立式储罐罐底腐蚀状态声发射检测的实验研究

　　1　前言

　　立式储罐常年在自然环境和液位变化的条件下运行,罐底是立式储罐中最易出现问题的部位[1],一方面其承受着液位变化带来的交变载荷作用,另一方面由于储罐中的介质通常都具有很强的腐蚀性,这些物质沉积后在罐底形成的覆盖层不仅从整体上削弱罐底的强度,而且还会在局部形成腐蚀坑,进一步发展为穿孔,使罐底泄漏[2]。目前常规检测方法[3]对“坏罐”的检测比较有效,但对如何在线识别“好罐”和“坏罐”,变定期检测为状态检测,使真正的“坏罐”得到及时的检测与修复却无能为力。据国2000多台被检储罐的资料统计表明,54%的罐为“好罐”,不需要离线清罐检测,只有9%的罐为“坏罐”,需要及时检测与修复,其它罐为有一定的损伤,需要制定合理的维修计划[4]。若不考虑储罐的状况仅按照计划进行检测,会造成浪费。声发射检测是对储罐底部进行检测的最有效方法。利用先进的声波传感技术,就能判断罐底是否存在活性声源且确定其位置。这些声源表明存在泄漏或有潜在的泄漏[5]。采用声发射检测和评价方法,可以逐步建立储罐的腐蚀状况的数据,并进行寿命的预测和预报,在保证储罐安全运行的基础上,延长使用周期,节省检修费用,提高储罐的使用效率。

　　2　实验系统

　　2·1　模拟罐底板受力过程实验系统

　　实验系统各组件几何尺寸及状况见表1。1#、1-1#、1-2#、3#、4#钢板取自同一块实际储罐罐底;2#钢板取自另一块实际储罐罐底;5#钢板为检验质量不合格的新板,与其他钢板材质相同;除5#钢板外,其他各块钢板腐蚀状况基本相同。

　　2·2　检测系统

　　检测系统主要包括应变测量检测系统和声发射检测系统(如图2),其中应变测量检测系统包括:BLR-1型拉压力传感器,YZ-22型转接箱,YJ-22型静态应变测量处理仪,经计算罐底支撑板内孔面积A=π×(0·7/2)2≈0·385m2,若罐高H=18·5m,介质为水,则其所承受的最大模拟压力为Q=ρvg=1000×18·5×0·385×9·8≈69800N,取最大模拟压力为70000N。

　　声发射检测系统由美国物理声学公司生产的SPARPANAT-32通道声发射检测分析仪、6个R15传感器(中心频率为150kHz)和6个1220型前置放大器组成,声发射检测分析仪设置总增益为60dB(前放40dB,主放20dB),门槛值为45dB,定位方式为三角时差定位。

　　3　实验过程

　　(1)按图1在实验钢板上按一定阵列安装传感器。

　　(2)仪器调试合格后,在距离传感器100mm处进行铅芯(Φ0·5mmHB铅芯)断裂信号标定,以确认各通道均具有较高灵敏度,且各通道灵敏度差在3dB之内。并对其中几个定位阵列进行定位标定。同时对静态应变测量处理仪进行校零。