Page 99 - 无损检测2022年第五期

赵建华,等:
立式成品油储罐底板缺陷的声发射检测

擦损伤和施工临时焊瘤等。
最直接的储罐检测方式是开罐检查, 但开罐检
查存在施工费用高、 检测周期长和前期准备繁琐等
问题, 因此各油库亟需能准确检测罐底板腐蚀情况
的不开罐在线检测方法。目前常见的储罐不开罐检
查方法有声发射检测 [ 4 ] 和超声导波检测 [ 5-6 ] 。超声
导波检测技术在罐底板的检测上应用较少, 国内常
用的是声发射检测技术。但储罐的声发射检测技术
难以被直接验证, 文章结合声发射检测结果和开罐
检查结果, 证明了声发射检测的有效性。
1 声发射检测原理与过程

1.1 声发射检测原理
声发射产生的声波来源于钢材内部的应变能突然
释放而产生的瞬态弹性波, 如钢材裂纹发展、 腐蚀产物
脱落和局部屈服变形等。产生的应力波具有振幅小和
频率高( 20~2000kHz ) 的特点, 因此一般使用声发射

传感器接收该弹性波信号, 并转化为电信号, 进而由声
图 1 声发射检测过程框图
发射信息系统将电信号转化为数字信号并进行处理。
瞬态弹性波信号可在材料内部和表面传播直至 表 1 储罐宏观检查结果
其能量完全衰减, 固体、 液体及气体都能传 播弹性 编号 检查内容 检查结果
波, 但不同材料具有不同的信号衰减率, 罐底板腐蚀 1 储罐结构完整性情况 结构完整
2 储罐表面腐蚀与缺陷情况 未发现表面腐蚀和缺陷
的弹性波可通过罐内油品和底板传播到壁板表面。 3 储罐壁板焊缝及底部角焊缝情况 正常无裂纹
一个声发射源信号可同时被几个声发射传感器接收 4 阴极保护情况 阴极保护系统正常运行
到, 从而可根据接收时差对声发射源进行定位并划 5 储罐外观情况 外表面完好无破损
6 储罐壁厚情况 各处位置壁厚符合要求
分其等级 [ 7 ] 。

1.2 总体检测过程 频率为 25~80kHz的 VS30-SIC-46dB 型声发射传

声发射检测的程序包括: ① 制定检测方案, 收 感器, 相邻传感器间的夹角为 30° ( 见图 2 )。经过校
准, 传感器的平均灵敏度为 87.4dB , 12 个传感器的

集并检查储罐的设计、 施工、 检测和建造等数据; ②

采用模拟源校准各传感器通道和处理器, 提高声发 最大与最小灵敏度之差为 0.9dB , 小于标准规定的

射检测的定位精度; ③ 通过加注成品油的方式为储 2dB 要求, 背景噪声不大于 40dB , 各传感器灵敏度

罐加压, 设置合理的储罐加压程序, 开展声 发射检 基本保持稳定。
测。声发射检测过程框图如图 1 所示。 对罐底板开展检测时, 传感器应统一布置在距

1.3 储罐检查 罐底板 0.1~0.5m 高度的壁板上, 并保证高于罐内

声发射检测前根据标准 SY / T5921-2017 《 立 沉积物, 各传感器间距保持一致, 检测时避开大开口

式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程》先对储 部位和补偿角焊缝, 以尽量减少其对声波信号的衰
罐壁板开展宏观检查, 该储罐的宏观检查结果如表 减作用。同时应打磨除去表面的防锈漆、 铁锈和杂
1 所示。经过外观检查确定了储罐的结构完好, 符 质, 均匀涂抹上真空脂等耦合剂并使传感器表面直
合标准要求。 接接触储罐基体, 确保传感器与储罐表面充分耦合。
1.4 声发射传感器布置 采用磁夹具固定传感器, 并将线缆固定在罐壁和地

3 面上, 防止其产生附加噪声。
被 检 储 罐 容 量 为 20000 m , 根 据 标 准 JB / T
10764-2007 《 无损检测常压金属储罐声发射检测 1.5 储罐加压与保压

及评价方法》 的规定, 在储罐壁板上均匀设置 12 个 首先开展 10min 的背景噪声测试, 当确定了低
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2022 年 第 44 卷 第 5 期
无损检测