声发射技术在覆土油罐检测中的应用

2012-10-23刘丽川杨继平常向东

无损检测 2012年1期

方伟，刘丽川，杨继平，常向东

（后勤工程学院军事供油工程系，重庆 401311）

覆土油罐大多数用于长期储油，不具备定期开罐检测的基本条件，因此难以及时发现罐底腐蚀、变形等缺陷，影响油库安全。

声发射技术是一种动态无损检测技术［1－2］。这一特点决定了声发射技术具有实时、在线的特性。同时，声发射检测技术是一种整体检测技术。通过布置声发射信号采集装置和一定数量的传感器，就可获得被检对象中声发射源在检测过程中的活动信息，并可大致地确定声发射源的位置。这为实际检测和评价工作带来了极大的方便，已经有很多常压储罐声发射检测的应用实例。

1 储罐基本情况

某库5台油罐建造在覆土的罐室里，从1967年12月开始投入使用，运行时间长达40多年，盛装汽油，储罐容积为3000m3，直径19.180m，结构形式都为立式钢质准球顶罐，最高液位9.500m，罐底中幅板板厚4mm，罐底边缘板厚5mm。其构造示意如图1所示。

图1 覆土油罐构造

2 声发射检测设备及参数设置

检测仪器：多通道声发射采集系统；传感器型号：SR40M；线缆：信号传播衰减损失＜1dB／30m，长度不超过150m。采样频率：2MHz；门槛：30 dB；滤波频率：25～300kHz。

3 声发射试验

按照JB／T 10764—2007《常压金属储罐声发射检测及评价方法》、GB／T 18182—2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》［3－4］规定的程序进行。

3.1 传感器的布置

分别在1～5号罐距底部边缘板上方200mm处沿周向均布5个传感器，如图2所示。

图2 储罐传感器布置图

3.2 传感器标定与罐壁衰减测定

用铅笔对传感器进行断铅标定。在罐壁环向进行衰减测定，从1号传感器的位置沿罐壁画出一条线，在传感器附近及这条线上分别距传感器0.03，0.5，1，1.5，2，3，4，6，9，12，15m 处断铅，每一点断铅5次，记录五次的幅值并计算平均值，所得结果如图3所示。

3.3 确定加载过程

进液增高1～3号储罐液位，加载曲线如图4所示，纵坐标表示液位水平，以9500mm为100%，横坐标单位为min。

图3 壁板环向衰减图

3.4 数据采集

试验时周围环境无强干扰源，罐室温度14～16℃，湿度60%～74%。进行静压状态和加载状态下的数据采集。在采集过程中，仅发现2号储罐在静压检测过程中出现声源定位事件，其二维、三维定位图如图5所示，圆周上数字12～16分别表示1～5号传感器位置。

对1～3号储罐进行加载，同时采集数据。由于试验条件所限，升压试验过程中稳定时间太短，流体的扰动噪声会形成定位事件，排除人为因素干扰和噪声后，得到的声源的二维及三维定位图如图6和图7所示。

1号罐在检测中，声源信号较少，在3个升压过程中均出现定位事件，其中第三次升压过程中定位事件较多。2号罐声源信号较多，且3个升压过程均有定位事件。在罐外出现的声源信号，经检查，发现是由于罐室潮湿，水滴从罐室顶滴落所致，滴水的位置与定位事件位置一致。3号罐在升压过程中，出现的声源信号集中在罐底板中心附近。