射检测前,将储罐液位升高到。印%~80%最高液位,静置4~24小时。声发射检测采集数据前,首先检测背景噪音情况,尽可能的避免或屏蔽大的电磁干扰信号及机械噪音。如泵、压缩机等需停止运转,关闭蒸汽阀门以及减少人员走动等。根据背景噪音情况,设置适当的门槛电平。

  标定和设置声发射仪器参数。根据储存介质的不同,如原油、催化重整料及重柴油、溶剂及轻质油,声发射检测设置的声速及门槛不同,这要根据试验确定。设置合适的声速及门槛,对检测结果的准确性具备极其重大意义。不一样的规格(容积或直径不同)的立式储罐,其定位标定方法不同。试验表明,对于传感器问距小于7m的声发射检测系统各阵列,可选用仪器本身“AST”功能与铅笔芯折断和人工模拟源办法来进行定位标定,且可获得定位准确的标定结果;对于传感器问距大于7m的声发射检测系统各阵列,只能选用仪器本身“AST”功能与人工模拟源办法来进行标定,标定结果相对于铅芯折断重复性差,但定位精度能够很好的满足工程检验测试要求。

  4.2立式储油罐的在线余台储罐现场在线声发射检测和部分储罐的开罐验证,积累了大量的试验数据,为制定和完善常压立式储罐声发射检测的新方法及评价标准提供了可靠的依据。

  对于非常温(60—150℃)的常压储罐,由于声发射传感器在较高温度下没办法使用,因此,需设计特制的波导杆以解决声传播问题。对一些储存原油、催化原料、燃料油等有较高温度的储罐,采用特制的波导杆,能获得满意的检测结果。

  压力容器的声发射检测是在设备受压时进行的,而常压储罐不能给储罐加压,因此只能利用储罐介质本身的高液位,声发射检测时液位达到60%-80%最高液位为宜,检测23小时。有条件的线个液位进行仔细的检测,这样会得到更满意的结果。

  (3)立式储罐声发射检测和开罐验证所示,在线声发射检验测试发现了一些集中定位源,经开罐验证,罐底发现了局部腐蚀及焊接外观缺陷,而出现的规则集中定位源在开罐验证时,未发现腐蚀存在,而是由于罐底加热管路通蒸汽引起,对于这种声源在评级时应予剔除,或在检测时设法排除。

  对常压立式储罐而言,液位恒定时的检验测试的数据应作为重点分析对象,增加或减少液位时的检验测试的数据作为参考。在各液位检测定位图上定位点代表着声发射源的位置,其密集的程度与罐底板的腐蚀(泄漏)情况有关。这样做才能够设置一些范围的Cluster(集中源)对定位点进行区域划分,并且认为作为一有效声源应不少于5个事件。对于碳钢储罐,当容积在5000—10000m3范围时,推荐Cluster范围为2mX2m,其它范围可根据现场试验和试验研究结果确定。将声源级别(性质)划分为五档:工级:罐底不存在腐蚀、泄漏迹象;Ⅱ级:罐底存在不确定的腐蚀迹象;m级:罐底存在可能的腐蚀迹象;IV级:罐底存在比较大的腐蚀迹象;V级:罐底存在严重的腐蚀迹象。

  (2)储罐罐底声源活动度的划分工级:无声发射活动;Ⅱ级:轻微声发射活动;Ⅲ级:有一定的声发射活动;IV级:较多的声发射活动;V级:严重的声发射活动。

  声发射活动度主要表示金属壳体受腐蚀后随载荷的变形引起的声源活动性,其级别分别表示整体腐蚀状态:工级——很好;Ⅱ级——较好(轻微腐蚀);m级——一般(一定腐蚀);Ⅳ级——较差(腐蚀明显);v级——很差(腐蚀严重)。

  对罐底声发射信号的活动性进行整体分析,即根据检测到的声发射数据和储罐有关参数,按照定位信号表现出的幅度、能量、计数等并考虑孤立的高幅度高能量事件,综合对罐底整体的声发射活动性进行判断。

  在声发射在线检测的基础上,对罐底的整体腐蚀状态做出实时初步判断,结合罐壁或罐顶的局部超声波测厚结果,最终可以对储罐的完整性做出综合的安全性评估。

  声发射在线监测立式储罐的技术是制定维修计划的一个重要内容,它不能代替内部检验和维修,仅能根据声发射的活动程度更有效地列出一个检修计划。但是,声发射在线检测立式储罐的优点也是很明显的,它能够在一定程度上帮助管理者确定储罐要不要维修,确定所要维修储罐的优先权,优化维修资源,适合于风险检验计划。

  通过试验室模拟立式储罐底板泄漏与腐蚀声发射检测试验研究和现场常压立式金属储罐的在线声发射检测,积累了试验数据,为我国大型立式金属储罐的在线声发射检测技术的推广应用提供了可靠的依据。

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