聲發(fā)射技術(shù)在海上壓力容器檢測中的應用

雷德生

（湛江中海石油檢測工程有限公司 廣東 湛江 524057）

1 引言

當前我國海上生產(chǎn)工作與經(jīng)濟發(fā)展有著重要聯(lián)系，特別是海上油田生產(chǎn)，在近幾年更是成為了發(fā)展重點。但是在實際工作中卻發(fā)現(xiàn)，壓力容器設(shè)備偶爾會出現(xiàn)問題，這些問題的出現(xiàn)直接影響到生產(chǎn)工作的有序開展。所以，在工作中需要針對這一問題進行總結(jié)分析，并制定出相應解決方案，以合理的方式快速檢測出壓力容器存在的問題，進而為我國海上生產(chǎn)工作有序進行打下堅實基礎(chǔ)。

2 聲發(fā)射技術(shù)的歷史與發(fā)展

聲發(fā)射技術(shù)早在20世紀50年代就已經(jīng)出現(xiàn)，當時發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)的是德國某研究人員。通過相關(guān)應用實驗了解到，無論是銅、鉛還是金屬合金都能夠形成聲發(fā)射現(xiàn)象。雖然聲發(fā)射技術(shù)早就被研究了出來，但是其實際應用到壓力容器檢測的時間較晚。直到1963年才被美國技術(shù)人員應用起來，自該技術(shù)應用出現(xiàn)后，全球各國就一直在用這一方式進行壓力容器檢測，在應用過程中一直在對技術(shù)應用進行革新，且現(xiàn)代化技術(shù)應用還得到了多個國家的認同，并且這些國家還在不斷地對技術(shù)應用優(yōu)化進行研究。在對該技術(shù)進行研究時，我國起初只能對相應的數(shù)據(jù)資料以及文獻進行總結(jié)梳理，這就導致在實際工作中無法準確地對設(shè)備與技術(shù)應用進行研究，并且這些研究數(shù)據(jù)與資料的來源都在室內(nèi)環(huán)境中，所以就無法直觀體現(xiàn)出技術(shù)與系統(tǒng)實際應用的合理性與有效性。因此，為了進一步提高技術(shù)研究合理性，我國就需要改變這一滯后的研究方式，并盡可能結(jié)合實際情況對技術(shù)應用進行研究。隨著我國社會與經(jīng)濟快速發(fā)展，為了推動科學技術(shù)進步，我國開始大量引進聲發(fā)射技術(shù)，同時還要在技術(shù)引進的同時購入了與技術(shù)配套應用的設(shè)備，以這樣的方式為技術(shù)人員提供準確數(shù)據(jù)[1]。

隨著我國社會與經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，從90年代開始，我國就引進了大量進口大型聲發(fā)射儀器，并且經(jīng)過了幾年的研究和分析，針對這一技術(shù)推出了各項規(guī)定，且在研究和規(guī)定中將聲發(fā)射技術(shù)定位成了適用于壓力容器檢測的無損方式之一。不僅如此，在發(fā)展過程中，我國還將該技術(shù)應用到特種設(shè)備檢測體系中，至此聲發(fā)射技術(shù)正式成為了我國特種設(shè)備檢測方式之一[2]。

雖然在近幾年我國越來越多的單位與院校參與到了技術(shù)研究中，并且研究的方向也愈加多樣化，但是在實際檢測與應用過程中還是會出現(xiàn)一些問題，例如在檢測與應用過程中極易出現(xiàn)夾渣、未焊透、未融合等情況，還會出現(xiàn)氧化皮剝落、泄漏等各種發(fā)射源檢測問題，所以這就需要在實際工作中對問題進行深入總結(jié)，并結(jié)合相關(guān)研究數(shù)據(jù)進行分析，以保證可以在未來發(fā)展過程中合理地去解決技術(shù)應用過程中出現(xiàn)的問題，進而為我國聲發(fā)射技術(shù)應用與推廣打下堅實基礎(chǔ)，使其能夠成為推動我國社會與經(jīng)濟發(fā)展的重要技術(shù)之一。

3 壓力容器的危險性

無論在生產(chǎn)還是技術(shù)應用監(jiān)測中，各單位以及工作人員都十分關(guān)注壓力容器的運行狀況，因為這一設(shè)備的運行質(zhì)量直接影響到生產(chǎn)效率、質(zhì)量、生命安全。該設(shè)備相較于其他運行設(shè)備有著極強的危險性，因為設(shè)備中含有危險物質(zhì)，一旦設(shè)備受到損壞或長時間處在危險狀態(tài)運行，就極易引發(fā)爆炸、中毒等高風險事故。不僅如此，由于該設(shè)備的運行方式較為特殊，所以一旦其受到破壞或爆炸后，設(shè)備內(nèi)部就會快速發(fā)生變化，使得設(shè)備激素膨脹最終釋放出大量內(nèi)能，能量的釋放不僅會導致設(shè)備被破壞，還會因為其瞬間能量較大形成沖擊波，并對周圍的建筑、設(shè)備、工作人員帶來傷害。若設(shè)備中存儲的介質(zhì)較為安全，其影響也就局限于固定區(qū)域內(nèi)的爆炸與損失，但是如果其中儲存的介質(zhì)為有毒有害物質(zhì)，在爆炸后就會引發(fā)出更加嚴重的連鎖反應，其影響以及爆炸后介質(zhì)外泄帶來的后果不堪設(shè)想[3]。

4 壓力容器的檢測

為有效提高壓力容器的運行能力，需要通過合理的方式對其進行檢測，以保證在檢測過程中快速了解到其質(zhì)量問題，并將問題點明確出來，這樣就可以結(jié)合相應數(shù)據(jù)進行總結(jié)分析，并制定出相應解決方案，所以說壓力容器檢測目的就是為了預防安全事故的發(fā)生。因此，在實際工作中相關(guān)技術(shù)人員與工作人員就根據(jù)工作性質(zhì)對壓力容器檢驗進行了分類，主要分類為安全質(zhì)量監(jiān)督檢驗以及在用檢驗。產(chǎn)品安全質(zhì)量會直接影響到生產(chǎn)安全性，同時質(zhì)量還會影響到設(shè)備過載運行能力，若是產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督出現(xiàn)了問題，且產(chǎn)品還應用到實際工作中，不僅會導致單位生產(chǎn)質(zhì)量與效率受到影響，嚴重的還會引發(fā)出安全事故。為了避免在實際應用過程中，因為設(shè)備老化或受到外界因素影響出現(xiàn)質(zhì)量問題，就需要通過合理的方式對其進行檢查，這就需要應用到在用檢驗工作，這一工作則需要在規(guī)定的時間段對設(shè)備進行檢驗，并對其問題點進行記錄，隨后通知相關(guān)工作人員對設(shè)備進行維修或更換，通過這樣的方式來提高設(shè)備運行合理性與穩(wěn)定性，避免因為設(shè)備嚴重老化或其他質(zhì)量問題引發(fā)安全事故[4]。

5 聲發(fā)射技術(shù)概念及其優(yōu)缺點

5.1 聲發(fā)射技術(shù)概念

從當前技術(shù)應用角度來看，聲發(fā)射技術(shù)屬于當前先進的設(shè)備無損檢測方式，其主要的應用流程為發(fā)聲源、波傳遞、聲電轉(zhuǎn)換、信號處理、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果顯示。通過這樣的方式可以有效對設(shè)備內(nèi)部及外部情況進行分析，以保證可以在技術(shù)應用過程中快速檢測出設(shè)備變化，同時還可以解決內(nèi)部檢測存在限制的問題，進而有效提高檢測效率與質(zhì)量。

5.2 優(yōu)點

聲發(fā)射技術(shù)具有以下幾個特點：（1）可以更加合理地將設(shè)備中存在的危險區(qū)域進行劃分，同時還可以對不同的問題區(qū)域進行受損等級劃分，進一步提高了設(shè)備檢測合理性與有效性。（2）可以對不同體積的設(shè)備進行檢測，無論設(shè)備體積多大，都可以通過技術(shù)應用對其進行快速檢測，并保證檢測數(shù)據(jù)能夠更加精準。（3）在檢測過程中，可以對設(shè)備數(shù)據(jù)進行實時連續(xù)檢測，進而在檢測過程中更快地對一些潛在問題進行預報。（4）該檢測技術(shù)的應用不同于其他檢測方式，這一技術(shù)應用可以在任何環(huán)境下對設(shè)備進行檢測，無論檢測環(huán)境是屬于易燃易爆還是有毒環(huán)境，利用該技術(shù)都能夠有效對設(shè)備進行檢測。

5.3 局限性

雖然聲發(fā)射技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備進行全面的分析與檢測，但是其運行方式也存在一些問題。首先就是該技術(shù)所用材料較為敏感，所以在應用過程中就會受到機電噪聲影響，那么在對最終數(shù)據(jù)進行分析時，就需要結(jié)合實際情況進行深入整理才能保證數(shù)據(jù)準確性。還有就是在技術(shù)應用過程中需要使用到加載程序，雖然在大多數(shù)情況下都具備現(xiàn)成加載條件，但是也難免也會出現(xiàn)需要特別準備的情況。最后就是在實際應用過程中其檢測存在一定的局限性，只能對固定的設(shè)備或是在定量情況下應用，若要進行更加全面的檢測就需要配合其他無損檢測方法。

6 檢測結(jié)果評價

6.1 活性缺陷確定

在實際工作中，相關(guān)工作人員就在最高保壓壓力為24 MPa的水壓中，利用聲發(fā)射檢測技術(shù)對設(shè)備活性缺陷進行了實驗。圖1為某壓力容器檢測數(shù)據(jù)圖。通過相應檢測數(shù)據(jù)以及圖表就可以將其定為活性缺陷。

圖1 24 MPa保壓數(shù)據(jù)圖

6.2 源的強度劃分

源的強度Q見表1，通過相應數(shù)據(jù)總結(jié)對比就可以對其分源強度進行劃分。

表1 幅度參數(shù)劃分源的強度

6.3 源的活度劃分

通過對實際工作的總結(jié)分析，整理出了源的活度等級劃分，見表2。那么，工作人員就可以通過對表內(nèi)信息的分析來確定源的活性。

表2 源的活度等級劃分

6.4 源的綜合等級劃分

工作人員在檢測過程中，可以結(jié)合實際情況對源的強度及活性確定，那么就可以通過對比與分析，對源的等級進行評定。并根據(jù)相應的評定等級對壓力容器進行修復，以通過這樣的方式來進一步提高壓力容器修復效率與質(zhì)量，見表3。

表3 源的綜合等級劃分

7 結(jié)語

通過以上分析可知，在當前社會與經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，聲發(fā)射檢測技術(shù)應用到壓力容器檢測中，能夠為日常工作提供幫助，同時也了解到在實際工作中如何有效應用聲發(fā)射技術(shù)對壓力容器進行檢測。那么在實際工作中，相關(guān)技術(shù)人員一定要將聲發(fā)射技術(shù)應用價值展現(xiàn)出來，同時還可以在應用過程中對技術(shù)應用進行調(diào)整與優(yōu)化，以保證其可以適用于當前海上工作環(huán)境，并提高檢測質(zhì)量與效率，最終提高壓力容器運行能力，進而為我國社會與經(jīng)濟快速發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。