大型储罐底板全域声发射在线监测方法研究

发布时间：2020-06-05 14:49

【摘要】：大型常压储罐在长期服役过程中,底板由于受罐内介质、下层土壤等因素而产生腐蚀现象甚至穿孔导致泄漏发生,这些现象在发生过程中往往伴随着声波的产生,声发射检测技术是动态的检测技术,可以在不开罐的情况下实时监测罐底的缺陷,能够通过罐底定位反映声源的位置,以及真实缺陷源位置的符合状况。然而对罐底声源强度进行理论分析与计算后发现,罐底腐蚀与泄漏产生的声发射波的强度都为中、低幅值,且在传播过程中会发生衰减现象,将传感器贴于储罐外壁的传统的检测方法难以接收到大型储罐中心区域损伤产生的声信号,无法对储罐进行完整性安全评价。本文在此基础上提出将若干传感器投入储罐内部,与在罐壁上接近罐底的外壁传感器形成阵列,来增加对罐底定位的区域范围,并设计内置传感器投放装置携带若干水下传感器从罐顶投入储罐内部,装置可在储罐内部进行机械展开,使内置传感器组成阵列对储罐中心区域缺陷定位,且可以与外部传感器联合工作对储罐边缘区域进行定位,同时在此装置的基础上进行了模拟立式储罐底板损伤声源特性对比实验,模拟实验结果表明内置传感器投放装置携带的传感器能够接收到罐底腐蚀与泄漏的声发射信号,接收到的信号幅值、撞击等参量强度高于外部传感器,且能够采集到外部传感器难以接收的低幅值信号,为大型储罐的声发射全域监测评价提供合理的依据。本文在声发射全域监测的基础上,提出了Geiger定位算法与三维超定定位算法两种新型声发射空间定位方法,并引入多次互相关与全相位相位差两种方法求取信号到达各传感器的时间差,同时设计了模拟储罐底板损伤过程的声发射定位对比试验,模拟定位试验结果表明,基于全相位相位差的三维超定定位方法的平均相对误差最小,适用于该储罐底板声发射全域监测方法的缺陷定位。本文在全相位相位差的三维超定定位算法的基础上,编译了新型声发射定位系统3DNTBPT,并进行3DNTBPT定位系统与仪器内置SAMOS定位系统的模拟储罐底板缺陷定位对比实验,实验结果表明3DNTBPT定位系统定位的误差低于SAMOS定位系统,且定位点相对集中,能更好的反映罐底损伤的位置,为大型储罐的声发射全域监测的安全性评价提供理论基础。
【图文】：

战略石油储备,储罐

东北石油大学硕士研究生学位论文第一章绪论1.1 研究背景及意义常压立式储罐(简称储罐)作为一种重要的储存容器，在石化行业中广泛应用于反应介质、成品油与原油的盛装和储存。随着我国经济的持续快速发展，对石油的需求不断增加。同时，为了避免能源供应带来的国家安全风险，储罐的尺寸也越来越大[1]，近些年来已建成多个作为战略储备库的大型储罐群，，如图 1.1 所示。但是，在立式常压油品储罐的使用过程中，由于操作环境和底板生产条件的变化，会造成底板一定的腐蚀损伤甚至严重的点蚀穿孔[2]，导致储罐底板结构受损，储罐内介质外流造成污染，严重时会发生灾害，使得安全与环境不可逆的损害[3]，在役储罐的安全运行是一个重要的工程问题[4]。其安全性和经济性越来越受国家和企业的重视。此外国内外相关企业和工程技术人员对储罐的状态检测和安全评价也越来越重视。

原理图,原理图,罐底,检测过程

图 1.2 超声测厚原理图术是罐底腐蚀的一种传统检测方法。在检测前要将内，使用超声波测厚仪测量罐底各点的厚度，得断储罐罐底的腐蚀情况。在检测过程中，罐底表粗糙，则测得厚度数据就不具代表性，在检测前人力与物力，使得检测非常困难。另外，由于超检测到罐底的均匀腐蚀缺陷，但在检测过程中容一定的隐患。测技术[8-10]是将通有恒定电流的线圈靠近被检测物体，流，同时影响线圈中的电流，使其发生一定的改涡流的大小发生变化，因此线圈电流的变化可以反如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE972

【参考文献】