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      聲發(fā)射技術(shù)在覆土油罐檢測中的應(yīng)用

      2012-10-23 05:39:16劉麗川楊繼平常向東
      無損檢測 2012年1期
      關(guān)鍵詞:油罐覆土靜壓

      方 偉,劉麗川,楊繼平,常向東

      (后勤工程學院 軍事供油工程系,重慶 401311)

      覆土油罐大多數(shù)用于長期儲油,不具備定期開罐檢測的基本條件,因此難以及時發(fā)現(xiàn)罐底腐蝕、變形等缺陷,影響油庫安全。

      聲發(fā)射技術(shù)是一種動態(tài)無損檢測技術(shù)[1-2]。這一特點決定了聲發(fā)射技術(shù)具有實時、在線的特性。同時,聲發(fā)射檢測技術(shù)是一種整體檢測技術(shù)。通過布置聲發(fā)射信號采集裝置和一定數(shù)量的傳感器,就可獲得被檢對象中聲發(fā)射源在檢測過程中的活動信息,并可大致地確定聲發(fā)射源的位置。這為實際檢測和評價工作帶來了極大的方便,已經(jīng)有很多常壓儲罐聲發(fā)射檢測的應(yīng)用實例。

      1 儲罐基本情況

      某庫5臺油罐建造在覆土的罐室里,從1967年12月開始投入使用,運行時間長達40多年,盛裝汽油,儲罐容積為3000m3,直徑19.180m,結(jié)構(gòu)形式都為立式鋼質(zhì)準球頂罐,最高液位9.500m,罐底中幅板板厚4mm,罐底邊緣板厚5mm。其構(gòu)造示意如圖1所示。

      圖1 覆土油罐構(gòu)造

      2 聲發(fā)射檢測設(shè)備及參數(shù)設(shè)置

      檢測儀器:多通道聲發(fā)射采集系統(tǒng);傳感器型號:SR40M;線纜:信號傳播衰減損失<1dB/30m,長度不超過150m。采樣頻率:2MHz;門檻:30 dB;濾波頻率:25~300kHz。

      3 聲發(fā)射試驗

      按照JB/T 10764—2007《常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價方法》、GB/T 18182—2000《金屬壓力容器聲發(fā)射檢測及結(jié)果評價方法》[3-4]規(guī)定的程序進行。

      3.1 傳感器的布置

      分別在1~5號罐距底部邊緣板上方200mm處沿周向均布5個傳感器,如圖2所示。

      圖2 儲罐傳感器布置圖

      3.2 傳感器標定與罐壁衰減測定

      用鉛筆對傳感器進行斷鉛標定。在罐壁環(huán)向進行衰減測定,從1號傳感器的位置沿罐壁畫出一條線,在傳感器附近及這條線上分別距傳感器0.03,0.5,1,1.5,2,3,4,6,9,12,15m 處斷鉛,每一點斷鉛5次,記錄五次的幅值并計算平均值,所得結(jié)果如圖3所示。

      3.3 確定加載過程

      進液增高1~3號儲罐液位,加載曲線如圖4所示,縱坐標表示液位水平,以9500mm為100%,橫坐標單位為min。

      圖3 壁板環(huán)向衰減圖

      3.4 數(shù)據(jù)采集

      試驗時周圍環(huán)境無強干擾源,罐室溫度14~16℃,濕度60%~74%。進行靜壓狀態(tài)和加載狀態(tài)下的數(shù)據(jù)采集。在采集過程中,僅發(fā)現(xiàn)2號儲罐在靜壓檢測過程中出現(xiàn)聲源定位事件,其二維、三維定位圖如圖5所示,圓周上數(shù)字12~16分別表示1~5號傳感器位置。

      對1~3號儲罐進行加載,同時采集數(shù)據(jù)。由于試驗條件所限,升壓試驗過程中穩(wěn)定時間太短,流體的擾動噪聲會形成定位事件,排除人為因素干擾和噪聲后,得到的聲源的二維及三維定位圖如圖6和圖7所示。

      1號罐在檢測中,聲源信號較少,在3個升壓過程中均出現(xiàn)定位事件,其中第三次升壓過程中定位事件較多。2號罐聲源信號較多,且3個升壓過程均有定位事件。在罐外出現(xiàn)的聲源信號,經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)是由于罐室潮濕,水滴從罐室頂?shù)温渌?,滴水的位置與定位事件位置一致。3號罐在升壓過程中,出現(xiàn)的聲源信號集中在罐底板中心附近。

      4 數(shù)據(jù)分析

      4.1 靜壓數(shù)據(jù)分析

      1~5號儲罐各獨立通道有效檢測時間內(nèi)每小時出現(xiàn)的撞擊數(shù)及撞擊事件能量分布見表1。

      表1 靜壓狀態(tài)下儲罐各獨立通道每小時出現(xiàn)的撞擊數(shù)及撞擊事件能量分布

      數(shù)據(jù)表明,覆土油罐在靜壓狀態(tài)下產(chǎn)生的聲信號能量主要分布在30~50dB內(nèi),且儲罐底板的聲發(fā)射源活度存在差異。

      4.2 升壓數(shù)據(jù)分析

      根 據(jù) JB/T 10764—2007 和 GB/T 18182—2000標準,對同一個檢測儲罐同時采用兩種分析方法。

      4.2.1 罐底板聲發(fā)射源時差定位分析

      以不大于直徑10%的長度劃定出圓形評定區(qū)域,見圖6和圖7,對評定區(qū)域內(nèi)所有有效定位集團(去除罐室水滴的影響)進行局部放大分析并計算每小時出現(xiàn)的定位事件數(shù),計算得出:1號罐事件數(shù)為1,2號罐事件數(shù)為17,3號罐事件數(shù)為14。

      表2 升壓狀態(tài)下儲罐各獨立通道每小時出現(xiàn)的撞擊數(shù)及撞擊事件能量分布

      4.2.2 罐底板聲發(fā)射源區(qū)域定位分析

      計算出各獨立通道有效檢測時間內(nèi)每小時出現(xiàn)的撞擊數(shù)及撞擊事件能量分布見表2。

      4.3 檢測結(jié)果

      經(jīng)聲發(fā)射檢測和數(shù)據(jù)處理分析后,可初步判定1號罐底板狀態(tài)較好,2號罐底板可能存在較多局部腐蝕坑,3號罐底板中心附近可能存在腐蝕坑。建議儲罐維修先后順序為2號、3號、4號、5號、1號。

      5 結(jié)論

      (1)覆土油罐大多數(shù)不具備定期開罐檢測的條件,聲發(fā)射技術(shù)作為一種動態(tài)無損檢測技術(shù),可以在儲罐運行的條件下進行,能夠?qū)Ω餐劣凸薰薜椎母g狀態(tài)做出判斷。

      (2)檢測的覆土油罐聲信號的能量主要分布在30~50dB范圍內(nèi),且靜壓檢測的結(jié)果與升壓檢測的結(jié)果大致相同,說明靜壓檢測也能夠反映出覆土油罐底板的活度。

      (3)根據(jù)聲發(fā)射源的活動程度可以制定出合理的檢修計劃,確定所要維修儲罐的優(yōu)先權(quán),優(yōu)化維修資源,避免對好罐做不必要的開罐檢修。

      (4)儲罐罐室的環(huán)境情況(如潮濕滴水、人員進出等)對聲發(fā)射檢測會造成干擾,形成偽定位。

      [1]叢蕊,戴光,張穎,等.立式油罐底板腐蝕的聲發(fā)射在線檢測技術(shù)及應(yīng)用[J].化工機械,2008,35(1):43-45.

      [2]閆河.常壓儲罐底板特性的聲發(fā)射檢測[J].壓力容器,2008,25(2):53-57.

      [3]JB/T 10764—2007 常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價方法[S].

      [4]GB/T 18182—2000 金屬壓力容器聲發(fā)射檢測及結(jié)果評價方法[s].

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