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大型常压储罐底板微弱腐蚀信号的有效接收-1224D

发布时间:2025-07-25阅读:14

大型常压储罐检测


引言:大型常压储罐是国家石油化工能源储备的关键设备,这关乎到国家能源安全与经济发展。罐底板腐蚀是大型常压储罐主导失效模式之一,威胁着原油储罐较长周期性的安全运行。

国产·声发射在线监测设备

声发射检测(Acoustic emission testing,AE)是一种无损检测方法,其通过声发射仪器接收材料因应变能快速释放而产生的应力波,利用软件分析提取特征信号,对待检设备进行整体评价。声发射检测方法具有不停产、不清罐,减少环境污染,节省储罐检测的维护费用,可以有效避免常规开罐检验带来的安全风险和经济损失。

一.常压储罐底板腐蚀主要因素:


1.内部因素①介质化学腐蚀(成分中含有酸、盐、水分形成腐蚀环境,加剧腐蚀强度)②微生物作用(如硫酸盐还原菌等产生腐蚀性代谢物)

2.外部因素:①大气腐蚀(湿度、温度变化引起)②土壤腐蚀(地下水位、土壤成分影响)。综合内外因素,声发射在线监测设备通过实时监测,可精准识别腐蚀信号,及时预警,保障储罐安全。


二.金属腐蚀过程中存在声发射信号


金属在腐蚀过程中由于化学、电化学或物理反应释放能量,产生弹性波。腐蚀过程往往伴随着其他因素的影响,在役设备体积较大,其自身重力及结构形状常常在腐蚀区域造成应力集中,材料在应力与腐蚀的共同作用下加速裂纹的萌生与扩展。由于使用年限的增长,设备在各种环境下不断发生腐蚀,形成具有一定厚度的腐蚀层,由于腐蚀层与材料本体力学性能差异,会不断与本体层间剥离和脱落,产生声发射信号。实际环境中还伴随着氢鼓泡,析氢反应中气泡破裂以及腐蚀过程中能量的转换与释放,都会产生声发射现象。

腐蚀过程声发射监测原理

尽管现行的定期例行检测方法可以避免一些腐蚀引起的泄漏事故,但检测的经济性一直是人们关注的课题。由于缺乏有效的在线检测方法,通常需停止使用并清罐后才能用一些无损检测设备进行罐底检测。对于一些大型储罐来说,全部操作流程要长达一个月,所以检测费用也会很高。近些年,采用声发射技术对储罐罐底腐蚀状况进行在线评估得到了广泛应用

三.大型常压储罐检测难点?


随着国家能源战略的提升,大型常压储罐成为我国保障油气及化工物料储备的的重大基础性关键设备,同时也给检测带来了难题,大型储罐直径较大100000立方米的大型常压储罐,直径可达80米至85米。罐底板腐蚀信号较为微弱,信号传播过程存在较大衰减,导致距离传感器较远(如罐底中部区域)的腐蚀信号经过长距离传播衰减到门槛以下,被截止滤除掉,信号的丢失将对腐蚀结果的评价产生很大的影响。

位于沙特阿拉伯拉斯塔努拉炼油厂的原油储罐,直径约 110 米7;中国石化青岛LNG接收站的27万立方米液化天然气储罐,直径达100.6米

四.大型常压储罐检测方案


北京采声科技有限公司为拓展大型原油储罐的不开罐检验业务,参考国内国外成熟的检测经验与案例,针对大型常压储罐,储罐直径较大,罐底板腐蚀信号较为微弱,信号传播过程存在较大衰减,导致距离传感器较远(如罐底中部区域)的腐蚀信号经过长距离传播衰减到门槛以下,被截止滤除掉,信号的丢失将对腐蚀结果的评价产生很大的影响。

罐底腐蚀信号二次放大单元1224D实图

试验论证过程:

总结:

优势1:采用1224D可以采集到更微弱的罐底腐蚀信号,并可以对上至150米直径的大罐进行有效的腐蚀信号采集。

优势2:窄带整波功能,有利于信号的保真,减弱噪音(机械,电磁,环境等)的外在干扰,同时得到窄带(20-40khz)内与腐蚀相关的真实信号。

五.罐底腐蚀等级评估


腐蚀状态的统计评估。声发射活动度被分为5个等级 I - V。经大量的实际经验与检测数据表明,腐蚀状态的评估结果会存在统计偏差。声发射活动度的等级分类、统计评估的准确性、所对应的腐蚀状态、推荐的维护处理措施请参照表。在同一批次的检测中,罐底状态声发射活动度排序的偏差会小于分级的统计偏差,亦即根据排序的结果来制定罐底维护优先顺序的方案会具有更高的可靠性。

表1声发射活动度分级与状态评估参照表

六.结论及建议:


1.声发射技术是一种能进行在线检测的非侵入式、不停产、不清罐、经济适用的罐底腐蚀状况评估技术,并得到了广泛的应用和验证。

2.金属在腐蚀过程中由于化学、电化学或物理反应释放能量,产生弹性波。腐蚀过程中所产生的水化物、氢气泡、氢气的吸附和脱吸都会产生声发射信号。

3.数据采集的有效性取决于采集前的设备调整,布置方案以及采集过程中的实时记录,及时判断各种噪音干扰,根据各种噪音的参数特征进行事后滤波,常用的滤波参数包括能量、计数、持续时间等。

4.根据GB/T10764-2007标准的要求,针对有效信号的撞击数和事件数,获得罐底腐蚀等级和潜在泄漏等级,从而评估储罐的综合级别。

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