聲發(fā)射技術(shù)在燃?xì)鈨夤袷Х治鲋械膽?yīng)用與研究

邵昀啟

（柳州市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，廣西 柳州 545006）

聲發(fā)射技術(shù)在燃?xì)鈨夤袷Х治鲋械膽?yīng)用與研究

邵昀啟

（柳州市特種設(shè)備檢驗(yàn)所，廣西 柳州 545006）

闡述了應(yīng)用聲發(fā)射技術(shù)對燃?xì)鈨夤竦目梢尚孤┎课贿M(jìn)行定位，再通過宏觀檢查、磁粉檢測和真空檢測等方法對聲發(fā)射檢測發(fā)現(xiàn)的疑似部位進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)一步驗(yàn)證聲發(fā)射檢測技術(shù)在燃?xì)鈨夤駲z測中應(yīng)用的可行性，為今后燃?xì)鈨夤竦臋z驗(yàn)及安全排查提供了更加便捷可靠的方法依據(jù)。

聲發(fā)射；儲氣柜

濕式儲氣柜是最常見的一種氣柜。通常用于煤氣貯存，它由水封槽和鐘罩兩部分組成。鐘罩是沒有底、可上下活動的圓筒形容器。如果貯氣量大時，鐘罩可以由單層改成多層套筒式，各節(jié)之間以水封環(huán)形槽密封。某燃?xì)夤緝庹镜?#燃?xì)鈨夤癖闶菨袷絻夤?，其設(shè)計(jì)壓力為319mm水柱，設(shè)計(jì)溫度為常溫，有效容積為54000立方米。該儲氣柜在使用過程中發(fā)現(xiàn)二、三塔之間水封槽有水泄漏，水槽水位下降速度約為每小時5～10mm，因此該儲氣柜已無法正常使用。使用單位已先后兩次開柜，并由不同檢測單位的檢修人員進(jìn)入柜內(nèi)尋找漏點(diǎn)，均未能解決以上泄漏問題。針對以上情況，我方制定了應(yīng)用聲發(fā)射檢測技術(shù)尋找可疑泄漏部位，然后應(yīng)用宏觀檢查、磁粉檢測和真空泄漏檢測等方法對疑似泄漏部位進(jìn)行驗(yàn)證的檢測方案。

1 聲發(fā)射檢測

1.1 聲發(fā)射技術(shù)原理

聲發(fā)射檢測是一種動態(tài)無損檢測方法，即材料中某局域中聲發(fā)射源釋放能量，并產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象。通過“聽”被檢測對象所發(fā)出的聲發(fā)射信號來判斷這些信號所載有的聲發(fā)射源的信息。在聲發(fā)射檢測過程中，由于內(nèi)部壓力、應(yīng)力等原因被檢測材料誘發(fā)瞬態(tài)彈性波，并沿材料傳播到表面，再通過聲發(fā)射傳感器利用壓電效應(yīng)將材料表面的微位移轉(zhuǎn)換為電信號然后，經(jīng)放大、傳輸后顯示和處理，然后通過對聲發(fā)射源特征參數(shù)的分析和研究，推斷出活動缺陷的位置、狀態(tài)變化程度和發(fā)展趨勢。

1.2 傳感器布置和參數(shù)設(shè)置

對儲氣柜加壓，加壓到0．002MPa并保持穩(wěn)定，此時二塔升起到23米的高度。屏蔽外來聲源干擾，在三塔四塔之間水封平面以上100mm處沿三塔圓周方向布置傳感器。三塔直徑為44000mm，每隔2000mm布置一個傳感器，共需布置70處部位，傳感器布置部位見圖1所示。

圖1 傳感器布置部位

本次檢測采用的聲發(fā)射檢測儀為MICRO-Ⅱ型，共有24個通道，因此70處布置部位需依次沿圓周方向分3批進(jìn)行布置，第一次布置24個傳感器進(jìn)行檢測，第二次布置24個傳感器進(jìn)行檢測，第三次布置22個傳感器進(jìn)行檢測。儀器參數(shù)設(shè)置見表1所示，參考NB/T47013．9-2012進(jìn)行檢測，確定漏點(diǎn)的大致部位，并做好記錄和現(xiàn)場標(biāo)記。

表1 聲發(fā)射檢測參數(shù)設(shè)置

1.3 數(shù)據(jù)采集和部位確定

通過分三次檢測完成后，第一部分檢測的24個通道、第二部分檢測的24個通道和第三部分檢測的22個通道的各傳感器采集的信號數(shù)據(jù)詳見圖2檢測各階段撞擊—通道統(tǒng)計(jì)。

圖2 檢測各階段撞擊—通道統(tǒng)計(jì)

根據(jù)以上采集的各傳感器信號數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)有3處傳感器部位顯示的撞擊次數(shù)大于200次以上，顯著多于其他各傳感器部位顯示的信號。因此將以上3處部位列為可疑泄漏部位，作為后續(xù)其他驗(yàn)證檢驗(yàn)項(xiàng)目的重點(diǎn)檢查部位?？梢刹课痪唧w分布位置見圖3所示。

圖3 可疑部位定位圖

圖3 中1#、2#、3#分別表示本次檢測發(fā)現(xiàn)的3處可疑泄漏部位所對應(yīng)的橫向定位位置，縱向位置則為二塔下掛圈的水封面以下部位。

2 驗(yàn)證分析

2.1 驗(yàn)證方法

針對以上3處可疑部位，對每處部位的左右各5000mm的范圍內(nèi)，分別采取以下3種方法進(jìn)行檢測驗(yàn)證：方法一：對二塔下掛圈的水封面以下部位進(jìn)行100%的宏觀檢查，檢查槽鋼和筒體是否有孔洞、開裂現(xiàn)象。方法二：對二塔下掛圈的水封面以下部位的所有焊縫進(jìn)行100%的磁粉檢測，檢測焊縫部位是否有裂紋產(chǎn)生。方法三：對二塔下掛圈槽鋼上的墊塊逐個進(jìn)行抽真空檢測，檢查墊塊下面的隱蔽部位是否有開裂現(xiàn)象。

2.2 驗(yàn)證結(jié)果

通過方法一的宏觀檢查，在二塔下掛圈槽鋼壁上發(fā)現(xiàn)一處φ3的孔，且該孔已經(jīng)穿透。該孔的橫向定位位置位于圖3中3#點(diǎn)的右側(cè)500mm處，與聲發(fā)射發(fā)現(xiàn)的3#可疑部位基本吻合。該處信號來源于該孔的水泄漏后撞擊到三塔體所產(chǎn)生的回饋信號。通過方法二的磁粉檢測，在二塔下掛圈槽鋼與外側(cè)板搭接焊縫上發(fā)現(xiàn)一處長約300mm的裂紋。該裂紋的橫向定位位置位于圖3中2#點(diǎn)的左側(cè)900mm處，與聲發(fā)射發(fā)現(xiàn)的2#可疑部位相近。該裂紋可能為活性裂紋，產(chǎn)生的信號被傳感器采集到。但是對于該裂紋是否與聲發(fā)射檢測的2#部位有必然聯(lián)系，還需進(jìn)行進(jìn)一步的探討驗(yàn)證。通過方法三的抽真空檢測，在對檢測人孔左側(cè)的第17塊墊塊進(jìn)行抽真空檢測時，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生。為進(jìn)一步驗(yàn)證該墊塊下是否有泄漏，故將該墊塊割開，割開后發(fā)現(xiàn)一條宏觀可見的長約200mm的裂紋，裂紋從墊塊外側(cè)焊縫一直延伸至兩側(cè)槽鋼母材，呈八字形擴(kuò)展，且該裂紋已貫穿槽鋼底部。該部位的橫向定位位置位于圖3中1#點(diǎn)的左側(cè)100mm處，與聲發(fā)射發(fā)現(xiàn)的1#可疑部位相吻合。該處信號來源于該穿透性裂紋的水泄漏后撞擊到三塔體所產(chǎn)生的回饋信號。

3 結(jié)語

通過以上驗(yàn)證性檢測，可以看出運(yùn)用聲發(fā)射檢測手段對泄漏部位的定位基本與實(shí)際相吻合。以上三處部位經(jīng)使用單位修理后，重新封罐并投入使用至今，未再發(fā)生水封槽泄漏的現(xiàn)象，該儲氣柜的泄漏問題得到了有效的解決。如果采用傳統(tǒng)的幾種檢測手段對每層塔的水封圈進(jìn)行檢測，需要耗費(fèi)大量的時間，且因?yàn)榭臻g受限的原因也很難保證檢測質(zhì)量。因此聲發(fā)射檢測技術(shù)在儲氣柜檢測與安全排查上的應(yīng)用將大大提高工作效率和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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