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扬子石化1000立方球罐的检验

一. 声发射检测应用类型

声发射系统球罐定位检测

二. 项目概述

石化股份有限公司贮运厂一台液化石油气球罐,位号为G909,设计压力:1.8Mpa+静压力,设计温度:-10-50℃,最高操作压力为1.6MPa,操作温度:常温,直径:F12410mm,容积:1000m3 ,介质:液化石油气,主体材质:SPV50Q,公称壁厚:34mm。该球罐由日本CBI株式会社设计制造,由三化建现场组焊,1987年11月投用,2001年4月检验过程中,发现对接焊缝熔合线内表面存在大量裂纹,进行了消氢处理、补焊返修、整体消应力处理,水压试验合格后一直沿用至今。

对1000m3液化气球罐进行声发射检测,采用整体监测与局部监测两种方法,通过降低门槛值,提高检测灵敏度,共发现有效声发射源23处,复验其中21处存在裂纹缺陷。

三. 声发射检测应用类型

声发射系统型号:本次检测采用北京声华科技有限公司的声发射检测仪2台

三.检测过程和检测方式

第一步 勘查现场,确定传感器布置阵列

本次检测采用北京声华科技有限公司SWAES-35型和SWAES-50型多通道全数字化声发射检测分析仪2台,采用WAE2002源定位检测分析软件,传感器为SR150型(带前置放大器,可自激发标定)谐振型传感器,中心频率为150KHZ,主放大器增益为40dB,带通频率为20-120KHZ。采用SWAES-50型声发射仪的46个通道数对球罐进行整体监测,采用球面定位;采用SWAES-35型声发射仪的32个通道数对球罐上下大环缝进行监测,采用线性定位。

整体监测:总共46个探头(共五层,第一、四层6个,第二、五层10个,第三层12个,球罐顶部、底部中心各布置一个(避开人孔)),排列成三角型阵列,探头在容器上的具体部位如图1所示。

 

 局部监测:总共32个探头(共两层,分布在上下大环缝周围,排列成圆周型,探头在容器上的具体部位如图2所示。

 

 

 

声发射检测的压力试验程序采用两次加压循环过程,采用充洁净水升压的方式,按照GB/T18182-2000的要求,并结合球罐现场的实际情况进行。

第二步 制定检验方案,确定加载程序

采用两次加压、保压程序。

加载程序图 (P-T)

第三步 传感器的安装

由于是对球罐罐体进行检测,所以传感器采用SR150,传感器安装位置一定要进行打磨,除去油漆、氧化皮或油垢,露出金属光泽,涂抹偶合剂,固定传感器。传感器为易损器件,在使用时要轻拿轻放,防止磕碰。

第四步 仪器调试

设置仪器硬件的工作参数,这些参数一般包括门槛(40dB)、参数间隔(2000μs)、锁闭时间(2000μs)、采样频率(2500KHz)、声速(3.2Km/s)等。

背景噪声测定,门槛值一般比背景噪声高5-10dB,多数检测是在门槛为35~55dB的中灵敏度下进行,最常用的门槛值为40dB。仪器在开始采集之前一定要保持良好的接地。如果背景噪声很大,检查现场是否存在噪声源、罐体内部介质是否流动、传感器是否耦合良好等。

通道灵敏度校准

如果在校准过程中某一通道接收不到信号,先检查这一通道所属的采集卡是否开启,然后检查通道参数中该通道的功能选择,选择3的情况下是接收不到任何信号的;如果这些都没有问题则检查前端的连接、前放是否接反等。

衰减测量

压力容器声发射信号的衰减特性随压力容器的几何尺寸和结构的不同而变化几何尺寸越小,波的传播越复杂,衰减特性变化越大。压力容器壁厚对声发射信号的衰减特性有强烈的影响,壁厚越薄,衰减越大,壁厚越大,衰减越小。经实际测量发现,声发射信号的幅度和能量参数代表了压力容器的衰减特性,对于400m3以上的球罐,声发射信号的幅度和能量随距离的衰减是单调下降的。

源定位校准

对整体监测44个有代表性的三角形定位阵列进行定位校准和对局部监测32个有代表性的线性定位阵列进行定位校准,均得到良好的一一定位结果。

第五步 加载实验程序和数据采集

采集之前一定要记得先保存数据,即选择保存数据复选框,然后再开始采集,采集结束后数据会自动保存到你所选的位置。在数据采集过程中要时刻观察数据的变化,现场人员最好远离容器,避免产生不必要的干扰,如果发生人为对罐体的磕碰,应记录时间和磕碰的位置以便后续的分析;如果撞击数随时间迅速增加,应停止加载,直到找到原因方可继续。