大型立式常压储罐检测技术

且有些应用，尚不广泛，国内的实际应用未见报道。 2、平板导波在线检测技术
声波在介质的不连续界面间会产生多次往复反射，进一步形成的复杂干涉和 几何弥散的波形，称之为导波。导波检测技术是一种较新的技术，近年来国内的 一些检验机构都购买了管道的导波检测设备（例如：英国焊接研究所-压电晶体探
二、大型储罐的在线检测技术
二、大型储罐的在线检测技术
3、声发射在线检测技术
1）声发射检测的原理 声发射是一种常见的物理现象，是材料内部由于突然释放应变能而形 成的一种弹性应力波。材料中裂纹的开裂与扩展、断裂、应力再分配、撞 击及摩擦等都可以释放这种应变能。在腐蚀过程中氢脆裂纹的产生及腐蚀 引起的断裂和分层也产生声发射。各种材料声发射信号的频率范围和幅度 范围很宽。利用仪器探测、记录、分析声发射信号，进而推断声发射源、 对被检测对象的活性缺陷情况评价的技术称为声发射检测技术。
二、大型储罐的在线检测技术
检测时机的选择。在储罐稳定后一般检测2小时即可，可以检测更长时 间，以便数据事后处理时做比较。避免在恶劣天气（大风、雨雪或冰雹 天气检测），检测期间不能触碰罐体，不允许在罐盘梯上走动。检测过 程跨越较大的温度差时，考虑由于降温在罐顶形成冷凝介质的滴落干扰 信号的影响。必要时可考虑在罐壁的较高位置处安装一定数量的护卫传 感器，以剔除外来干扰信号的影响。
二、大型储罐的在线检测技术
2）大型常压立式储罐声发射检测的特点
声源产生的机理有所不同。压力容器声发射检测中的声源通常由缺陷的
活动或结构的变形等引起的，而储罐底板声发射检测中的声源则复杂得多， 且有一些争议。一般认为有腐蚀产物破裂、泄漏的流动噪声、薄弱区变形 等。当罐底存在泄漏时，介质流过泄漏孔时会产生流动噪声，当介质夹带 颗粒状杂质时，会使信号更丰富，若泄漏通道暂时受到碎渣限制时，“水 击”效应也会产生噪声。通过安装在罐底外圆周附近的传感器接收这些信 号，并进行分析处理，对泄漏进行定位。若罐底腐蚀较为严重或存在腐蚀 薄弱区时，腐蚀过程会断续地产生声发射信号；同时液位增高时，罐底严 重腐蚀部位的变形、腐蚀物开裂与剥落和防腐层的脱落等都会产生丰富的 声发射信号。通过接收和分析这些信号，就能确定和评价罐底的腐蚀状况。
球罐声发射检测
球面定位图罐声发射检测的特点 近年来，经过国内外许多研究人员的努力，大型常压立式储罐的声发 射在线检测技术也趋于成熟，并逐步应用于储罐的实际检测工作中。一般 主要用于罐底板的检测。对立式储罐罐底进行的声发射检测可以发现罐底 板由于泄漏和腐蚀产生的声发射信号。与传统的储罐底板检测方法相比， 声发射检测方法则是一种在线、高效、经济的方法，不需要清罐、置换、 打磨，几小时内就可对罐底板整体完成检测，总体费用远低于传统方法。 传统检测方法存在盲目检验（由于定期的开罐检修计划）和经常漏检（仅 依据宏观检查与测厚抽测结果）的现象。 常压立式储罐的声发射在线检测技术与压力容器的声发射检测方法有 较大的区别，难度也更大。其差别在于以下几方面：
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储罐罐壁腐蚀
除了罐壁的上、下部外，罐壁中部的腐蚀主要为点腐蚀 或均匀腐蚀，腐蚀速度一般低于其它部位，但应重点关 注焊缝部位，因为焊缝中可能存在的缺陷（如裂缝、未 焊透、未融合、气孔等）以及焊接残余应力可能会加速 腐蚀，甚至穿孔。
储罐底部内侧腐蚀包括罐底板内侧腐蚀、罐底内侧角焊 缝腐蚀、罐壁下部内侧腐蚀。罐底板上表面腐蚀以点蚀 为主，有时呈现较大区域的均匀腐蚀，发生点蚀的部位 以离罐壁D/8～D/4处的环带上较为严重。罐底板下表面 的腐蚀多为随机性点蚀，与防腐及基础有关。大角焊缝 的腐蚀一般为点蚀，主要与防腐及焊缝质量有关。
声源的定位方法分为区域定位法和时差定位法。区域定位法按声波到达各传感 器的次序，粗略地判断声源所在的区域。采用的时差定位法又分为线定位、平面定 位、球面定位和三维定位，根据声波到达不同传感器的时差而计算声源位置。
二、大型储罐的在线检测技术
声发射技术首先在军工产品上，后来较成功广泛应用于材料研究、压 力容器及管道、桥梁及大坝等结构的健康检测。我国省级及许多地市级特 检机构都购置了声发射仪器用于检测，许多高校也购买了声发射仪用于科 研。我国每2年举办一次全国声发射学术交流会，已举办了13届。
二、大型储罐的在线检测技术
检测的过程有所不同。压力容器的声发射检测一般是在高于最大操作压 力的加载过程中实时监测，而罐底板的声发射检测一般是将液位提高到某 一较高的水平，然后“稳定”数小时后进行检测2小时左右。 检测频率不同。由于罐底板直径通常较大，且除了底板边缘外的其它其 余无法接近，故传感器的安装位置受到限制，传感器的最大间距为罐直径 （最大可达100米）。而传感器几乎可以安装在压力容器外壁的任何位置， 为了得到较好的声源定位效果，传感器的最大间距一般为5米左右。为了接 收到经过长距离传播的声源信号，立式常压储罐声发射检测通常采用较低 的中心频率（20～60kHz），远低于压力容器声发射检测的频率（100～ 400kHz）。较低频率的信号可以传播得更远，但也更容易受到外界噪声的 干扰。此外，压力容器声源信号是通过容器的金属壁传播的，而常压立式 储罐声发射检测接收的信号通常是通过介质传播的，其波速也远低于金属 中的速度。
储 罐 腐 蚀 特 征 及 失 效 分 析
1 储罐顶部腐蚀
包括罐顶板外侧腐蚀、罐顶板内侧腐蚀、罐壁上部（即 最高的1－2层壁板）腐蚀。板外侧腐蚀主要发生在罐顶 凹陷以及焊缝部位。主要是由于罐顶受力变形后，表面 凹凸不平，凹陷处积水发生电化学腐蚀所致。腐蚀呈连 片的麻点，严重时可造成穿孔。一般情况下，焊缝处因 承受拉应力，失效破坏更加明显。
声发射检测技术探测到的信号能量来自于声源本身，而不是像超声或 射线探伤方法那样由检测仪器提供。换言之，声发射技术是通过一组传感 器接收缺陷本身在外激励下（通常为受载）产生的声波来对缺陷声源进行 定位和判定的。所以，声发射检测技术是一种动态检测技术，适于容器或 结构的在线检测或耐压试验过程中的监测。
二、大型储罐的在线检测技术
头；美国西南研究院-磁致伸缩式探头），多数处于边摸索边应用阶段， 尚没有得到广泛推广。导波检测技术中，由探头激发脉冲波，声波在传播过
程中遇缺陷时会形成反射波，由同一探头接收，经仪器对信号处理后形成缺陷显 示。一些非缺陷的结构也会形成干扰信号，如焊缝、支架等。
在板厚与波长相近的薄板中传播的声波，称为板波或平板导波。近 年来，一些机构研究并利用平板导波技术来检测立式储罐，在一定范围 和程度上取得了成功，但还没有达到广泛的工程推广应用程度。 平板导波在线检测技术目前仅对罐壁 和罐底边缘板效果较好。由于安装探头的 罐底外伸段较小，且通常腐蚀较严重，给 探头的耦合带来困难。底板通常为搭接焊， 所以导波难以穿越搭接焊缝并形成回波， 故很难有效检测中幅板的腐蚀。导波技术 储罐的平板导波检测原理示意图 目前的检测能力还不如漏磁技术。
3 储罐底部腐蚀
二、大型储罐的在线检测技术
较新的储罐在线检测技术有：声发射在线检测技术、罐内机器人在 线检测技术、平板导波在线检测技术。 1、罐内机器人在线检测技术 将带有无损检测传感器的机器人从罐顶人孔放入罐内，对罐底板检 测。机器人应为防爆隔离设计，通过遥测操作，可视化。
应用的局限性：设备复杂、昂贵；罐内结构如加热盘管会妨碍机器人行走， 罐底的沉淀物较厚时也妨碍检测；仍有安全风险。虽然国外已开发了几种产品，
二、大型储罐的在线检测技术
二、大型储罐的在线检测技术
储罐的声发射在线检测现场
二、大型储罐的在线检测技术
检测数据采集参数及实时显示的设置。根据背景噪声水平设定阈值（固 定或浮动门槛）、信号参量的取值范围（上升时间、持续时间、振铃计数、 能量等），相关图表设置（定位图、幅度分布图、信号-时间图等）。现场 测量波速或根据经验选取，波速会影响定位显示，事后也可修正。 加载方式。通常为提高液位的方式。检测液位一般为80%的最高允许充 装液位，一般不低于60%。检测液位应为检测前至少2周内的最高液位。 若现场条件无法达到提高液位的要求，可考虑在检测前的一段时间内先降 低液位，检测时再提高液位的办法。 稳定。液位提高到检测液位后，关闭储罐的所有进出管阀门和泵，关闭 伴热装置等，以免产生噪声干扰。储罐进料过程中会在罐内形成介质的扰 动，也会影响检测效果，因此通常需要一定时间的“稳定”过程。稳定的 时间取决于加载的速度及储罐的容积，通常为数小时甚至1天。
检测结果。通常在事后对检测数据进行详细处理和分析后得出。检测 结果包括罐底板的安全状态（按标准方法分级），薄弱区域的位置，给 出处理建议（继续使用或检修的时限）。罐底安全状态一般分为5级 （A﹣E）。每个等级都有相应的维修处理方法，具体见下表。
二、大型储罐的在线检测技术
基于腐蚀状况的级别及维修优先建议 等级 腐蚀状况 维修/处理方法 A B C D E 非常微少 少 量 中 等 动 态 高动态 没有维修必要 没有立即维修必要 考虑维修 维修计划中优先考虑 在维修计划中最优先考虑
大型立式常压储罐安全的在线 检验与离线全面检验技术
2012年2月1日
主要内容：
储罐的主要失效形式及重点检验部位 大型储罐的在线检测技术 大型储罐的离线检测技术 大型储罐的现代全面检验技术 大型储罐检验的相关标准、仪器设备
一、储罐的主要失效形式及部位
1、储罐的主要失效形式：失稳、破裂、腐蚀。 失稳：一般由负压引起，通常为操作失误或安全附件失灵造成，不是储 罐的常见失效形式。失稳部位通常首先发生在罐顶或罐壁上部。当罐底板 泄漏增大到一定程度时，罐内负压加大也可能造成罐体失稳。（大庆） 破裂：一般发生在焊缝处。基础局部沉降、雨水冲蚀造成基础局部空洞 使得罐底板局部变形，局部应力急剧增加，当承受疲劳载荷（较频繁的液 位变化）时，容易造成罐底板焊缝的疲劳破裂。（镇海）当焊缝存在焊接 缺陷时会加剧破坏进程。罐壁焊缝有时也会由于强度不足产生破裂。若储 罐意外承受了过高的内压，也可能造成罐体破裂。 腐蚀：储罐最常见的失效形式，其中以局部腐蚀为主。局部腐蚀通常会 造成穿孔泄漏，进而可能引起更严重的事故，燃烧与爆炸等。腐蚀一般发 生在罐顶、罐壁的气液波动区、罐壁底部（积水区）、罐底板。渣油等介 质的高温储罐（100℃以上）罐底板无水，底板上表面通常腐蚀轻微，腐 蚀通常发生在下表面。介质不同，腐蚀的程度及部位也不同。