1000m3液化气球罐声发射检测

对1000m3液化气球罐进行声发射检测，采用整体监测与局部监测两种方法，通过降低门槛值，提高检测灵敏度，共发现有效声发射源23处，复验其中21处存在裂纹缺陷。
关键词：球罐声发射检测缺陷

0 前言
压力容器广泛应用于各行各业，一旦发生泄漏或断裂将有可能引发火灾、爆炸及中毒事故，使生产和经济遭受严重破坏，生命和财产蒙受重大损失。另一方面，为了增加企业的核心竞争力，承压设备必须长周期运行，并且维护和检验成本必须最小化。
声发射检测可以在压力容器的工作状态下，通过改变压力容器的工艺操作参数，使压力容器存在的活性缺陷产生声发射信号，利用声发射仪采集信号，可以快速找出声发射源的位置，针对这些声发射源进行复验和评定，从而达到缩短检修周期、降低成本的目的。
本文对1000m3液化气球罐进行声发射检测，采用整体监测与局部监测相结合的方法，发现有效声发射源23处，复验其中21处存在裂纹缺陷。
1 球罐概况
石化股份有限公司贮运厂一台液化石油气球罐，位号为G909，设计压力：1.8Mpa+静压力，设计温度：-10－50℃，最高操作压力为1.6MPa，操作温度：常温，直径：F12410mm，容积：1000m3 ，介质：液化石油气，主体材质：SPV50Q，公称壁厚：34mm。该球罐由日本CBI株式会社设计制造，由三化建现场组焊，1987年11月投用，2001年4月检验过程中，发现对接焊缝熔合线内表面存在大量裂纹，进行了消氢处理、补焊返修、整体消应力处理，水压试验合格后一直沿用至今。
2 检测方案
本次检测采用北京声华科技有限公司SWAES－35型和SWAES－50型多通道全数字化声发射检测分析仪2台，采用WAE2002源定位检测分析软件，传感器为SR150型（带前置放大器，可自激发标定）谐振型传感器，中心频率为150KHZ，主放大器增益为40dB，带通频率为20-120KHZ。
采用SWAES－50型声发射仪的46个通道数对球罐进行整体监测，采用球面定位；采用SWAES－35型声发射仪的32个通道数对球罐上下大环缝进行监测，采用线性定位。
整体监测：总共46个探头（共五层，第一、四层6个，第二、五层10个，第三层12个，球罐顶部、底部中心各布置一个（避开人孔）），排列成三角型阵列，探头在容器上的具体部位如图1所示。

主视图俯视图
图1 整体监测传感器布置示意图
局部监测：总共32个探头（共两层，分布在上下大环缝周围，排列成圆周型，探头在容器上的具体部位如图2所示。

主视图 俯视图
图2 局部监测传感器布置示意图
声发射检测的压力试验程序采用两次加压循环过程，采用充洁净水升压的方式，按照GB/T18182-2000的要求，并结合球罐现场的实际情况进行。
3 加载程序
检测前，对现场噪声进行测量，信号＜52dB；衰减测量情况较16MnR材料大，为了保证检测精度，故将门槛值设置为40 dB。
对整体监测44个有代表性的三角形定位阵列进行定位校准和对局部监测32个有代表性的线性定位阵列进行定位校准，均得到良好的一一定位结果。
采用两次加压、保压程序。
4 检测数据分析
本次检测数据分析，主要采用常用的参数分析的方法。但由于门槛值设置较低，有效声源信号和噪声信号混杂出现，所以通过以下方式将其区分：
(1) 波形判断，区分突发信号、连续信号以及传感器自激信号。本次检测主要是检测球罐裂纹缺陷，主要是突发信号；
(2) 未开始升压前及两次降压过程的信号识别。如果一个信号源在整个检测过程中频繁出现，包括未开始升压前或两次降压过程中，则该信号不一定是缺陷产生的信号。应重点检查该部位在球罐上的位置，分析是否因振动、脚手架碰撞磨擦、介质进出流动、传感器自激产生的噪声信号；
(3) 对于焊缝附近及应力集中区域，即使只出现在一次升压阶段，属于非活性，也将其认为是有效声发射源；
5 检测结果与评价
该球罐在进行在线整体监测过程中罐体发现18处有效声发射定位源，如表1所示；局部监测过程中罐体发现12处有效声发射定位源，如表2所示。
表1 整体监测声发射源综合等级
声源序号 升压1保压1升压2保压2 活度 强度 综合等级
S1 × Ο × × 非活性 高强度 B
S2 Ο Ο × × 弱活性 高强度 D
S3 Ο Ο × × 弱活性 高强度 D
S4 Ο Ο × × 弱活性 高强度 D
S5 Ο Ο × Ο 活性 高强度 E
S6 Ο × × × 非活性 高强度 B
S7 Ο × × × 非活性 高强度 B
S8 Ο × × × 非活性 高强度 B
S9 Ο × × × 非活性 高强度 B
S10 Ο × × × 非活性 高强度 B
S11 Ο × × × 非活性 高强度 B
S12 Ο × × × 非活性 高强度 B
S13 Ο × × × 非活性 高强度 B
S14 Ο × × × 非活性 高强度 B
S16 Ο × × × 非活性 高强度 B
S16 Ο × × × 非活性 高强度 B
S17 Ο × × Ο 弱活性 高强度 D
S18 Ο × × Ο 弱活性 高强度 D

表2 局部监测声发射源综合等级
声源序号 升压1保压1升压2保压2 活度 强度 综合等级
L1 Ο × × Ο 弱活性 高强度 D
L2 Ο × Ο Ο 活性 高强度 E
L3 Ο × × × 非活性 高强度 B
L4 Ο × × Ο 弱活性 高强度 D
L5 Ο Ο × Ο 活性 中强度 D
L6 Ο Ο × Ο 活性 中强度 D
L7 Ο × × × 非活性 高强度 B
L8 Ο Ο Ο × 活性 中强度 D
L9 Ο × × × 非活性 高强度 B
L10 Ο Ο Ο