3模擬立式儲罐罐底泄漏、腐蝕試驗

　　3.1試驗概況

　　試驗系統所示。主要包括模擬立式儲罐和聲發(fā)射檢測系統。

　　3.2試驗結果

　　通過(guò)對模擬立式儲罐泄漏、腐蝕坑的聲發(fā)射檢測試驗可知，罐底泄漏和液位變化的情況下腐蝕坑確實(shí)可以產(chǎn)生大量的聲發(fā)射信號，并可形成聲發(fā)射定位源集團。用來(lái)評價(jià)泄漏和腐蝕坑嚴重程度的聲發(fā)射信號，以泄漏和腐蝕坑變形中產(chǎn)生的聲發(fā)射定位源信號為主。聲發(fā)射信號特征參量主要有：幅度、計數、能量、持續時(shí)間和上升時(shí)間。分析聲源信號的特征參量的取值范圍及變化趨勢，可以為常壓立式儲罐聲發(fā)射在線(xiàn)檢測技術(shù)的應用提供依據，對現場(chǎng)立式儲罐聲發(fā)射檢測中儀器參數設置及數據分析具有一定的指導作用。模擬立式儲罐泄漏、腐蝕底板的聲發(fā)射檢測定位圖見(jiàn)圖3.

　　3.3應注意的問(wèn)題

　�。�1）聲速的設置

　　模擬儲罐在空罐和注水后，參數中聲速設置是不同的。因為聲源所發(fā)出的應力波在罐中傳播途徑很復雜，這就決定了儲罐中有無(wú)介質(zhì)以及介質(zhì)的種類(lèi)，甚至介質(zhì)的液位高度都影響了聲速的設置。而聲速又是個(gè)十分重要的參量，故而在實(shí)際檢測中應根據現場(chǎng)標定的情況，在滿(mǎn)足定位精度的情況下設置合適的聲速值。

　�。�2）檢測時(shí)機的選擇

　　對儲罐的檢測需要在罐內介質(zhì)的液面處于相對靜止的情況下才能進(jìn)行。在試驗中可以看出，剛注完水的過(guò)程中檢測，由于液位還有波動(dòng)，所以檢測到的定位點(diǎn)較多且分散，對這些數據的分析和評價(jià)相當困難。故而在實(shí)際檢測中，需要罐內介質(zhì)的液面處于相對靜止的情況下才能進(jìn)行。

　�。�3）檢測時(shí)注意孤立的高幅度、計數、能量的聲發(fā)射源

　　在各檢測的時(shí)間段中均出現了幾個(gè)幅度較高的定位信號，這些信號有著(zhù)共同的特征，表現在幅度、計數、能量、持續時(shí)間及上升時(shí)間這幾個(gè)特征參量均較大。

　　通過(guò)對所有定位信號數據的進(jìn)一步分析，可以看出，參與形成高幅度信號的每個(gè)傳感器所接收到的聲發(fā)射信號特征參量均表現較高，尤其在幅度、能量、持續時(shí)間幾個(gè)參量上更是如此�？梢哉J為這些高幅度信號是由底板的腐蝕坑引起的。

　　4在線(xiàn)聲發(fā)射檢測及安全性評估4.1聲發(fā)射檢測前準備

　　根據常壓儲罐的結構、容積、儲存介質(zhì)、介質(zhì)溫度，制定不同的聲發(fā)射檢測方案。罐側壁距底板上方500～1000mm處沿周向均布聲發(fā)射傳感器，放置點(diǎn)間隔6～12m，最大不超過(guò)15m，對于非常溫儲罐應用波導桿，每個(gè)放置點(diǎn)150mm直徑范圍內打磨光滑露出金屬光澤。

　　聲發(fā)射檢測前，將儲罐液位升高到。�。ァ�80％最高液位，靜置4～24小時(shí)。聲發(fā)射檢測采集數據前，首先檢測背景噪音情況，盡量避免或屏蔽大的電磁干擾信號及機械噪音。如泵、壓縮機等需停止運轉，關(guān)閉蒸汽閥門(mén)以及減少人員走動(dòng)等。根據背景噪音情況，設置適當的門(mén)檻電平。

　　標定和設置聲發(fā)射儀器參數。根據儲存介質(zhì)的不同，如原油、催化重整料及重柴油、溶劑及輕質(zhì)油，聲發(fā)射檢測設置的聲速及門(mén)檻不同，這要根據試驗確定。設置合適的聲速及門(mén)檻，對檢測結果的準確性具有重要意義。不同規格（容積或直徑不同）的立式儲罐，其定位標定方法不同。試驗表明，對于傳感器問(wèn)距小于7m的聲發(fā)射檢測系統各陣列，可選用儀器本身“AST”功能與鉛筆芯折斷和人工模擬源方法進(jìn)行定位標定，且可獲得定位準確的標定結果；對于傳感器問(wèn)距大于7m的聲發(fā)射檢測系統各陣列，只能選用儀器本身“AST”功能與人工模擬源方法進(jìn)行標定，標定結果相對于鉛芯折斷重復性差，但定位精度能夠滿(mǎn)足工程檢測要求。

　　4.2立式儲油罐的在線(xiàn)聲發(fā)射檢測

　　通過(guò)30余臺儲罐現場(chǎng)在線(xiàn)聲發(fā)射檢測和部分儲罐的開(kāi)罐驗證，積累了大量的試驗數據，為制定和完善常壓立式儲罐聲發(fā)射檢測方法及評價(jià)標準提供了可靠的依據。

　　4.3在線(xiàn)聲發(fā)射檢測幾個(gè)應注意問(wèn)題的討論

　�。�1）非常溫的立式儲罐聲發(fā)射檢測

　　對于非常溫（60—150℃）的常壓儲罐，由于聲發(fā)射傳感器在較高溫度下無(wú)法使用，因此，需設計特制的波導桿以解決聲傳播問(wèn)題。對一些儲存原油、催化原料、燃料油等有較高溫度的儲罐，采用特制的波導桿，能夠得到滿(mǎn)意的檢測結果。

　�。�2）立式儲罐聲發(fā)射檢測時(shí)液位的確定

　　壓力容器的聲發(fā)射檢測是在設備受壓時(shí)進(jìn)行的，而常壓儲罐不能給儲罐加壓，因此只能利用儲罐介質(zhì)本身的高液位，聲發(fā)射檢測時(shí)液位達到60％-80％最高液位為宜，檢測23小時(shí)。有條件的話(huà)，可選23個(gè)液位進(jìn)行檢測，這樣會(huì )得到更加滿(mǎn)意的結果。

　�。�3）立式儲罐聲發(fā)射檢測和開(kāi)罐驗證所示，在線(xiàn)聲發(fā)射檢測發(fā)現了一些集中定位源，經(jīng)開(kāi)罐驗證，罐底發(fā)現了局部腐蝕及焊接外觀(guān)缺陷，而出現的規則集中定位源在開(kāi)罐驗證時(shí)，未發(fā)現腐蝕存在，而是由于罐底加熱管路通蒸汽引起，對于這種聲源在評級時(shí)應予剔除，或在檢測時(shí)設法排除。

　　4.4立式金屬儲罐罐底完墊性評估

　�。�1）儲罐罐底聲源級別的劃分

　　對常壓立式儲罐而言，液位恒定時(shí)的檢測數據應作為重點(diǎn)分析對象，增加或減少液位時(shí)的檢測數據作為參考。在各液位檢測定位圖上定位點(diǎn)代表著(zhù)聲發(fā)射源的位置，其密集的程度與罐底板的腐蝕（泄漏）情況有關(guān)。這樣可以設置一定范圍的Cluster（集中源）對定位點(diǎn)進(jìn)行區域劃分，并且認為作為一有效聲源應不少于5個(gè)事件。對于碳鋼儲罐，當容積在5000—10000m3范圍時(shí)，推薦Cluster范圍為2mX2m，其它范圍可根據現場(chǎng)試驗和試驗研究結果確定。將聲源級別（性質(zhì)）劃分為五檔：工級：罐底不存在腐蝕、泄漏跡象；Ⅱ級：罐底存在不確定的腐蝕跡象；m級：罐底存在可能的腐蝕跡象；IV級：罐底存在較大的腐蝕跡象；V級：罐底存在嚴重的腐蝕跡象。

　�。�2）儲罐罐底聲源活動(dòng)度的劃分工級：無(wú)聲發(fā)射活動(dòng)；Ⅱ級：輕微聲發(fā)射活動(dòng)；Ⅲ級：有一定的聲發(fā)射活動(dòng)；IV級：較多的聲發(fā)射活動(dòng)；V級：嚴重的聲發(fā)射活動(dòng)。

　　聲發(fā)射活動(dòng)度主要表示金屬殼體受腐蝕后隨載荷的變形引起的聲源活動(dòng)性，其級別分別表示整體腐蝕狀態(tài)：工級——很好；Ⅱ級——較好（輕微腐蝕）；m級——一般（一定腐蝕）；Ⅳ級——較差（腐蝕明顯）；v級——很差（腐蝕嚴重）。

　�。�3）儲罐罐底聲源完整性評價(jià)

　　對罐底聲發(fā)射信號的活動(dòng)性進(jìn)行整體分析，即根據檢測到的聲發(fā)射數據和儲罐有關(guān)參數，按照定位信號表現出的幅度、能量、計數等并考慮孤立的高幅度高能量事件，綜合對罐底整體的聲發(fā)射活動(dòng)性進(jìn)行判斷。

　　4.5立式儲罐完整性評估

　　在聲發(fā)射在線(xiàn)檢測的基礎上，對罐底的整體腐蝕狀態(tài)做出實(shí)時(shí)初步判斷，結合罐壁或罐頂的局部超聲波測厚結果，最終可以對儲罐的完整性做出綜合的安全性評估。

　　5結語(yǔ)

　　聲發(fā)射在線(xiàn)監測立式儲罐的技術(shù)是制定維修計劃的一個(gè)重要內容，它不能代替內部檢驗和維修，僅能根據聲發(fā)射的活動(dòng)程度更有效地列出一個(gè)檢修計劃。但是，聲發(fā)射在線(xiàn)檢測立式儲罐的優(yōu)點(diǎn)也是非常明顯的，它可以幫助管理者確定儲罐是否需要維修，確定所要維修儲罐的優(yōu)先權，優(yōu)化維修資源，適合于風(fēng)險檢驗計劃。

　　通過(guò)試驗室模擬立式儲罐底板泄漏與腐蝕聲發(fā)射檢測試驗研究和現場(chǎng)常壓立式金屬儲罐的在線(xiàn)聲發(fā)射檢測，積累了試驗數據，為我國大型立式金屬儲罐的在線(xiàn)聲發(fā)射檢測技術(shù)的推廣應用提供了可靠的依據。