Page 48 - 无损检测2022年第十一期
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赵 娜, 等:
焦炭塔结构健康监测系统开发与应用
采集的数据远程传输至焦炭塔安全健康智慧管理平
台, 为焦炭塔的健康诊断、 损伤预测等分析提供数据
支撑。
2 现场试验与分析
利用该系统对某石化公司焦炭塔进行结构健康
监测。该焦炭塔的规格为 6000 mm×31065 mm
( 直径 × 高度), 塔体由上到下按壁厚变化分为球形
封头, 上、 中、 下筒体和锥形封头等 5 部分, 塔体主体
与裙座圈板材料为 Q245R , 焦炭塔的允许运行压力
小于 0.28MPa , 操作温度小于 425 ℃ , 已投入使用
14a 。经与公司安全管理人员沟通得知, 该焦炭塔
第一层平台附近的环焊缝曾出现过较为严重的裂
纹, 后经打磨补焊修复, 且该环焊缝上下两筒节均有
不同程度的鼓胀现象, 因此以焦炭塔第一层平台附
近筒节及环焊缝为对象开展现场试验。
由于焦炭塔的工作温度较高, 需加装辅助支架
对声发射传感器和倾斜传感器进行安装。辅助支架
图 2 焦炭塔结构健康监测软件工作流程图
的长度应大于焦炭塔保温层的厚度, 与传感器连接
处的温度应降到 60 ℃ 以下。采用波导杆将声发射
传感器与被检本体相连接, 其中声发射传感器通过
卡槽和弹簧固定在波导杆的一端, 波导杆的另一端
为锥形体, 通过点焊的方式焊接到被检本体上。分
别在 筒 节 环 焊 缝 的 上 方 和 下 方, 距 离 环 焊 缝 约
30cm 的位置焊接 4 根波导杆, 安装 4 个声发射传
感器( 组成平面定位)。在塔体焊缝以下筒节无明显
鼓胀区域焊接支架安装倾斜传感器, 安装时应确保
倾斜传感器轴线与塔体轴线平行; 同时在裙座与筒
体以及两筒节连接处通过胶粘的方式安装温度传感
器。传感器及监测系统的安装如图 4 所示。
开发的监测系统在焦炭塔现场 运 行 了 100 余
天, 焦碳塔倾斜及温度的监测信号如图 5 所示, 可以
图 3 焦碳塔结构健康监测软件界面
看出, 温度和倾角均经历了 5 个周期的规律性变化,
储功能可为管理人员提供历史数据的查看和分析, 且在焦炭塔低温的某一时间段内倾斜角发生较大变
同时利用软件的数据发送功能, 可根据工厂需求将 化, 持续一段时间后倾斜角趋于初始值。 对此进行
图 4 传感器及监测系统的安装
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2022 年 第 44 卷 第 11 期
无损检测
