储油罐声发射检测.pdf

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1、储油罐是储存油品的容器，它是石油库的主要设备。储油罐按材质可分金属油罐和非金属油罐；按所处 位置可分地下油罐、半地下油罐和地上油罐；按安装形式可分立式、卧式；按形状可分圆柱形、方箱形和 球形。 (一)金属油罐 金属油罐是采用钢板材料焊成的容器。普通金属油罐采用的板材是一种代号叫 A3F 的平炉沸腾钢； 寒 冷地区采用的是 A3 平炉镇静钢；对于超过 10000m3 的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。 常见的金属油罐形状，一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构 又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套项罐和浮顶罐等，其中最常用的是拱顶罐和 浮顶罐。

2、拱顶罐结构比较简单，常用来储存原料油、成品油和芳烃产品。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐 两种，罐内有钢浮顶浮在油面上，随着油面升降。浮项不仅降低了油品的消耗，而且减少了发生火灾的危 险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐，蒸发损耗较小，可以减少空气对油品的氧化，保证储存油品的质 量，对消防比较有利。目前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的轻质油品，是一种被推广应用的储 油罐。 卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发 损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机 动性较好。缺点是容量一般较小，用的数量多

3、，占地面积大。它适用于小型分配油库、农村油库、城市加 油站、部队野战油库或企业附属油库。在大型油库中也用来作为附属油罐使用，如放空罐和计量罐等。 球形油罐具有耐压、节约材料等特点，多用于石油液化气系统，也用做压力较高的溶剂储罐。 (二)非金属油罐 非金属油罐的种类很多，有土油罐、砖油罐、石砌油罐、钢筋混凝土油罐、玻璃钢油罐、耐油橡胶油 罐等等。石砌油罐和砖砌油罐应用较多，常用于储存原油和重油。该类油罐最大的优点是节约钢材、耐腐 蚀性好、使用年限长。非金属材料导热系数小，当储存原油或轻质油品时，因罐内温度变化较小，可减少 蒸发损耗，降低火灾危险性。又由于非金属罐一般都具有较大的刚度，能承受较大的

4、外压，适宜建造地下 式或半地下式油罐，有利于隐蔽和保温。但是一旦发生基础下陷，易使油罐破裂，难以修复。它的另一大 缺点是渗漏，虽然使用前经过防渗处理，但防渗技术还未完全解决。 (三)地下油罐 地下油罐指的是罐内最高油面液位低于相邻区域的最低标高 02m，且罐顶上覆土厚度不小于 05m 的油罐。这类油罐损耗低，着火的危险性小。 (四)半地下油罐 半地下油罐指的是油罐埋没深度超过罐高的一半，油罐内最高油面液位比相邻区域最低标高不高出 2m 的油罐。 (五)地上油罐 地上油罐指的是油罐基础高于或等于相邻区域最低标高的油罐，或油罐埋没深度小于本身高度一半的 油罐。地上油罐是目前炼油企业常见的一类油罐，

5、它易于建造，便于管理和维修，但蒸发损耗大，着火危 险性较大。 油罐上的安全设施有哪些？油罐上的安全设施有哪些？ 油罐上一般有以下安全设施：机械呼吸阀、液压安全阀、阻火器、测量孔、人孔、采光孔、进出油管、 泡沫发生器、静电接地线、避雷针、梯子和栏杆等。在油罐使用过程中，这些安全设施要求保持完好的状 态。 (一)机械呼吸阀 机械呼吸阀是保护油罐储油安全的重要附件，装设在油罐的顶板上，由压力阀和真空阀两部分组成。 它的作用是在一般情况下，保持油罐的密闭性，在一定程度上减少油品的蒸发损耗。而在必要时，能自动 通气，调节平衡油罐内外压力，对油罐起到安全保护作用。 机械呼吸阀的工作原理是：当罐内油气压力大

6、于油罐允许压力时，油蒸气经压力阀外逸，此时真空阀 处于关闭状态；当罐内油气压力小于油罐允许真空度时，新鲜空气通过真空阀进入罐内，此时压力阀处于 关闭状态。允许压力(或真空压力)靠调节盘的重量来控制。 在使用中必须注意，呼吸阀座盘若太轻或有损坏，容易使罐内轻质油品的蒸气大量向罐外散逸，增加 火灾危险性。呼吸阀的通气孔如选择不正确，压力阀太重，或阀盘升降失灵，就有可能使油罐产生爆裂或 压瘪变形的危险。机械呼吸阀有时会锈蚀发生堵塞，在冬季会因油蒸气内含水而使阀盘与阀座冻结。 (二)液压安全阀 液压安全阀是装设在油罐顶上、保护油罐安全的另一个重要附件。当机械呼吸阀发生故障时，液压安 全阀就能代替机械呼

7、吸阀进行排气或吸气。在油罐上既装机械呼吸阀，又装设液压安全阀，安全性就提高 了。 液压安全阀控制的压力或真空值比机械呼吸阀高 10，因此在正常情况下是不会动作的。阀内用沸点 高(夏季不易挥发)、蒸发慢、凝点低(冬季不致凝固)的油品(如轻柴油、太阳油或变压器油)作为密封液体(简 称封液)。当罐内气体空间处于正压状态时，气体由内环空间把封液挤入外环空间，压力不断升高，封液液 位不断变化，当内环空间的封液液位与隔板的下缘相平时，罐内气体经隔板的下缘进入大气。相反，当罐 内出现负压时，外环空间的封液进入内环空间，大气进入罐内。罐内压力与周围空气压力平衡时，内外环 空间的封液液位是保持在同一液面上的。

8、使用中必须注意，保持封液的流动性和封液的一定量，量少时要及时补充，否则，罐内与大气直接相 通，油气散逸，会增加罐区的危险性。 (三)阻火器 阻火器是油罐上的防火安全装置，位于罐顶上机械呼吸阀的下部，外形类似箱盒，里面装有一定孔径 的铜、铝(或其他耐热金属)制成的多层丝网或波纹板。一旦有火焰进入呼吸阀时，由于阻火器内的金属丝 网或波纹板迅速吸收燃烧气体的热量，使火焰熄灭，阻止火焰进入罐内。 (四)测量孔 测量孔又称量油孔，是用来测量罐内油面高低和调取油样的专门附件。每个油罐顶上设置一个，大都 设在罐梯平台附近。测量孔的直径为 150ram，设有能密闭的孔盖和松紧螺栓。为了防止关闭时孔盖与铁器 撞

9、击产生火花，在孔盖的下面密封槽内，嵌有耐油胶垫或软金属(铜或铝)。由于测量用的钢卷尺接触出口 容易摩擦产生火花，因此在孔管内侧镶有铜(或铝合金)套，或者在固定的测量点外装设不会产生火花的有 色金属导向槽(投尺槽)。 油罐火灾往往发生在测量孔部位，主要原因是测量作业时，孔盖打开，罐内油气冲出，如遇静电火花 或撞击、摩擦火花，就会引燃油气着火。 (五)人孔 非金属油罐的人孔设在罐项上。金属油罐的人孔设在罐壁最下圈板上，大都为直径600 毫米的圆孔， 为油罐清洗或维修人员进出油罐用，又称做道门。检修清理油罐时可利用人孔进行采光和通风。 (六)采光孔 采光孔又称透光孔。油罐的采光孔设在罐顶上，一般为直

10、径 500mm 的圆孔。平时有孔盖环以螺栓严密 封闭。在清理检修油罐时，用以采光、通风排气。 (七)进出油管 进出油管是油品输入油罐和从油罐输出的必由之路。油罐的进出油管是从油罐罐壁的下部接入。进油 管如必要从上部接入时，油管将延伸到油罐的下部。为什么呢?这主要是从安全和减少油品损耗方面考虑 的。因为油品从上部进入油罐，如不采取有效措施就会使油品喷溅，这样除增加油品的大呼吸损耗外，更 重要的是增加了油流与空气的摩擦，产生大量的静电，当静电电压增大到一定值时，就会放电产生火花引 起爆炸起火。 (八)泡沫发生器 空气泡沫发生器又称空气泡沫室，是装在油罐最上层圈板的罐壁上用于油罐灭火时喷射泡沫的消防

11、装 置。喷口用薄玻璃片(或隔膜)与罐内空气封隔，起到防止罐内油液或油气进入泡沫室或消防管道的作用。 在玻璃片的一面上刻有易碎裂痕，裂痕面顺着喷出口方向安装，当泡沫液的压力达到 O1029Pa 时， 就能冲碎它。油罐安装泡沫发生器采用的类型和设置数量的多少，是根据油罐容量、储存油品的品种、油 面的大小以及泡沫种类，通过计算来确定的，但最少不得少于两个，而且还各有一根单独的消防管线来供 应泡沫混合剂。 (九)静电接地线 静电接地线是将油罐各个部位积存的静电荷及雷电感应作用产生的电荷导入大地，避免放电产生火花， 防止油罐爆炸着火，保护油罐安全的一种防护装置。 (十)避雷针 避雷针是用来防止油罐遭受直

12、接雷击着火的防雷装置。直接安装在油罐上的避雷针，其尖端要比呼吸 阀至少高出 5m，而且油罐的最高点要在避雷针的保护范围之内。若是一组或多组油罐的油罐区，它可根 据油罐的具体位置，通过计算，设置单支或多支单根避雷针，使油罐区的所有油罐都处于防雷装置的保护 范围之内。 2000 年 7 月 2 日，山东青州市潍坊弘润石油化工助剂总厂，因未堵盲板，违章动火焊接，造成 2 个 500 立方米油罐爆炸起火，10 人死亡，部分操作室及管排、管架烧毁，直接经济损失 200 余万元。 【事故经过事故经过】2000 年 7 月 1 日，为解决柴油存放一段时间后，由棕黄色变为深灰色的质量问题，厂领导决 定采用临淄

13、某个体技术人员的脱色技术，在柴油罐间加活性剂罐、混合罐、管道泵，将 307#罐、308#罐的 柴油，经管道泵注入混合罐，同来自活性剂罐的活性剂混合脱色后，注入 20#罐储存外销。分管生产的副 厂长直接安排生产设备部牵头，由机动车间维修班负责焊接安装。整个作业采用先将混合罐、活性剂罐、 管道泵定位后，再对接同柴油罐相连接的阀门、法兰、管道，现场进行焊接的方法。 7 月 2 日上午， 已将混合罐、 活性剂罐、 管道泵定位， 并同 308#罐对连焊接完毕， 下午继续进行同 204d 罐的对接。18 时 45 分，在焊接同 204#罐相接的管道时，发生爆炸，204#罐罐体炸飞，南移 3.5 米落下，

14、罐内柴油飞溅着火， 同时 204#罐罐体飞起时， 又将该罐同 307#罐之间的管道从 307#罐根部阀前撕断， 307# 罐中 400 余吨柴油从管口喷出着火， 现场施工的 10 人突然被柴油烈火掩盖， 瞬间即被烧死。 307#罐在 204# 罐爆炸起火后 45 分钟再次发生爆炸，罐底焊缝撕开 12 米左右，罐内剩余柴油急速涌出。着火的柴油顺混 凝土地面流至附近的 10 间操作室，操作室被烧毁；流至装置管排底部，管排管架被烧塌；流至厂区大门 以外，将部分大树烧死。事故发生后，地市县及厂消防队及时赶到扑救，大火于 20 时 45 分被扑灭，没有 造成罐区其他汽油、柴油罐的爆炸，避免了更大的损失。

15、 事故发生后，省地县有关领导到厂进行了指导，同时成立了事故调查小组，对事故发生的经过进行了 调查分析，查清了事故发生的原因。 【事故原因事故原因】从事故现场看，有 2 台电焊机、接线及焊钳，有 9 根用后剩余的电焊条头及夹在焊钳上的 整根焊条，说明事故发生前确实在进行焊接作业。 经向曾在现场的职工了解，事故是在焊接同 204#罐底部 Dg80 闸板阀对接的管道时发生的。而 204# 罐盛过柴油，但已长时间没用了，只偶尔当做生产中吹扫管道时的储气罐用。但在阀门以下，有 24 厘米 深，约 15 平方米放不出来的柴油，而阀门以上无油，从而成为罐内柴油轻质馏分挥发的空间，挥发后的 柴油轻组分与罐内的

16、空气混合，形成爆炸性混合气体。经察看，204#柴油罐底部 Dg80 闸板阀阀瓣靠近罐 体一侧，有明显的暗红色铁锈，仅在底部有一弦高 10 厘米左右的弯月形面，呈现高温后的蓝灰色，而阀 瓣面向焊接的一侧，明显活动但留有间隙。因此，调查组认为，7 月 2 日 16 时 45 分，维修班在电焊焊接 时，204#罐内的爆炸性混合气体泄漏人正在焊接的管道内，电焊明火引起了管内气体的爆炸，从而通过 Dg80 闸板阀阀瓣底部的缝隙，引起了 204#罐内混合气体的爆炸，这是事故发生的直接原因。 违章作业是事故发生的根本原因。该厂是地级市农委系统的直属小石油化工厂，无原油常减压蒸馏 工段，只有催裂化润滑油工序，

17、生产汽油、柴油、润滑油、液化气等产品，经济效益较好，年利税过亿元。 但是，该厂缺乏生产管理，特别是缺乏安全技术管理人才，虽然参照其他石油化工厂的经验，制定了不少 规章制度，但是制度执行不严，违章指挥、违章作业现象时有发生。如该次施工作业，按制度规定，成品 油罐区为一类禁火区，要动火，必须经安全生产厂长、总工程师批准，安全处室专职安全人员、施工人员 签字，办理一级动火证，制定严密的防范措施，有消防、安全、专职人员现场监督，确保不出事故方能动 火作业。但该厂生产副厂长直接安排生产设备部和机动车间维修班施工，没有办理一级动火证，也没有通 知总工程师、安保部、消防队审查施工方案及进行监督检查，失去了制

18、止违章作业及采取防范措施防止事 故发生的机会。另外，制度规定，动火作业必须同生产系统有效隔绝，而且专门制定了抽堵盲板的制度， 但施工人员虽然制作了盲板，带到了现场，但没有使用，仅以关闭阀门代替插入盲板同油罐隔绝。但是， 阀门关闭以后，虽然不漏油，但在使用过程中，因关闭不严，在阀体与阀瓣之间，会有一定间隙，特别是 在有一定压力或温度差别时，阀门可能会漏气。因此上午焊接 308#罐时，因 308#罐盛满柴油，没有发生 事故，而在下午焊接 204#罐的管道时，因阀门间隙漏气引起油罐内混合气体的爆炸着火。 对柴油性质认识不足。柴油虽然不是易挥发的一级易燃易爆晶，但是，柴油是混合物，其中所含的 介于汽油

19、、柴油之间的轻沸点馏分，在夏季高温情况下，挥发积聚于油罐相对密封的上部空间，形成了爆 炸性混合气体，遇明火造成了爆炸。 307#罐、204#罐原设计为消防用清水罐，位于成品罐区西防火堤外侧，当改为柴油储罐后，2 罐周 围没有再加防火堤，也没有设立明显的禁火标志，这也是造成施工人员未办理一级动火证违章施工的原因 之一。 专职安全管理人员安全技术素质低，也是事故发生原因之一。据厂安全保卫部负责安全生产的副部 长崔某介绍，他在巡回检查中，已发现了施工人员在一类禁火区动火作业，但他没有按规章制度制止他们 的违章作业，只是在施工人员从车间办的二级动火证上签上自己的名字，代替厂一级动火证，使他们的违 章作

20、业合法化，但又没有按一级动火证要求提出防止事故的措施，导致了事故的发生。崔某作为这次重大 伤亡事故的主要责任人被逮捕，追究刑事责任。 【防范措施】这次重大伤亡事故再次告诉我们，企业的各级领导及职工，一定要严格遵守安全规章制度， 严禁违章作业，同时，要开展全员安全生产规章制度教育与安全生产技术知识教育，提高全体人员遵章守 纪的自觉性；增强安全意识，提高安全技术水平与自我防护能力；关键管理岗位要选用有生产管理实践经 验及安全技术管理经验、专业知识丰富、技术素质较高的同志，以适应工作的需要，关键时刻起到管理把 关作用，防止事故的发生，促进企业的正常发展。 近年来大型储油罐事故频繁，主要原因是腐蚀和泄

21、漏非常严重。定期开罐检查维修费时费力，容易产 生环境污染，经济损失巨大。该项目研究开发了大型储罐声发射在线检测技术，主要是对罐底是否存在泄 漏（或潜在泄漏）做出判断，并确定其位置。对罐底的整体腐蚀状态做出实时初步判断，最终对储罐的完 整性做出评价。 该项目对大型储罐有效声源产生机理进行了分析；对试验室模拟储罐泄漏和腐蚀进行了测试；制定了 大型储罐在线声发射检测标准（草案） ，提出了大型储罐在线声发射检测与安全评估方法：规定了大型储 罐的加载方式、声发射在线检测步骤等，按照声发射源的信号特征对大型储罐的安全性等级进行评价。安 全性等级分为：A 级可以继续运行 6 年；B 级可以继续运行 3 年；

22、C 级1 年内检修；D 级半年内 或立即停工检修；对于出现明显泄漏的储罐，需立即维修。 应用该技术对中石化、中石油公司的福建炼化、茂名石化、扬子石化、宁夏石化、乌鲁木齐石化、兰 州石化公司 31 台立式石油和液氨储罐进行了安全性评价，并确定了这些储罐的安全性等级和下次检验时 间。通过本项目的研究，掌握了声发射在线检测评价大型储罐的技术，可以不开罐对储罐的安全状态进行 检测和评价，加强了大型储罐使用期间的监测、监控，提早发现泄漏、腐蚀减薄等问题，便于提前安排检 修计划。达到了既方便生产、又保证安全、同时节省费用的目的。 1 引言 大型立式金属储罐具有容积大，分布集中，储存易燃、易爆、有毒介质等特

23、点，一旦发生泄漏或爆炸 事故往往造成灾难性后果及严重的环境污染，给社会经济、生产和人民生活带来巨大损失和危害。 随着世界石油工业的迅速增长和能源需求的不断增加，原油和成品油的储备受到了各国的普遍关注， 对各类油库储备能力的要求也越来越高，因而各类储罐的数量剧增。目前，10 万 m3 储罐已成为我国石油 化工行业原油储罐建设的主要结构。由于各种原因，常压立式储罐事故频繁，经济损失巨大。储罐事故的 主要原因是腐蚀和泄漏引起，外腐蚀主要是油罐底板外壁的土壤腐蚀和潮湿的大气腐蚀；内腐蚀主要为罐 底、罐壁、罐顶腐蚀，在上述腐蚀状态中，最难以处理的是罐底板的腐蚀。 解决罐底腐蚀问题、防止泄漏事故的手段有两

24、种：一是在储罐建造期间加强防腐措施，防患于未然； 二是使用期间加强监测、监控，提早发现问题，安排检修计划。对于第二种手段，长期以来，我国主要国 石油化工行业原油储罐建设的主要结构。由于各种原因，常压立式储罐事故频繁，经济损失巨大。储罐事 故的主要原因是腐蚀和泄漏引起，外腐蚀主要是油罐底板外壁的土壤腐蚀和潮湿的大气腐蚀；内腐蚀主要 为罐底、罐壁、罐顶腐蚀，在上述腐蚀状态中，最难以处理的是罐底板的腐蚀。 解决罐底腐蚀问题、防止泄漏事故的手段有两种：一是在储罐建造期间加强防腐措施，防患于未然； 二是使用期间加强监测、监控，提早发现问题，安排检修计划。对于第二种手段，长期以来，我国主要采 取定期开罐检

25、查的方法评价储罐的强度和安全性，这种方法需要停工、倒罐、清罐和置换后才能检测，费 时费力，检测费用高，且可能引起一定的环境污染。由于生产需要等原因，许多储罐不能得到及时检查。 此外定期开罐普查时仅发现少量储罐存在问题，造成大量浪费。 20 世纪 80 年代国外开始采用声发射技术对大型常压地面储罐进行在线检测研究和应用，近年来国内 也对泄漏源的声发射检测机理及现场应用进行了研究。 主要是利用载荷变化时， 泄漏产生的湍流流动噪声， 腐蚀减薄区产生一定的变形或由此引起的腐蚀层脱落与开裂产生的声发射信号， 对罐底是否存在泄漏源(或 潜在泄漏源 局部或均匀腐蚀)做出判断，并确定其位置，从而对罐底的整体腐

26、蚀状态做出实时初步判 断，结合罐壁或罐顶的局部超声波测厚结果，最终对储罐的完整性做出综合的安全性评估。 我国的储油设施以地面油罐为主，且以金属结构居多。因此，本文主要介绍大型立式金属储罐在线声 发射检测与安全性评估技术。 2 储罐概况 21 金属储罐的分类 储油罐按其所处位置可分为地上油罐、半地上油罐和地下油罐；按罐内所装油品可分为原油罐、燃料 油罐、润滑油罐；按用途则可分为生产油罐和存储油罐。金属油罐分为卧式油罐和立式油罐，其中立式油 罐绝大多数为圆筒形，主要由罐底、罐壁、罐顶构成。按罐顶的结构又可分为无力矩顶油罐、拱顶油罐、 锥顶油罐、浮顶油罐和内浮顶油罐等。目前，拱顶油罐及浮顶油罐应用最

27、为广泛，按罐容量有大型和小型 之分，所谓大型油罐是指公称容积 10030000 m3 平底、固定顶和 100010000 m3 的浮顶油罐。小型油 罐大多是公称容积小于 100 m3 的油罐， 一般为卧式油罐_8 J。 我国常用的立式储油罐的直径为 800080000 mm；容积为 5001000 m3。 22 立式金属储罐的结构 分布在我国中石化、 中石油企业的立式储罐主要为拱顶和浮顶两种。 罐底由多块薄钢板(即中幅板和边 缘板)拼装而成，其中边缘板分为条型板和弓型板，主要依据储罐的直径、储量及与底板相焊接的第一节壁 板的材质而定。焊接型式为搭接拼焊或对接焊(由日本引进的均采用对接焊缝)。储

28、罐的附件有进出接合管、 排污孔和清扫孔、加热装置等。 3 模拟立式储罐罐底泄漏、腐蚀试验 31 试验概况 试验系统如图 1 所示。主要包括模拟立式储罐和声发射检测系统。 32 试验结果 通过对模拟立式储罐泄漏、腐蚀坑的声发射检测试验可知，罐底泄漏和液位变化的情况下腐蚀坑确实 可以产生大量的声发射信号， 并可形成声发射定位源集团。 用来评价泄漏和腐蚀坑严重程度的声发射信号， 以泄漏和腐蚀坑变形中产生的声发射定位源信号为主。声发射信号特征参量主要有：幅度、计数、能量、 持续时间和上升时间。分析声源信号的特征参量的取值范围及变化趋势，可以为常压立式储罐声发射在线 检测技术的应用提供依据，对现场立式储

29、罐声发射检测中仪器参数设置及数据分析具有一定的指导作用。 模拟立式储罐泄漏、腐蚀底板的声发射检测定位图见图 3。 33 应注意的问题 (1)声速的设置 模拟储罐在空罐和注水后，参数中声速设置是不同的。因为声源所发出的应力波在罐中传播途径很复 杂，这就决定了储罐中有无介质以及介质的种类，甚至介质的液位高度都影响了声速的设置。而声速又是 个十分重要的参量，故而在实际检测中应根据现场标定的情况，在满足定位精度的情况下设置合适的声速 值。 (2)检测时机的选择 对储罐的检测需要在罐内介质的液面处于相对静止的情况下才能进行。在试验中可以看出，刚注完水 的过程中检测， 由于液位还有波动，所以检测到的定位点

30、较多且分散， 对这些数据的分析和评价相当困难。 故而在实际检测中，需要罐内介质的液面处于相对静止的情况下才能进行。 (3)检测时注意孤立的高幅度、计数、能量的声发射源 在各检测的时间段中均出现了几个幅度较高的定位信号，这些信号有着共同的特征，表现在幅度、计 数、能量、持续时间及上升时间这几个特征参量均较大。 通过对所有定位信号数据的进一步分析，可以看出，参与形成高幅度信号的每个传感器所接收到的声 发射信号特征参量均表现较高，尤其在幅度、能量、持续时间几个参量上更是如此。可以认为这些高幅度 信号是由底板的腐蚀坑引起的。 4 在线声发射检测及安全性评估 41 声发射检测前准备 根据常压储罐的结构、

31、容积、储存介质、介质温度，制定不同的声发射检测方案。罐侧壁距底板上方 5001000mm 处沿周向均布声发射传感器，放置点间隔 612 m，最大不超过 15m，对于非常温储罐应用 波导杆，每个放置点 150mm 直径范围内打磨光滑露出金属光泽。 声发射检测前，将储罐液位升高到60 80最高液位，静置 424 小时。声发射检测采集数据 前，首先检测背景噪音情况，尽量避免或屏蔽大的电磁干扰信号及机械噪音。如泵、压缩机等需停止运转， 关闭蒸汽阀门以及减少人员走动等。根据背景噪音情况，设置适当的门槛电平。 标定和设置声发射仪器参数。根据储存介质的不同，如原油、催化重整料及重柴油、溶剂及轻质油， 声发射

32、检测设置的声速及门槛不同，这要根据试验确定。设置合适的声速及门槛，对检测结果的准确性具 有重要意义。不同规格(容积或直径不同)的立式储罐，其定位标定方法不同。试验表明，对于传感器问距 小于 7 m 的声发射检测系统各阵列，可选用仪器本身“AST”功能与铅笔芯折断和人工模拟源方法进行定 位标定，且可获得定位准确的标定结果；对于传感器问距大于 7 m 的声发射检测系统各阵列，只能选用仪 器本身“AST”功能与人工模拟源方法进行标定，标定结果相对于铅芯折断重复性差，但定位精度能够满 足工程检测要求。 42 立式储油罐的在线声发射检测 通过 30 余台储罐现场在线声发射检测和部分储罐的开罐验证，积累了

33、大量的试验数据，为制定和完 善常压立式储罐声发射检测方法及评价标准提供了可靠的依据。典型声发射检测储油罐底板的定位图见图 4。 43 在线声发射检测几个应注意问题的讨论 (1)非常温的立式储罐声发射检测 对于非常温(60150)的常压储罐，由于声发射传感器在较高温度下无法使用，因此，需设计特制的 波导杆以解决声传播问题。对一些储存原油、催化原料、燃料油等有较高温度的储罐，采用特制的波导杆， 能够得到满意的检测结果。 (2)立式储罐声发射检测时液位的确定 压力容器的声发射检测是在设备受压时进行的，而常压储罐不能给储罐加压，因此只能利用储罐介质 本身的高液位，声发射检测时液位达到 60 -80最高

34、液位为宜，检测 2 3 小时。有条件的话，可选 2 3 个液位进行检测，这样会得到更加满意的结果。 (3)立式储罐声发射检测和开罐验证如图 4(a)所示，在线声发射检测发现了一些集中定位源，经开罐验 证，罐底发现了局部腐蚀及焊接外观缺陷，而图 4(b)出现的规则集中定位源在开罐验证时，未发现腐蚀存 在，而是由于罐底加热管路通蒸汽引起，对于这种声源在评级时应予剔除，或在检测时设法排除。 44 立式金属储罐罐底完垫性评估 (1)储罐罐底声源级别的划分 对常压立式储罐而言，液位恒定时的检测数据应作为重点分析对象，增加或减少液位时的检测数据作 为参考。在各液位检测定位图上定位点代表着声发射源的位置，其

35、密集的程度与罐底板的腐蚀(泄漏)情况 有关。这样可以设置一定范围的 Cluster(集中源)对定位点进行区域划分，并且认为作为一有效声源应不少 于 5 个事件。对于碳钢储罐，当容积在 500010000 m3 范围时，推荐 Cluster 范围为 2 m X 2m ，其它范 围可根据现场试验和试验研究结果确定。将声源级别(性质)划分为五档：工级：罐底不存在腐蚀、泄漏迹 象；级：罐底存在不确定的腐蚀迹象；m 级：罐底存在可能的腐蚀迹象；IV 级：罐底存在较大的腐蚀迹 象；V 级：罐底存在严重的腐蚀迹象。 (2)储罐罐底声源活动度的划分工级：无声发射活动；级：轻微声发射活动；级：有一定的声发射 活

36、动；IV 级：较多的声发射活动；V 级：严重的声发射活动。 声发射活动度主要表示金属壳体受腐蚀后随载荷的变形引起的声源活动性，其级别分别表示整体腐蚀状 态：工级 很好；级较好(轻微腐蚀)；m 级一般(一定腐蚀)；级 较差(腐蚀明显)；v 级很差(腐蚀严重)。 (3)储罐罐底声源完整性评价 对罐底声发射信号的活动性进行整体分析，即根据检测到的声发射数据和储罐有关参数，按照定位信号表 现出的幅度、能量、计数等并考虑孤立的高幅度高能量事件，综合对罐底整体的声发射活动性进行判断。 在试验室研究和参考国外文献的基础上，将整体的声发射活动度划分如下： 根据罐底声源的级别和事件活动度，确定罐底的完整性评价等

37、级，如表 1 所示。 45 立式储罐完整性评估 在声发射在线检测的基础上，对罐底的整体腐蚀状态做出实时初步判断，结合罐壁或罐顶的局部超声 波测厚结果，最终可以对储罐的完整性做出综合的安全性评估。 5 结语 声发射在线监测立式储罐的技术是制定维修计划的一个重要内容，它不能代替内部检验和维修，仅能 根据声发射的活动程度更有效地列出一个检修计划。但是，声发射在线检测立式储罐的优点也是非常明显 的，它可以帮助管理者确定储罐是否需要维修，确定所要维修储罐的优先权，优化维修资源，适合于风险 检验计划。 通过试验室模拟立式储罐底板泄漏与腐蚀声发射检测试验研究和现场常压立式金属储罐的在线声发 射检测， 积累了试验数据， 为我国大型立式金属储罐的在线声发射检测技术的推广应用提供了可靠的依据。