声发射技术在罐式集装箱检验中的应用
罐式集装箱作为一种新型移动式压力容器,适应海陆联运的要求,目前已得到了广泛的应用[1]。除干散货罐式集装箱外,承压类的罐式集装箱主要用于装载有毒、有害、易燃、易爆以及腐蚀性的酸、碱和盐等化工原料及其制品,运输工具以重型汽车为主。罐体材质主要有20R、16MnR、不锈钢以及不锈钢+铝合金内衬等。
根据TSG R7001—2004《压力容器定期检验规程》要求,罐式集装箱每年至少要进行一次年检;全面检验周期须根据该罐式集装箱的安全状况等级而定,在年检中要求,设有人孔的罐车必须开罐检验。由于开罐要求非常高,既增加了用户的检验成本和检验时间;另外有毒有害介质对检验人员的伤害也是必须考虑的。
为此,在确保安全的前提下,采用声发射技术对罐式集装箱进行不开罐的在线检验,能够最大限度地降低用户的检验成本,避免由于介质置换而造成的环境污染。
1 目前罐式集装箱声发射检验概况
声发射是一种动态无损检测方法,它探测到的信号来自被检测物体的活动性缺陷,可以进行结构或系统的在线检测[2]。
自GB/T 18182—2000《金属压力容器声发射检测及结果评价方法》颁布以来,声发射检测技术在压力容器领域已经得到广泛的应用[3],就移动式压力容器而言,由于其运装介质的危险性和车载流动性等特殊情况,目前国内有关其声发射检测技术应用的文献较少。为此,笔者将简要介绍采用声发射技术检验罐式集装箱的方法和结果,以供同行们参考。
2 检测方法
2.1 检测对象
对某公司的24辆罐式集装箱(图1)进行了声发射在线检测,部分罐体的主要参数见表1,其罐装介质为无水氟化氢(AHF)或氟里昂(R22)。
2.2 检测仪器
采用美国物理声学公司(PAC)DiSP-56声发射检测系统,传感器为R15-AST型,检测频率范围为100~400 kHz,前置放大器为2/4/6型,增益及门槛均为40 dB,耦合剂为真空脂。
3 检测过程
根据罐体的不同结构形式,在罐体上按一定阵列用磁座固定了8个传感器(图2)。传感器安装位置应能覆盖全部罐体。
由于采用声发射在线监测方法,所以不需要对罐内介质进行置换。为了便于加载,最好在罐体内充满介质,然后在装卸车间采用施加干空气或氮气的方式按加载曲线加载(图3)。加载曲线一般分为2个台阶。第一台阶的压力P为该罐体在下一年度实际使用中可能达到的最高压力;第二台阶的压力一般可取为PT=1.1~1.3P。在线检测的试验压力不必按设计压力考虑,因为通常情况下,多数罐体的实际使用压力都远低于设计压力。本着合乎使用的原则,按照实际压力确定试验压力是科学的,而且对于采用介质加载的在线检测过程也是较安全的。
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