常压储罐声发射及漏磁检测技术

　　1　引言

　　常压储罐是储装原油、中间油、成品油等的重要工具,具有结构简单、造价低、投资小、便于管理等优点,广泛应用于工业、国防、石油、石化等行业。其内多储存易燃易爆、挥发性及有毒等性质的介质,且长年在自然环境和液位变化条件下运行,储罐材料不可避免地出现老化、腐蚀等缺陷,因此极易引起介质泄漏,导致严重的经济损失和环境与生态污染。如1995年4月8日凌晨我国厦门某油库3号罐底板穿孔泄漏,造成航空煤油严重泄漏事故[1];1997年北京东方化工厂“627”事故,由于储罐泄漏引起爆炸,死亡8人,燃烧区域达6万多平方米[2];1984年12月3日印度博帕尔市发生甲基异氰酸醋(MIC)储罐泄漏,共有2500余人丧生,20余万人中毒。腐蚀是造成储罐安全隐患的重要原因之一,而罐底板的腐蚀又是最为多见和最为严重的,据有关资料表明,在原油储罐因腐蚀泄漏穿孔而造成的罐停运中,罐底板腐蚀占80%之多,且多为下表面腐蚀[3]。

　　在我国,储罐的检验任务越来越繁重,一方面是由于原有旧储罐的老化以及原油质量的逐步劣化,腐蚀产生储罐泄漏的现象越来越严重。另一方面,为适应国家经济的高速发展和国家战略原油储备的需要,石化行业中的储罐数量和容量比以往都大幅增加。从世界范围讲,储罐设计朝着大型化、集中安放的方向发展,其优点主要在于节省钢材及投资,占地面积小,便于管理等,但大型化后的危险性相应增加了。一是容易产生危险,二是一旦出现问题危害性更大。因此如何最大程度地提高储罐的安全,如何采用高效的检测手段,尤其对罐底板的检测已成为业主十分关心和迫切解决的问题。既要求提高检测的可靠性和缺陷的判别准确率,同时也要求提高检测效率。我国在常压储罐方面的检测缺乏相应标准、规范等的技术支撑,开展难度很大,造成其检验技术水平大大落后于发达国家。

　　2　声发射检测技术

　　2.1　发展状况

　　现代声发射技术的开始以20世纪50年代初Kaiser在德国所做的研究工作为标志。美国科学家Dunegan首次将声发射技术应用于压力容器检测,美国于1967年成立了声发射工作组,日本于1969年成立了声发射协会。据Drouillard统计的声发射论文目录[4-5],到1986年有关声发射的论文已超过5000篇。时到今日,美国PAC公司、DW公司、德国Vallen Systeme公司和中国广州声华公司先后开发了计算机化程度更高、体积和重量更小的第三代数字化多通道声发射检测分析系统,除能进行声发射参数实时测量和声发射源定位外,还可直接进行声发射波形的观察、显示、记录和频谱分析,大大提高了声发射源的定位功能和缺陷检出准确率。我国于20世纪70年代逐渐开展声发射技术的研究工作[6],经过30多年的发展,声发射技术已在我国石油、石化、电力、航空、航天等领域得到广泛的研究和应用。20世纪80年代中期劳动部锅炉压力容器检测研究中心率先从美国PAC公司引进SPARTAN源定位声发射检测与信号处理分析系统,2002年国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心从德国VALLEN公司引进了ASM5型36通道声发射仪,该仪器既可对声发射信号进行基于波形的模式识别分析,又能检测大型常压储罐底板泄漏。