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某化肥厂一台8250mｏ液氨球罐基本参数为：设计压力0.405 MPa，设计温度-10～4℃，工作介质为液氨，主体材质为A52P1，公称壁厚为15.7，17.5，20.5，24.7和21.5 mm。 该球罐安装时100％射线探伤，探伤验收标准为ASME VIII第一篇UW-51和UA-65。沧州欧谱共拍4111 张片，一次返修407张，二次返修54张，三次返修3张。1978年2月投用。1980年8月首次检验，1988年5月第二次检验，1997年4月第三次检验时定为1级。2检验背景 该球罐体积庞大，外壁有岩棉保温。常规检验时需要倒空置换、搭设内外脚手架、拆除外部保温，检验完毕后恢复原状，做耐压试验、气密试验合格后方可投用。整个过程不仅需要耗费大量人力物力和时间，全过程检修时间长达半年之久。2005年第四次检验时，用户希望将全程时间控制在三个月之内。 ......
邵峰，朱玉明，崔强
(南京市锅炉压力容器监督检验所，南京210002) 陈培田 (金陵石化公司炼油厂红叶有机化工厂，南京210033) The Detection of 8000 Cubic Meters Spherical Tanks by Acoustic Emission SHAO Feng, ZHU Yu-Ming, CUI Qiang (Nanjing Boiler and Pressure Vessel inspection Institute, Nanjing 210002, China) CHEN Pei-Tian (Sinopec Jinling Petrochemical Corp. Ltd. , Nanjing 210033, China) 中图分类号：TGll5.28 文献标识码：B 文章编号：1000-6656(2008)02-0122-021基本情况 某化肥厂一台8250mｏ液氨球罐基本参数为：设计压力0.405 MPa，设计温度-10～4℃，工作介质为液氨，主体材质为A52P1，公称壁厚为15.7，17.5，20.5，24.7和21.5 mm。 该球罐安装时100％射线探伤，探伤验收标准为ASME VIII第一篇UW-51和UA-65。共拍4111 张片，一次返修407张，二次返修54张，三次返修3张。1978年2月投用。1980年8月首次检验，1988年5月第二次检验，1997年4月第三次检验时定为1级。2检验背景 该球罐体积庞大，外壁有岩棉保温。常规检验时需要倒空置换、搭设内外脚手架、拆除外部保温，检验完毕后恢复原状，做耐压试验、气密试验合格后方可投用。整个过程不仅需要耗费大量人力物力和时间，全过程检修时间长达半年之久。2005年第四次检验时，用户希望将全程时间控制在三个月之内。 3检验方案 3.1球罐材质分析 由于球罐主要材质为法国钢板A52P1，较国内常用16MnR钢，A52P1 钢中含Ni=0.6％，沧州欧谱而16MnR中含si 0.2％～0.55％，其它元素基本一致。si与Ni两种元素在低合金钢中均有固溶强化和提高淬透性作用。力学性能方面两种钢材仅在屈服点和伸长率方面有微小差异，因此声发射检测数据可以参照16MnR 经验数据判断，如出现疑问可以通过实验提供更为准确的依据。 3.2检验方案 综合考虑该球罐的制造安装状况及历史检验情况，同时为尽量缩短检修时间，初步拟定的检验方案为：在倒空物料进行清洗置换的同时在外部搭设脚手架，仅拆除局部少量外壁保温层以布置声发射探头，在做水压试验的同时进行声发射监测，视检测情况确定重点检查部位，作常规无损检测复验。如果有效定源部位集中在上半部考虑采用水浮法(扎竹筏控制液位高低来接近检测部位)，下半部则可考虑搭设少量脚手架。 4声发射检测 4.1声发射检测仪器及相关参数 使用两台德国Vallen公司AMSY-5型36通道声发射检测系统并联，由其中一台主机控制。 主要参数为背景噪声＜45 dB；门槛值为50 dB；模拟源为HBΦ0.5 mm铅芯折断信号；传感器为VSl50-RIC型(带前置放大器，可自激发标定)谐振型传感器，中心频率为150 kHz，放大器增益为34 dB，带通频率为100～300 kHz，定位方式为球面定位，全波形采集和参数采集，传感器平均灵敏度为90 dB。 4.2传感器布置 传感器布置是本次检测的关键。由于球罐容积庞大，若按最大传感器间距不超过5 m布置，则除上下人孔各布置一个传感器外，最少需要7层共计100个传感器，需要三台AMSY-5型 36 通道声发射检测系统，难度相当大。因此预先在球罐罐壁采用铅芯模拟源测量实际距离一衰减曲线，当距离为0.1 m时信号幅值为94 dB，0.5 m时为90 dB，1 m时为88 dB，2 m时为85 dB，4 m时为74 dB，6 m时为64 dB，6.5 m时为60 dB。根据试验确定将最大传感器间距控制在6.5 m以内。最终确定的传感器布置如图1所示，上下人孔各布置一个传感器，中间共布置6层，最大垂直间距为5.63 m；赤道带上下各布一层，每层16个传感器，最大横向间距为4.8 m；上下温带各布置两层，分别为一层10个传感器，最大横向间距为6.16 m和一层8个传感器，最大横向间距为4.27 m，共计70通道。 4.3加压过程 由于该球罐上次水压至今已超过 10 年，本次检验拟采取液压加载方式，但该罐盛满水后总重超过8 700 t，水压试验难度很大。焊缝探伤仪http://www.hanfengtanshangyi.com在查阅了球罐的安装资料，了解该球罐基础结构，并对球罐16根支柱实际不垂直度及多年使用后不均匀沉降程度进行现场测量［1］后，确认该球罐能够承受液压试验的液体重量。因为该罐近年来的操作压力均控制在0.3 MPa以下，根据国家标准［2］及现场实际条件确定最高试验压力为 0.405 MPa，采用二次加载方式，每次稳定30 min。加载过程力求平稳，同时在充水过程中对基础的沉降进行实测记录，一旦发现不正常的较大沉降量就立即停止充液。 4.4检测结果及分析 本次声发射检测是球罐在用清洁水加压过程中，进行声发射整体监测。压力从0.3 MPa开始，共进行两个加压循环。在两个循环加压和保压过程中均未出现有效声发射定位源信号。仅在第4，7，37通道出现一定数量的声信号，典型信号波形等如图2 所示。采用关联图分析信号特征，上升时间、持续时间较短(1～20µs)，能量在(100～800 eV)之间，信号幅值集中在70～85 dB(图3)。仔细核查检测数据，位置数据(x，y)均无显示，说明未形成有效定位。相同通道收到的声信号具备较多类似特征，如上升时间 R，持续时间 D，撞击计数 C 等(表1)。综合上述情况，结合压力容器检测中不同源产生声信号的主要特性和参数范围［３，４］，得出以上信号应为噪声信号中的电子噪声，因此该球罐声发射检测未发现危害性缺陷。 |
