常压储罐罐底腐蚀声发射检测去噪方法分析.pdf

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1、156化工机械2014焦常压储罐罐底腐蚀声发射检测去噪方法分析4李自力料1毕海胜1程远鹏1王军1陈健飞2(1．中国石油大学(华东)油气储运工程系；2．胜利油田技术检测中心)摘要从声发射检测过程实施、检测仪器设置和信号处理3个方面来分析声发射检测去噪技术，旨在提高罐底声发射在线检测的可靠性和准确性，为工程实际检测提供一定的指导和借鉴意义。关键词声发射罐底腐蚀去噪小波分析神经网络中图分类号TQ053．2文献标识码A文章编号0254-6094(2014)02-0156-04声发射是材料中局域源快速释放能量产生瞬态弹性波的一种现象，也称为应力波发射(StressWaveEm

2、ission)、微震动活动(Micro-seismicActiv-ity)等⋯。声发射检测作为一种无损检测方法，在石油化工、航空航天、电力系统、岩石勘探及桥梁建筑等诸多领域得到了广泛的应用。具体在石油化工领域，声发射检测用于压力容器裂纹检测、常压储罐罐底腐蚀检测、油气管道泄漏检测以及LNG低温储罐检测等方面取得了良好的效果。声发射罐底腐蚀检测相对于漏磁检测、超声波检测及磁粉检测等传统离线无损检测，具有独特的优势。它采取“被动听声”的方式，在线监测储罐底板产生的腐蚀信号并对罐底板腐蚀情况作出判断，其检测灵敏度高，能够对腐蚀活性缺陷和早期开裂快速检测和准确定位，无需停产

3、、开罐、倒罐、清洗，对储罐底板100％覆盖并快速检测，检测一个直径为50m的储罐只需一天，进而根据腐蚀程度对储罐实现“好”与“坏”的分级，变“定期检测”为“状态检测”，节省了大量的人力、资金和时间‘2川。在世界范围内，声发射检测是目前适用于大型常压储罐底板腐蚀在线检测与评估的最好方法。但是，储罐声发射检测受背景噪声的干扰比较大，这些噪声包括可测量的流动噪声、物件和储罐的机械撞击、电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)”。，管道或软管连接处的泄漏、壁板的泄漏、膨胀管的热胀冷缩，自然雨雪、冰雹、大风、鸟和昆虫，罐壁上的喷淋器、罐内的加热盘管、搅拌机、液位探测仪以及其他储

4、罐内部构件、储罐内的化学反应、气泡的运动等，导致检测信号在解释、识别和聚类上存在很大的困难，混淆甚至丢失有用的腐蚀信号而出现误判的情况时有发生，因而如何去噪是声发射检测在应用过程中遇到的最大难题。1检测过程实施去噪1．1检测时间的选择现场储罐声发射检测表明，白天罐区周边因施工、设备运转、机动车辆及太阳照射等的影响，背景噪声水平总体较高，采集到的信号当中含有大量的噪声信号，白天采集到的信号量远远大于晚上的信号量。太阳照射储罐，迎光面和背光面罐壁受光照不一样，壁板因受热不均而产生热应力，热胀冷缩变形产生应力波；带有滑动膨胀节的外加热盘管夹套，在环境温度变化时将会产生具有

5、长持续时间的不连续的突发型声发射信号；此外，罐内介质(主要是油品)受热不均，液体热对流与罐壁、内加热盘管以及进出口油管等摩擦也会产生大量的噪声。因此实施声发射检测之前，除了确保储罐进出口阀门关闭，搅拌器、加热设施和泵机组等停止运转，并静置一段时间(约12h)之外，还必须选择}国家科技重大专项资助项目(2008ZX05017-04-01)和国家自然科学基金项目(50804053)。木幸李自力，男，1963年2月生，教授。山东省青岛市，266580。第41卷第2期化工机械157一个温度可控的环境或温度相对稳定的时间¨1。目前国际上没有统一的标准来规定储罐声发射检测的时间

6、。在欧洲，推荐最佳检测时间是晚上；GB／T10764．2007也推荐，合适的检测时间是早晨或晚上。张涛等人通过现场检测并处理分析，推荐在22：00至次日凌晨4：00的时间段进行检测，效果良好¨1。因此，选择最佳时间区间进行检测，对于消噪干扰至关重要。1．2布置双层传感器储罐进行声发射检测时，罐顶板的落杂、抗风圈振动、顶板和壁板的腐蚀和受热不均产生的应力波以及罐顶内表面油品低温凝析液滴落到液面也会产生声发射，从而对罐底声发射检测信号产生干扰。可以通过布置双层传感器来消除这些干扰，双层传感器的布置方法如图1所示，第一圈传感器靠近罐底板，距底板高度在0．2—0．5m之间(

7、有的外文文献设定为1m)，确保高于罐底沉积物，且在同一高度壁板上环状均布；第二圈传感器布置在距底板高度3～5m的壁板，竖直方向上与第一圈传感器等间距错开，错开方式布置采用相同数量的通道可以覆盖更大范围的储罐壳体，尤其对于大型储罐可以减少需要的通道数。图l储罐底板检测双层传感器布置示意图第二层护卫传感器优先接收来自上层的声发射事件，根据信号到达时间差来剔除来自顶板和壁板背景噪声的干扰，这样保证第一圈传感器接收的信号主要是底板的腐蚀缺陷信号。1．3金属板附加传感器为了减少自然雨雪、冰雹、风沙、储罐周围机械振动等较大环境噪声的干扰，英国声发射专家ChrisRowlan