1000m3液化气球罐声发射检测
1000m3液化气球罐声发射检测
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。
关键词:球罐 声发射检测 缺陷
0 前言
压力容器广泛应用于各行各业,一旦发生泄漏或断裂将有可能引发火灾、爆炸及中毒事故,使生产和经济遭受严重破坏,生命和财产蒙受重大损失。另一方面,为了增加企业的核心竞争力,承压设备必须长周期运行,并且维护和检验成本必须最小化。
声发射检测可以在压力容器的工作状态下,通过改变压力容器的工艺操作参数,使压力容器存在的活性缺陷产生声发射信号,利用声发射仪采集信号,可以快速找出声发射源的位置,针对这些声发射源进行复验和评定,从而达到缩短检修周期、降低成本的目的。
本文对1000m3液化气球罐进行声发射检测,采用整体监测与局部监测相结合的方法,发现有效声发射源23处,复验其中21处存在裂纹缺陷。
1 球罐概况
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。
2 检测方案
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。
主视图 俯视图
图1 整体监测传感器布置示意图
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。
主视图 俯视图
图2 局部监测传感器布置示意图
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。
3 加载程序
检测前,对现场噪声进行测量,信号<52dB;衰减测量情况较16MnR材料大,为了保证检测精度,故将门槛值设置为40 dB。
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。
采用两次加压、保压程序。
4 检测数据分析
本次检测数据分析,主要采用常用的参数分析的方法。但由于门槛值设置较低,有效声源信号和噪声信号混杂出现,所以通过以下方式将其区分:
(1) 波形判断,区分突发信号、连续信号以及传感器自激信号。本次检测主要是检测球罐裂纹缺陷,主要是突发信号;
(2) 未开始升压前及两次降压过程的信号识别。如果一个信号源在整个检测过程中频繁出现,包括未开始升压前或两次降压过程中,则该信号不一定是缺陷产生的信号。应重点检查该部位在球罐上的位置,分析是否因振动、脚手架碰撞磨擦、介质进出流动、传感器自激产生的噪声信号;
(3) 对于焊缝附近及应力集中区域,即使只出现在一次升压阶段,属于非活性,也将其认为是有效声发射源;
5 检测结果与评价
该球罐在进行在线整体监测过程中罐体发现18处有效声发射定位源,如表1所示;局部监测过程中罐体发现12处有效声发射定位源,如表2所示。
表1 整体监测声发射源综合等级
声源序号 升压1 保压1 升压2 保压2 活度 强度 综合等级
S1 × Ο × × 非活性 高强度 B
S2 Ο Ο × × 弱活性 高强度 D
S3 Ο Ο × × 弱活性 高强度 D
S4 Ο Ο × × 弱活性 高强度 D
S5 Ο Ο × Ο 活性 高强度 E
S6 Ο × × × 非活性 高强度 B
S7 Ο × × × 非活性 高强度 B
S8 Ο × × × 非活性 高强度 B
S9 Ο × × × 非活性 高强度 B
S10 Ο × × × 非活性 高强度 B
S11 Ο × × × 非活性 高强度 B
S12 Ο × × × 非活性 高强度 B
S13 Ο × × × 非活性 高强度 B
S14 Ο × × × 非活性 高强度 B
S16 Ο × × × 非活性 高强度 B
S16 Ο × × × 非活性 高强度 B
S17 Ο × × Ο 弱活性 高强度 D
S18 Ο × × Ο 弱活性 高强度 D
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