声发射检测技术（ae）对钢制平底常压储罐的检测方法及效果

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1、声发射检测技术（AE）对钢制平底常压储罐的检测方法及效果吴青（江苏省特种设备安全监督检验研究院常州分院江苏常州213016）储存液体化工物料常用的钢制平底常压储罐，广泛运用于化工、储运行业的各个生产单位。此类设备的特点是高度高（绝大多数高于10米）、直径大（8米以上）、储量大（500m3以上），经常用于储存易燃易爆、或具有腐蚀性、有污染的化学品，危险性大；数量相对集屮，一旦发生事故，后果十分严重。因此,如何保证储罐安全运行就显得格外重要。为丫避免事故的发生，使用单位设定了严格的管理和检查制度，來保证储罐的安全;部分企业还定期停罐，置换清理

2、，并邀请检测单位前来对内部进行检测。但由于储罐结构的特殊性，其底板在储罐rt部存有物料时，一面接触物料，一面紧贴基础，无法进行观察；入罐检查时，也只能对底板接触物料的一面进行宏观检查，反面的情况只能以无损检测手段检测，检测结果不够直观。而对一个储罐进行清罐、置换，需要耗费大量人力、财力和时间，使用单位很难接受。同时,储罐的连续运行特性导致很难对其进行停罐检查。底板在储罐运行时，需要承担大量物料的重载，一旦存在缺陷，在&身结构形状和所受重力的联合作用K,很容易造成应力集屮，使得缺陷不断扩展，直至形成泄漏，导致事故的产生。因此，如何在储罐运行

3、期间对其整体安全性进行确认，就成为了使用单位和检验单位共同的一大难题。为了达到这个目的，我们采用了声发射检测这种新型技术。声发射是指固体材料在断裂时释放储存的能量产生弹性波的现象。声发射检测（AE）,1950年由德国人j.Kaiser幵始研究，1964年美国应用于检验产品质量，从此获得迅速发展。材料的弹塑性形变、裂纹扩展、应力腐蚀等，都有声发射现象，检测到声发射信号，就可以连续监视材料内部变化的整个过程。声发射检测的原理是从声发射源发射的弹性波传播到达材料的表面，引起可以用传感器探测的表面位移，传感器将材料的机械振动转换为电信号，然后再被

4、放人、处理和记录，人们根据观察到的声发射信号进行分析与推断以了解材料产生声发射的机制。与普通无损检测不同，声发射检测可以在储罐运行吋对罐底板进行检测。通过贴附于罐壁的传感器，仪器接收通过罐内液体物料传导的声信号，包括物料蒸汽的冷凝滴落、风导致的振动、管道传导的振动、腐蚀层的扩展与脱落、泄漏产生的声音等，然后通过特定的检测软件对声信号进行处理，最终以直观的图形显示出来，从而给检测人员提供判断依据。并且，通过分析传感器之间接收到的声强差和时间差，可以大致确定声源的分布位置，当存在腐蚀与泄漏吋，这给确定腐蚀区域和漏点提供了有力的依据。下面以美国

5、物理声学公司（PAC）的32通道声发射仪器对常用的3000m3钢制平底常压储罐进行检测为例，简述一下具体检测方法。3000m3储罐的几何尺、j*约为Φ16800mmx14500mm。按检测的需要，在检测开始前12小时预先关闭与储罐相通的所冇阀门管线，液面加至检测液位（>50%工作液位）并保持静止。检测时机选择微风、多云、无雨的天气，气温上升至一定温度后进行检测。检测仪器选用型号为SAMOS-32;检测软件选择TANCPAC软件；检测传感器选择R3I声发射一体化探头（响应带宽为20khz〜lOOkhz），以真空脂耦合于打磨至金

6、属光泽的罐体表面，用磁性吸座固定。传感器安放上下两圈，下圈为检测传感器，上圈为护卫传感器，分别距离地面1.8m和2.8m。按照相邻传感器间距不超过10m计算，每圈传感器放置6个，共12个，分别编号为1#〜12#。主机使用1#〜12#检测通道，传感器与检测仪器主机之间以数据线相连。检测按jB/T10764-2007标准执行，按以下步骤实施：（1）以0.5mmHB铅笔作模拟源，进行断铅测试。测试是否各传感器耦合良好、数据传输正常、灵敏度符合要求；（2）以小型手锤作敲击测试，测试信号采集是否正常，是否能准确定位；（3）检测外界环境噪声，并按环境

7、噪声设定门槛电平以过滤噪声；（4）设定采集阈值，进行5〜10分钟的试检测，寻找并排除外界干扰源；（5）进行1〜2小吋的正式数据采集，如有需要，可进一步延长吋间；（6）对采集获得的数据进行分析，评价罐底板整体安全性。当检测更大体积储罐吋，仅需按照K周长计算增加相应的传感器数量和检测通道，检测步骤无需做其它变动。检测获得的数据经系统分析后，一般以点状图的型式表现出来，如图所示:图1图2点状图上面的每个点，均表示传感器接收到的超过设定最小阈值，被认定为有效的事件，即一段声信号。里然不一定每个事件都是底板的变形或泄漏造成，但总体来说，事件的集中程

8、度以及分布情况具冇指示底板完好程度的意义：当底板情况良好，点状图上会反应出少量的事件点，分布分散而随机［图1】，我们可以认为这些事件是由于外界干扰所产生，从而判断该储罐底板完整程度很好，综合现