3模擬立式儲(chǔ)罐罐底泄漏、腐蝕試驗(yàn)

　　3.1試驗(yàn)概況

　　試驗(yàn)系統(tǒng)所示。主要包括模擬立式儲(chǔ)罐和聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)。

　　3.2試驗(yàn)結(jié)果

　　通過(guò)對(duì)模擬立式儲(chǔ)罐泄漏、腐蝕坑的聲發(fā)射檢測(cè)試驗(yàn)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(hào)，并可形成聲發(fā)射定位源集團(tuán)。用來(lái)評(píng)價(jià)泄漏和腐蝕坑嚴(yán)重程度的聲發(fā)射信號(hào)，以泄漏和腐蝕坑變形中產(chǎn)生的聲發(fā)射定位源信號(hào)為主。聲發(fā)射信號(hào)特征參量主要有：幅度、計(jì)數(shù)、能量、持續(xù)時(shí)間和上升時(shí)間。分析聲源信號(hào)的特征參量的取值范圍及變化趨勢(shì)，可以為常壓立式儲(chǔ)罐聲發(fā)射在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供依據(jù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)立式儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)中儀器參數(shù)設(shè)置及數(shù)據(jù)分析具有一定的指導(dǎo)作用。模擬立式儲(chǔ)罐泄漏、腐蝕底板的聲發(fā)射檢測(cè)定位圖見(jiàn)圖3.

　　3.3應(yīng)注意的問(wèn)題

　�。�1）聲速的設(shè)置

　　模擬儲(chǔ)罐在空罐和注水后，參數(shù)中聲速設(shè)置是不同的。因?yàn)槁曉此�發(fā)出的應(yīng)力波在罐中傳播途徑很復(fù)雜，這就決定了儲(chǔ)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(shè)置。而聲速又是個(gè)十分重要的參量，故而在實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的情況，在滿足定位精度的情況下設(shè)置合適的聲速值。

　　（2）檢測(cè)時(shí)機(jī)的選擇

　　對(duì)儲(chǔ)罐的檢測(cè)需要在罐內(nèi)介質(zhì)的液面處于相對(duì)靜止的情況下才能進(jìn)行。在試驗(yàn)中可以看出，剛注完水的過(guò)程中檢測(cè)，由于液位還有波動(dòng)，所以檢測(cè)到的定位點(diǎn)較多且分散，對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和評(píng)價(jià)相當(dāng)困難。故而在實(shí)際檢測(cè)中，需要罐內(nèi)介質(zhì)的液面處于相對(duì)靜止的情況下才能進(jìn)行。

　�。�3）檢測(cè)時(shí)注意孤立的高幅度、計(jì)數(shù)、能量的聲發(fā)射源

　　在各檢測(cè)的時(shí)間段中均出現(xiàn)了幾個(gè)幅度較高的定位信號(hào)，這些信號(hào)有著共同的特征，表現(xiàn)在幅度、計(jì)數(shù)、能量、持續(xù)時(shí)間及上升時(shí)間這幾個(gè)特征參量均較大。

　　通過(guò)對(duì)所有定位信號(hào)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，可以看出，參與形成高幅度信號(hào)的每個(gè)傳感器所接收到的聲發(fā)射信號(hào)特征參量均表現(xiàn)較高，尤其在幅度、能量、持續(xù)時(shí)間幾個(gè)參量上更是如此�？梢哉J(rèn)為這些高幅度信號(hào)是由底板的腐蝕坑引起的。

　　4在線聲發(fā)射檢測(cè)及安全性評(píng)估4.1聲發(fā)射檢測(cè)前準(zhǔn)備

　　根據(jù)常壓儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)、容積、儲(chǔ)存介質(zhì)、介質(zhì)溫度，制定不同的聲發(fā)射檢測(cè)方案。罐側(cè)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(duì)于非常溫儲(chǔ)罐應(yīng)用波導(dǎo)桿，每個(gè)放置點(diǎn)150mm直徑范圍內(nèi)打磨光滑露出金屬光澤。

　　聲發(fā)射檢測(cè)前，將儲(chǔ)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(cè)采集數(shù)據(jù)前，首先檢測(cè)背景噪音情況，盡量避免或屏蔽大的電磁干擾信號(hào)及機(jī)械噪音。如泵、壓縮機(jī)等需停止運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉蒸汽閥門(mén)以及減少人員走動(dòng)等。根據(jù)背景噪音情況，設(shè)置適當(dāng)?shù)拈T(mén)檻電平。

　　標(biāo)定和設(shè)置聲發(fā)射儀器參數(shù)。根據(jù)儲(chǔ)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(cè)設(shè)置的聲速及門(mén)檻不同，這要根據(jù)試驗(yàn)確定。設(shè)置合適的聲速及門(mén)檻，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要意義。不同規(guī)格（容積或直徑不同）的立式儲(chǔ)罐，其定位標(biāo)定方法不同。試驗(yàn)表明，對(duì)于傳感器問(wèn)距小于7m的聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)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(biāo)定，且可獲得定位準(zhǔn)確的標(biāo)定結(jié)果；對(duì)于傳感器問(wèn)距大于7m的聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)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(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果相對(duì)于鉛芯折斷重復(fù)性差，但定位精度能夠滿足工程檢測(cè)要求。

　　4.2立式儲(chǔ)油罐的在線聲發(fā)射檢測(cè)

　　通過(guò)30余臺(tái)儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)在線聲發(fā)射檢測(cè)和部分儲(chǔ)罐的開(kāi)罐驗(yàn)證，積累了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為制定和完善常壓立式儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)提供了可靠的依據(jù)。

　　4.3在線聲發(fā)射檢測(cè)幾個(gè)應(yīng)注意問(wèn)題的討論

　　（1）非常溫的立式儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)

　　對(duì)于非常溫（60—150℃）的常壓儲(chǔ)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(shè)計(jì)特制的波導(dǎo)桿以解決聲傳播問(wèn)題。對(duì)一些儲(chǔ)存原油、催化原料、燃料油等有較高溫度的儲(chǔ)罐，采用特制的波導(dǎo)桿，能夠得到滿意的檢測(cè)結(jié)果。

　�。�2）立式儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)時(shí)液位的確定

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

　�。�3）立式儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)和開(kāi)罐驗(yàn)證所示，在線聲發(fā)射檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了一些集中定位源，經(jīng)開(kāi)罐驗(yàn)證，罐底發(fā)現(xiàn)了局部腐蝕及焊接外觀缺陷，而出現(xiàn)的規(guī)則集中定位源在開(kāi)罐驗(yàn)證時(shí)，未發(fā)現(xiàn)腐蝕存在，而是由于罐底加熱管路通蒸汽引起，對(duì)于這種聲源在評(píng)級(jí)時(shí)應(yīng)予剔除，或在檢測(cè)時(shí)設(shè)法排除。

　　4.4立式金屬儲(chǔ)罐罐底完墊性評(píng)估

　　（1）儲(chǔ)罐罐底聲源級(jí)別的劃分

　　對(duì)常壓立式儲(chǔ)罐而言，液位恒定時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)作為重點(diǎn)分析對(duì)象，增加或減少液位時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)作為參考。在各液位檢測(cè)定位圖上定位點(diǎn)代表著聲發(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(shè)置一定范圍的Cluster（集中源）對(duì)定位點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分，并且認(rèn)為作為一有效聲源應(yīng)不少于5個(gè)事件。對(duì)于碳鋼儲(chǔ)罐，當(dāng)容積在5000—10000m3范圍時(shí)，推薦Cluster范圍為2mX2m，其它范圍可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和試驗(yàn)研究結(jié)果確定。將聲源級(jí)別（性質(zhì)）劃分為五檔：工級(jí)：罐底不存在腐蝕、泄漏跡象；Ⅱ級(jí)：罐底存在不確定的腐蝕跡象；m級(jí)：罐底存在可能的腐蝕跡象；IV級(jí)：罐底存在較大的腐蝕跡象；V級(jí)：罐底存在嚴(yán)重的腐蝕跡象。

　�。�2）儲(chǔ)罐罐底聲源活動(dòng)度的劃分工級(jí)：無(wú)聲發(fā)射活動(dòng)；Ⅱ級(jí)：輕微聲發(fā)射活動(dòng)；Ⅲ級(jí)：有一定的聲發(fā)射活動(dòng)；IV級(jí)：較多的聲發(fā)射活動(dòng)；V級(jí)：嚴(yán)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(jí)別分別表示整體腐蝕狀態(tài)：工級(jí)——很好；Ⅱ級(jí)——較好（輕微腐蝕）；m級(jí)——一般（一定腐蝕）；Ⅳ級(jí)——較差（腐蝕明顯）；v級(jí)——很差（腐蝕嚴(yán)重）。

　�。�3）儲(chǔ)罐罐底聲源完整性評(píng)價(jià)

　　對(duì)罐底聲發(fā)射信號(hào)的活動(dòng)性進(jìn)行整體分析，即根據(jù)檢測(cè)到的聲發(fā)射數(shù)據(jù)和儲(chǔ)罐有關(guān)參數(shù)，按照定位信號(hào)表現(xiàn)出的幅度、能量、計(jì)數(shù)等并考慮孤立的高幅度高能量事件，綜合對(duì)罐底整體的聲發(fā)射活動(dòng)性進(jìn)行判斷。

　　4.5立式儲(chǔ)罐完整性評(píng)估

　　在聲發(fā)射在線檢測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)罐底的整體腐蝕狀態(tài)做出實(shí)時(shí)初步判斷，結(jié)合罐壁或罐頂?shù)木植砍�聲波測(cè)厚結(jié)果，最終可以對(duì)儲(chǔ)罐的完整性做出綜合的安全性評(píng)估。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　聲發(fā)射在線監(jiān)測(cè)立式儲(chǔ)罐的技術(shù)是制定維修計(jì)劃的一個(gè)重要內(nèi)容，它不能代替內(nèi)部檢驗(yàn)和維修，僅能根據(jù)聲發(fā)射的活動(dòng)程度更有效地列出一個(gè)檢修計(jì)劃。但是，聲發(fā)射在線檢測(cè)立式儲(chǔ)罐的優(yōu)點(diǎn)也是非常明顯的，它可以幫助管理者確定儲(chǔ)罐是否需要維修，確定所要維修儲(chǔ)罐的優(yōu)先權(quán)，優(yōu)化維修資源，適合于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)計(jì)劃。

　　通過(guò)試驗(yàn)室模擬立式儲(chǔ)罐底板泄漏與腐蝕聲發(fā)射檢測(cè)試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)常壓立式金屬儲(chǔ)罐的在線聲發(fā)射檢測(cè)，積累了試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為我國(guó)大型立式金屬儲(chǔ)罐的在線聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了可靠的依據(jù)。