储罐检测中声发射技术的应用
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储罐声发射检测标准一、检测原理储罐声发射检测是一种无损检测技术,利用声发射源在储罐壁内部产生的弹性波传播的特性,通过对这些声波的检测和分析,可以对储罐的结构状态和完整性进行评估。
这种检测方法可以有效避免传统破坏性检测带来的成本和风险问题,实现对储罐结构的实时、在线、非破坏性监测。
二、检测设备进行储罐声发射检测需要使用专业的声发射检测设备,包括声发射传感器、信号处理系统、数据采集与分析系统等。
这些设备需要满足一定的技术要求,以保证检测结果的准确性和可靠性。
三、检测程序准备工作:在进行检测前,需要对储罐进行充分的准备工作,包括清洁储罐表面、检查传感器与信号处理系统的连接等。
安装传感器:在储罐的适当位置安装声发射传感器,确保传感器能够捕捉到声发射信号。
采集数据:启动声发射检测设备,对储罐进行声发射信号的采集。
在采集过程中,需要注意控制信号的强度和频率范围。
数据处理与分析:对采集到的声发射信号进行数据处理和分析,提取出有用的信息,如声发射源的位置、强度等。
检测结果判定:根据数据处理和分析的结果,对储罐的结构状态和完整性进行评估,给出相应的判定结果。
四、检测信号分析在进行储罐声发射检测时,需要对采集到的声发射信号进行深入的分析和处理。
通过信号处理技术,如滤波、去噪、时频分析等,可以提取出有用的信息,如声发射源的位置、强度等。
通过对这些信息的分析,可以判断出储罐的结构状态和完整性。
五、检测结果判定根据对声发射信号的分析和处理结果,可以对储罐的结构状态和完整性进行评估。
如果声发射信号强度较高,或者出现多个声发射源,可能意味着储罐结构存在损伤或者缺陷。
在这种情况下,需要进行进一步的检查或者维修。
如果声发射信号强度较低,且没有出现多个声发射源,可以认为储罐结构状态良好,不需要进行维修或者更换。
需要注意的是,储罐声发射检测只是一种无损检测方法,其结果只能提供一定的参考信息。
对于一些复杂的结构或者材料问题,可能需要结合其他无损检测方法或者破坏性检测方法进行综合评估。
声发射检测技术的研究现状及发展方向【摘要】声发射检测技术具有常规检测技术不可替代的优势,特别是在在役压力容器检验检测方面,不停产情况下实时监控压力容器的运行状况,及作出剩余寿命的预测,本文介绍了生发射技术的发展过程及研究现状,对推广应用声发射技术有重要意义。
【关键词】油气管线;缺陷;石油储罐;声发射1.前言石油储罐的建设促进了我国经济的快速发展,但同时也带来潜在的危险。
储存介质具有高温、高压、高腐蚀性等特征,罐壁、罐底容易发生腐蚀、疲劳或由于潜在缺陷扩展破裂等损伤,当腐蚀达到一定程度,会造成泄漏和爆炸等严重事故,造成人民的生命财产的巨大损失,严重污染环境,破坏生态平衡妨碍国民经济的可持续发展。
在役石油储罐的定期检测是保证其安全运行的必要措施,许多事故隐患可以通过对在役石油储罐的定期检测来发现和消除。
我胜利油田现有石油储罐从几百立方到数万立方的大型储罐大约共有几千台,为了保证人民的生命财产安全,及保护环境的必要性,对这些储罐定期检测尤为重要。
现行的检测方法是停止使用并清罐后,用无损检测设备进行罐底检测,可以避免一些腐蚀引起的泄漏事故,但检测周期长、费用高。
对于一些大罐,全部操作过程可能要超过30天。
有些大罐本来没有缺陷,进行上面的一系列操作后,严重影响了生产的正常运行,造成了很大的资金浪费。
2.国内外声发射检测技术研究现状及发展趋势声发射AE(Acoustic Emission)是指材料内部局部区域在外界(应力或温度)的影响下,伴随能量快速释放而产生的瞬态弹性波现象,声发射作为一种检测技术起步于20世纪50年代的德国,20世纪60年代,该技术在美国原子能和宇航技术中迅速兴起,并首次应用于玻璃钢固体发动机壳体检测;20世纪70年代,在日本、欧洲及我国相继得到发展,但因当时的技术和经验所限,仅获得有限的应用;20世纪80年代,开始获得较为正确的评价,引起许多发达国家的重视,在理论研究、实验研究和工业应用方面做了大量的工作,取得了相当的进展。
储罐在线检测技术储罐检测可分为开罐检测和在线检测。
开罐检测需要停产、清罐,由检测人员安全进入罐中进行检测,检查时通常采用传统的无损检测方法,包括超声测厚、漏磁扫查、磁粉检测和渗透检测。
开罐检测工期长、成本高,影响生产,因此,合理确定储罐的检修周期非常重要,过长和过短的检修周期都是不合理的。
周期过长,储罐因得不到及时检修而处于高风险之中;而检修周期过短,会造成不必要的检修损失,增加生产成本。
而由于生产原因,储罐的检修周期又往往得不到保证,导致储罐隐患不能及时发现,影响储罐的安全运行。
腐蚀是导致钢制储罐及其附件损坏的主要原因,因此,泄漏情况和评估腐蚀程度是储罐检测的重要内容,腐蚀检测在储罐检测中显得尤为重要。
统计资料显示,在役储罐的罐底板是腐蚀最为严重的区域。
在所有已知储罐的事故中,罐底板腐蚀泄漏导致的事故占20%以上,是储罐事故的首要原因,因此,加强储罐底板腐蚀检测是提高储罐安全性的重要手段,应把储罐腐蚀检测、维修的重点放在罐底板上。
储罐在线检测可以在不开罐、不停产的情况下实现储罐底板的安全评估,作为罐底板腐蚀状况普查和初筛的方法,具有一定的预测性。
通过在线检测定性评估罐底板结构进行完整性分类,列出维修计划,使企业可以合理调配有限的维修资源,延长“好罐”的检测周期,及时发现和维修“坏罐”,减少和避免因泄漏造成的环境污染,降低运维成本,避免诱发事故造成的损失。
目前,国际上罐底板腐蚀状况在线检测技术主要有声发射、导波以及机器人三种技术。
1.声发射检测技术材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的现象称为声发射,有时也称应力波发射。
罐底板存在腐蚀缺陷时,强度降低,在液位压力作用下产生局部微小变形,导致腐蚀产物的剥离和脱落,产生声发射信号。
发生泄漏时,介质流动也会产生连续的声发射信号。
声发射在线检测仪通过安装在罐外壁下部的传感器阵列来接收底板由于腐蚀和泄漏产生的声发射信号,通过分析信号对罐底结构进行腐蚀状况评价。
储罐底板声发射安全检测技术研究李忠红【摘要】The principle of acoustic emission detection technology and acoustic emission source positioning technology are introduced in general.Online testing for 5 × 104 m3 atmospheric tank bottom is conducted with acoustic emission detection technology.Based the documents review and on-spot survey,the acoustic emission detection scheme is defined,and the sensor quantity,installation location are determined,and the detection instrument is tuned.The inspection result indicates there is slight corrosion occurred in the bottom with centralized phenomena at some local area.By comparing and evaluating the inspection result with ultrasonic thickness opening inspection of tank bottom and the result of acoustic emission measured data,it is indicated acoustic emission detection technology can be used to monitor and evaluate the safe production of storage tank.%简单介绍了声发射检测原理及声发射源定位方法,并且采用声发射检测技术,对5×104 m3常压储罐底板进行了声发射在线检测,在对储罐进行资料审查和现场勘察的基础上制定了声发射检验方案,确定了传感器数量、安装位置并调试了检测仪器.检测结果表明底板出现轻微腐蚀,且有局部集中的现象.通过分析超声波测厚开罐检验罐底的实际情况,表明声发射检测技术可以对储罐的安全生产进行监控与评价.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2013(049)004【总页数】4页(P59-62)【关键词】储罐底板;声发射技术;安全检测【作者】李忠红【作者单位】中国石油化工股份有限公司管道储运分公司潍坊输油处,山东潍坊261021【正文语种】中文【中图分类】TG115.28常压储罐是原油储存、分离、外输、中转的一个重要设备,是油田使用普遍、在役时间较长的设备之一。
声发射技术的应用领域
声发射技术的应用领域
目前人们已将声发射技术广泛应用于许多领域,主要包括以下方面:
(1) 石油化工工业:低温容器、球形容器、柱型容器、高温反应器、塔器、换热器和管线的检测和结构完整性评价,常压贮罐的底部泄漏检测,阀门的
泄漏检测,埋地管道的泄漏检测,腐蚀状态的实事探测,海洋平台的结构完
整性监测和海岸管道内部存在砂子的探测。
(2) 电力工业:变压器局部放电的检测,蒸汽管道的检测和连续监测,阀门蒸汽损失的定量测试,高压容器和汽包的检测,蒸汽管线的连续泄漏监测,锅炉泄漏的监测,汽轮机叶片的检测,汽轮机轴承运行状况的监测。
(3) 材料试验:复合材料、增强塑料、陶瓷材料和金属材料等的性能测试,材料的断裂试验,金属和合金材料的疲劳试验及腐蚀监测,高强钢的氢脆监测,材料的摩擦测试, 铁磁性材料的磁声发射测试等。
(4) 民用工程:楼房、桥梁、起重机、隧道、大坝的检测,水泥结构裂纹。
储罐是储存油品的容器,是石油库储运系统的主体设施之一。
长期以来,我国许多在役储罐不同程度的存在着裂纹、腐蚀等缺陷。
加之使用过程中管理不善,致使安全事故频繁发生,造成设备损坏,甚至人员伤亡。
因而,对在役储罐进行无损检测具有重要的意义。
目前,国外主要采用声发射技术在线检测常压储罐罐壁板上的活性缺陷和罐底板上的腐蚀和泄漏信号,采用漏磁方法定期检测罐底板的腐蚀和泄漏,采用超声检测技术检测罐壁板和顶板。
国内对常压储罐的定期检验近年来刚刚开始,主要采用超声、磁粉、射线、渗透检测和超声测厚等手段。
国外现在广泛采用的声发射和漏磁扫查技术,我国还没有相应的检测标准及规范,正处于试验推广阶段。
储罐施工中采用何种检测方法是由检测缺陷的类型、大小、方向和位置以及被检储罐构件的形状、大小、焊接部位和材质决定的。
☞储罐无损检测方法采用原则常压储罐主要是利用预制成型的顶板、壁板和底板在现场组装后焊接而成。
其中顶板和壁板大多采用对接焊形式,底板大多采用搭接接头。
对于常压储罐底圈和第一圈罐壁的钢板,当厚度≥23mm时,应按ZBJ 74003-1988《压力容器用钢板超声波探伤》进行检测,达到Ⅲ级标准者为合格。
对于屈服点≤390MPa的钢板,应取钢板张数的20%进行抽查,当发现不合格的钢板时,应逐张检查;对于屈服点>390MPa的钢板,应逐张进行检查。
罐底焊缝无损检测:(1)所有底板焊缝应采用真空箱法进行严密性试验,试验负压值≮53kP a,无渗漏为合格。
(2)标准屈服强度>390MPa的边缘板对接焊缝,在根部焊道焊接完毕后,应进行渗透检测,在最后一层焊接完毕后,应再次进行渗透检测或磁粉检测。
(3)厚度≥10mm的罐底边缘板,每条对接焊缝的外端300mm范围内,应进行射线探伤;厚度<10mm的罐底边缘板,每个焊工施焊的焊缝,应按上述方法至少抽查一条。
(4)底板三层钢板重叠部分的搭接接头焊缝和对接罐底板的丁字焊缝的根部焊道焊完后,在沿三个方向各200mm范围内,应进行渗透检测,全部焊完后,应进行渗透检测或磁粉检测。
声发射技术对在用天然气储罐的检验及分析开罐检验是天然气储罐一直沿用的检罐方法,但它对在用天然气储罐检验时,会造成影响生产、浪费能源、降低安全等缺陷。
文章介绍了声发射技术检验方法及利用声发射技术顺利检验在用天然气储罐的实际过程,并着重分析了利用声发射技术检验在用天然气储罐的优势及声发射技术检验的适宜范围。
标签:开罐检验;天然气储罐;声发射技术检验1 背景沈阳燃气有限公司现有8座1000m3天然气球形储罐(以下简称球罐)均正常使用,总储气能力为6.4×104m3。
由于球罐属于压力容器,依据国家质量监督检验检疫总局下发压力容器定期检验规则(TSG R7001-2013)中的相关规定,沈阳特种设备检测研究院(以下简称特检院)对8个球罐进行安全状况评定后,确定检验周期为3年。
由于8个球罐在日常使用中,起到调峰保压的作用,均属于在用储罐,若采用开罐检验方法,就必须停产,而且在检罐过程中,也会造成一定的检验缺陷。
经与特检院技术人员研究确认后,2012年11月10日,首次利用声发射技术对球罐进行检测,检测结果合格。
2 开罐检验及对在用储罐的检验缺陷2.1 沈阳燃气有限公司对在用储罐进行开罐检验的方法2.1.1 前期准备:按照检验周期,由技术部上报开罐检验申请,申请确认后,由生产调度部根据实际情况确定检验时间,特检院技术人员出具检验方案,方案确认后,技术部将检验方案分送给储配站、生产调度部、安全管理部等职能部门,储配站工作人员依据检验方案上报一定数量的检验材料。
2.1.2 检验过程:在现场满足安全条件后,由储配站工作人员将球罐中储存的气体排放出去,再对球罐进行气体置换,置换结束符合要求后,由特检院检验人员在球罐内外壁搭设脚手架,对球罐进行全面检测,检测合格后,去除脚手架,封罐,做气密性试验,最后由储配站工作人员重新进行气体置换并充入天然气保证正常使用。
为保证检验安全完成,检验全程必须有沈阳燃气有限公司及特检院安全管理人员监督检查。
阐述AE技术在石油工程的应用引言AE技术就是声发射技术,该技术主要起源于德国,最开始主要是应用在材料研究中,在上世纪60年代,此项技术逐渐的应用在无损伤检测方面。
在上世纪70年代,AE技术被引进我国,至今已有接近半个世纪历史。
现如今AE技术已经被应用在很多领域,其中石油工程领域,非常值得一提。
本文正是从石油工程角度来探讨AE技术,希望有所帮助。
因为AE技术应用起来十分简单与方便,而且对被检测物质并没有过高的要求,也正是因为如此,很多学者尝试着将其应用在石油工程中,比如利用此种技术对设备進行检测,对钻井岩屑以及油井出砂进行监测等,经过实践应用,AE技术的应用效果的确比较好,值得推荐使用。
但是因为AE技术在我国发展水平还不是很高,有很多都是在实验室条件下应用,其具体的实践效果还不得而知,因此需要更多的研究与实践机会。
一、AE技术在设备检测中的应用1、检测钻具裂纹以及套管损坏石油工程中钻具是必须要使用工具,钻具在钻进之后,可能会因为弯扭、应力腐蚀等而出现裂纹,如果裂纹没有及时发现,已经有所扩展,达到一定程度之后,钻具就会出现损坏发生断裂,严重者就会出现井下事故。
某学者等建立了一套以AE技术检测钻具裂纹缺陷的测试机评定方法,并进行r现场应用检测,该方法基于裂纹受载后发生的亚临界扩展并会发微小的AE原理,检测出AE源并评定其相应载荷后进行钻具的分级或判断。
套管损坏是制约油气生产的重要瓶颈之一,某学者等提出利用AE原理进行套管损坏实时监测的新理论,建立了套管损坏AE实时监测装置并进行现场实验。
结果表明,伴随套管变形加剧和裂纹不断产生,AE信号逐渐频繁且强度增大。
2、检测钻井管汇及压力容器2.1钻井管汇是钻高压油气井必需配备的地面装置,由于长期使用并易暴露在恶劣环境中,加之内部与大量腐蚀性物质接触,易产生疲劳损坏。
利用AE技术可以实现远程实时枪测,通过榆测流体泄漏时在管肇激发的应力波,准确判断出钻井管汇的内部动态缺陷。
摘要:介绍了声发射技术的原来、历史与发展情况、与其他无损检测手段相比的优点,并在此基础上对声发射技术具体应用作了简单说明。
关键词:声发射压力容器在线检测1概述在制作压力容器的过程中,压力容器在对很多部位进行连接的时候需要进行焊接,从而导致焊接的部位经常存在缺陷。
在高温高压的作用下,如果这些缺陷部位产生腐蚀和裂纹等受到损伤而发生泄露或爆炸,会导致不堪设想的后果。
因此,只有防止缺陷部位发生泄露或爆炸,才能确保生产能够安全进行,因此,我们需要对在役的压力容器设备进行在线检测。
由于对在役的压力容器设备进行在线检测具有特殊性和危险性大的特点,因此,远程测量是最常采用的方法。
除此之外,对在役压力容器进行在线检测还具有工作量大、难度大以及要求诊断具有一定的前瞻性和预警功能的特点。
根据在役压力设备的在线检测的特点我们可以看出,传统的检测方法是不能够满足这些要求的,因此,在线无损检测技术的声发射技术作为一门新兴技术,经过几十年的发展,已经广泛而成熟的应用于在线检测压力容器领域。
2声发射的历史与发展材料中由于局域快速释放能力而产生的瞬间弹性波的现象就是声发射[1,2]。
20世纪50年代,以德国Kaiser所做的研究工作为代表,标志着现代声发射技术的起步。
根据Kaise的观察,在变形过程中,铜、锌、铅以及铸铁和金属合金等都会发生声发射现象。
而将声发射技术首次应用于压力容器检验的,还要追溯到1963年美国的Dune-gan,到目前为止,用声发射技术检验压力容器已经将近40多年的时间。
声发射检测一起从权模拟式到权数字式的更新在此期间已经达到五代以上,在北美、中国以及欧洲等许多国家,都广泛的应用声发射对在役压力容器进行检验,此外,关于声发射的检验标准,在实际的应用过程中也做了很多的探索。
根据相关文献,我们看出已经有上万台大型压力容器采用声发射技术进行检验,并且介绍压力容器声发射检测技术研究和应用的文章也十分多。
但是这些文章大多都是对实验室内采用声发射技术检验压力容器的结果进行了报道,很少文章对现场采用声发射技术检验压力容器的结果进行报道,因此,想通过这些资料和信息尽快达到掌握声发射检测技术的需要,对刚从事现场声发射检测的人员而言是十分不现实的。