Page 73 - 无损检测2024年第三期

吴家喜, 等:
危化品常压储罐罐壁超声相控阵 C扫描检测与局部腐蚀评价

储罐全面检测中, 通常对储罐底板腐蚀的关注度较
高, 检测方法主要有超声波测厚、 声发射检测、 漏磁
检测、 超声导波检测等 [ 3-5 ] 。对于储罐罐壁腐蚀, 特
别是有保温层的储罐, 通常采用宏观检测和超声波
测厚的方法, 这些方法较为局限, 一旦罐壁发生大面
积保温层下腐蚀, 从外壁进行超声测厚的操作难度
较大且检测效率低下, 会出现探头耦合不良, 检测数
据可靠性低等问题, 进而影响罐壁局部腐蚀最小厚
度计算的准确性, 并最终影响罐壁剩余寿命的计算
结果 [ 6-8 ] 。 图1 罐壁纵波直探头线扫描示意
基于以上问题, 文章采用超声相控阵 C 扫描
技术, 对某炼化厂一台保温层下存在大面积腐蚀
的储罐第一圈罐壁进行了检测, 获取了罐壁腐蚀
状况并进行罐壁最小厚度的计算和局部腐蚀评
价。试验结果表明, 所采用的超声相控阵 C 扫描
结合局部腐蚀评价技术可应用于存在大面积保温
层下腐蚀储罐罐壁的检测和剩余寿命评价中, 且
检测效果好, 能提高储罐局部腐蚀定量测量的准
确性。

1 储罐罐壁超声相控阵 C扫描技术

基于损伤模式识别理论, 在役储罐罐壁可能发生 图2 罐壁相控阵扫查方式示意
局部腐蚀、 均匀腐蚀和裂纹, 诸多工程实践表明, 采用
超声相控阵技术可以对罐壁各类缺陷进行有效地检 2 储罐罐壁局部腐蚀评价方法
出, 罐壁的超声相控阵检测一般采用线扫描、 纵波直 罐 壁 局 部 腐 蚀 评 价 依 据 的 标 准 是 SY / T
入射法进行检测, 扫描示意如图1所示。探头通常选 6620 — 2014 《 油罐的检验、 修理、 改建及翻建》, 其评

用一维线性阵列探头, 其检测频率、 激发孔径面积和 价流程为: ① 基于超声相控阵 C扫描结果确定每块

一次激发阵元数量需根据板厚进行选取。在检测过 壁板中的最小厚度 t 2 ② 计算临界长度L ; ③ 在腐

;

程中, 还需要通过设置聚焦来提高分辨力和信噪比, 蚀最严重平面内, 基于计算的临界长度L , 求出最小
在超声相控阵聚焦法则设置过程中, 通常将声束聚焦 平均厚度 t 1 ④ 计算罐壁最小厚度t min ⑤ 计算罐

;
;
在罐壁的底部, 也就是聚焦深度为一倍板厚位置, 从 壁最大腐蚀速率; ⑥ 通过拟定下一次检验时间, 计

而有利于底板缺陷的检测, 提高保温层下腐蚀检测的 算60%t min+服役所需的腐蚀量, t min+服役所需的
定量精度, 当需要对缺陷进行精确定量时, 可以将聚 和60%t min+服役所需腐蚀量的
腐蚀量; ⑦ 判断 t 2
焦深度设置为缺陷位置处 。由于储罐罐壁面积较
[ 9 ]
大小, 判断t 1 和t min+ 服役所需腐蚀量的大小; ⑧
大, 同时参考长圆柱壳法和组合圆柱壳法的计算结果 给出评价结论, 若不满足使用要求, 则需进行腐蚀区
可知, 第一圈外壁具有较大的轴向应力和环向应力, 域修补, 或者降低液位运行, 或停用储罐。
因此检验检测时需要重点关注 [ 10 ] 。相控阵 C扫描检 的确定
2.1 最小平均厚度 t 1
测可以大面积进行初扫, 获得缺陷在检测面上的投影 将储罐罐壁第一圈壁板划分为若干个单元, 对
图像, 进而测量出缺陷的长度、 宽度和显示面积, 再通 于每个单元, 基于超声相控阵 C 扫描的结果, 确定
过 A 、 B 、 D 、 S等扫描方式, 测出缺陷的波幅、 高度、 方 , 临界长度的计算公式为
其最小厚度 t 2
向等信息。在罐壁 C扫描过程中, 超声闸门应设置在
L= 3.7 D ( 1 )
罐壁表面和底面之间, 罐壁相控阵 C扫描检测的扫查
式中: L 为临界长度, 不得大于 1016mm ; D 为油
方式示意如图2所示。
罐直径; t 2 为 腐 蚀 区 域 内 不 考 虑 点 腐 蚀 的 最 小
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2024年 第46卷 第3期
无损检测