1000m3液化氣球罐聲發射檢測

1000m3液化氣球罐聲發射檢測

對1000m3液化氣球罐進行聲發射檢測，采用整體監測與局部監測兩種方法，通過降低門檻值，提高檢測靈敏度，共發現有效聲發射源23處，復驗其中21處存在裂紋缺陷。
關鍵詞：球罐　聲發射檢測　缺陷

0 前言
壓力容器廣泛應用于各行各業，一旦發生泄漏或斷裂將有可能引發火災、爆炸及中毒事故，使生產和經濟遭受嚴重破壞，生命和財產蒙受重大損失。另一方面，為了增加企業的核心競爭力，承壓設備必須長周期運行，并且維護和檢驗成本必須最小化。
聲發射檢測可以在壓力容器的工作狀態下，通過改變壓力容器的工藝操作參數，使壓力容器存在的活性缺陷產生聲發射信號，利用聲發射儀采集信號，可以快速找出聲發射源的位置，針對這些聲發射源進行復驗和評定，從而達到縮短檢修周期、降低成本的目的。
本文對1000m3液化氣球罐進行聲發射檢測，采用整體監測與局部監測相結合的方法，發現有效聲發射源23處，復驗其中21處存在裂紋缺陷。
1 球罐概況
石化股份有限公司貯運廠一臺液化石油氣球罐，位號為G909，設計壓力：1.8Mpa+靜壓力，設計溫度：-10－50℃，最高操作壓力為1.6MPa，操作溫度：常溫，直徑：F12410mm，容積：1000m3 ，介質：液化石油氣，主體材質：SPV50Q，公稱壁厚：34mm。該球罐由日本CBI株式會社設計制造，由三化建現場組焊，1987年11月投用，2001年4月檢驗過程中，發現對接焊縫熔合線內表面存在大量裂紋，進行了消氫處理、補焊返修、整體消應力處理，水壓試驗合格后一直沿用至今。
2 檢測方案
本次檢測采用北京聲華科技有限公司SWAES－35型和SWAES－50型多通道全數字化聲發射檢測分析儀2臺，采用WAE2002源定位檢測分析軟件，傳感器為SR150型（帶前置放大器，可自激發標定）諧振型傳感器，中心頻率為150KHZ，主放大器增益為40dB，帶通頻率為20-120KHZ。
采用SWAES－50型聲發射儀的46個通道數對球罐進行整體監測，采用球面定位；采用SWAES－35型聲發射儀的32個通道數對球罐上下大環縫進行監測，采用線性定位。
整體監測：總共46個探頭（共五層，第一、四層6個，第二、五層10個，第三層12個，球罐頂部、底部中心各布置一個（避開人孔）），排列成三角型陣列，探頭在容器上的具體部位如圖1所示。

　
主視圖　　　　　　　　　　　　　　　　　　俯視圖
圖1 整體監測傳感器布置示意圖
局部監測：總共32個探頭（共兩層，分布在上下大環縫周圍，排列成圓周型，探頭在容器上的具體部位如圖2所示。

主視圖　　　　　　　　　　　　　　　　　 俯視圖
圖2 局部監測傳感器布置示意圖
聲發射檢測的壓力試驗程序采用兩次加壓循環過程，采用充潔凈水升壓的方式，按照GB/T18182-2000的要求，并結合球罐現場的實際情況進行。
3 加載程序
檢測前，對現場噪聲進行測量，信號＜52dB；衰減測量情況較16MnR材料大，為了保證檢測精度，故將門檻值設置為40 dB。
對整體監測44個有代表性的三角形定位陣列進行定位校準和對局部監測32個有代表性的線性定位陣列進行定位校準，均得到良好的一一定位結果。
采用兩次加壓、保壓程序。
4 檢測數據分析
本次檢測數據分析，主要采用常用的參數分析的方法。但由于門檻值設置較低，有效聲源信號和噪聲信號混雜出現，所以通過以下方式將其區分：
(1) 波形判斷，區分突發信號、連續信號以及傳感器自激信號。本次檢測主要是檢測球罐裂紋缺陷，主要是突發信號；
(2) 未開始升壓前及兩次降壓過程的信號識別。如果一個信號源在整個檢測過程中頻繁出現，包括未開始升壓前或兩次降壓過程中，則該信號不一定是缺陷產生的信號。應重點檢查該部位在球罐上的位置，分析是否因振動、腳手架碰撞磨擦、介質進出流動、傳感器自激產生的噪聲信號；
(3) 對于焊縫附近及應力集中區域，即使只出現在一次升壓階段，屬于非活性，也將其認為是有效聲發射源；
5 檢測結果與評價
該球罐在進行在線整體監測過程中罐體發現18處有效聲發射定位源，如表1所示；局部監測過程中罐體發現12處有效聲發射定位源，如表2所示。
表1 整體監測聲發射源綜合等級
聲源序號 升壓1　保壓1　升壓2　保壓2 活度 強度 綜合等級
S1 ×　　 Ο　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S2 Ο　　 Ο　　 ×　　 × 弱活性 高強度 D
S3 Ο　　 Ο　　 ×　　 × 弱活性 高強度 D
S4 Ο　　 Ο　　 ×　　 × 弱活性 高強度 D
S5 Ο　　 Ο　　 ×　　 Ο 活性 高強度 E
S6 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S7 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S8 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S9 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S10 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S11 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S12 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S13 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S14 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S16 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S16 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
S17 Ο　　 ×　　 ×　　 Ο 弱活性 高強度 D
S18 Ο　　 ×　　 ×　　 Ο 弱活性 高強度 D

表2 局部監測聲發射源綜合等級
聲源序號 升壓1　保壓1　升壓2　保壓2 活度 強度 綜合等級
L1 Ο　　 ×　　 ×　　 Ο 弱活性 高強度 D
L2 Ο　　 ×　　 Ο　　 Ο 活性 高強度 E
L3 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
L4 Ο　　 ×　　 ×　　 Ο 弱活性 高強度 D
L5 Ο　　 Ο　　 ×　　 Ο 活性 中強度 D
L6 Ο　　 Ο　　 ×　　 Ο 活性 中強度 D
L7 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
L8 Ο　　 Ο　　 Ο　　 × 活性 中強度 D
L9 Ο　　 ×　　 ×　　 × 非活性 高強度 B
L10 Ο　　 Ο　　 Ο