常壓儲(chǔ)罐罐底腐蝕聲發(fā)射檢測(cè)去噪方法分析.pdf

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1、156化工機(jī)械2014焦常壓儲(chǔ)罐罐底腐蝕聲發(fā)射檢測(cè)去噪方法分析4李自力料1畢海勝1程遠(yuǎn)鵬1王軍1陳健飛2(1．中國(guó)石油大學(xué)(華東)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程系；2．勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心)摘要從聲發(fā)射檢測(cè)過程實(shí)施、檢測(cè)儀器設(shè)置和信號(hào)處理3個(gè)方面來分析聲發(fā)射檢測(cè)去噪技術(shù)，旨在提高罐底聲發(fā)射在線檢測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確性，為工程實(shí)際檢測(cè)提供一定的指導(dǎo)和借鑒意義。關(guān)鍵詞聲發(fā)射罐底腐蝕去噪小波分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中圖分類號(hào)TQ053．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0254-6094(2014)02-0156-04聲發(fā)射是材料中局域源快速釋放能量產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的一種現(xiàn)象，也稱為應(yīng)力波發(fā)射(StressWaveEm

2、ission)、微震動(dòng)活動(dòng)(Micro-seismicActiv-ity)等?。聲發(fā)射檢測(cè)作為一種無損檢測(cè)方法，在石油化工、航空航天、電力系統(tǒng)、巖石勘探及橋梁建筑等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。具體在石油化工領(lǐng)域，聲發(fā)射檢測(cè)用于壓力容器裂紋檢測(cè)、常壓儲(chǔ)罐罐底腐蝕檢測(cè)、油氣管道泄漏檢測(cè)以及LNG低溫儲(chǔ)罐檢測(cè)等方面取得了良好的效果。聲發(fā)射罐底腐蝕檢測(cè)相對(duì)于漏磁檢測(cè)、超聲波檢測(cè)及磁粉檢測(cè)等傳統(tǒng)離線無損檢測(cè)，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它采取“被動(dòng)聽聲”的方式，在線監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐底板產(chǎn)生的腐蝕信號(hào)并對(duì)罐底板腐蝕情況作出判斷，其檢測(cè)靈敏度高，能夠?qū)Ωg活性缺陷和早期開裂快速檢測(cè)和準(zhǔn)確定位，無需停產(chǎn)

3、、開罐、倒罐、清洗，對(duì)儲(chǔ)罐底板100％覆蓋并快速檢測(cè)，檢測(cè)一個(gè)直徑為50m的儲(chǔ)罐只需一天，進(jìn)而根據(jù)腐蝕程度對(duì)儲(chǔ)罐實(shí)現(xiàn)“好”與“壞”的分級(jí)，變“定期檢測(cè)”為“狀態(tài)檢測(cè)”，節(jié)省了大量的人力、資金和時(shí)間‘2川。在世界范圍內(nèi)，聲發(fā)射檢測(cè)是目前適用于大型常壓儲(chǔ)罐底板腐蝕在線檢測(cè)與評(píng)估的最好方法。但是，儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)受背景噪聲的干擾比較大，這些噪聲包括可測(cè)量的流動(dòng)噪聲、物件和儲(chǔ)罐的機(jī)械撞擊、電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)”。，管道或軟管連接處的泄漏、壁板的泄漏、膨脹管的熱脹冷縮，自然雨雪、冰雹、大風(fēng)、鳥和昆蟲，罐壁上的噴淋器、罐內(nèi)的加熱盤管、攪拌機(jī)、液位探測(cè)儀以及其他儲(chǔ)

4、罐內(nèi)部構(gòu)件、儲(chǔ)罐內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)、氣泡的運(yùn)動(dòng)等，導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)在解釋、識(shí)別和聚類上存在很大的困難，混淆甚至丟失有用的腐蝕信號(hào)而出現(xiàn)誤判的情況時(shí)有發(fā)生，因而如何去噪是聲發(fā)射檢測(cè)在應(yīng)用過程中遇到的最大難題。1檢測(cè)過程實(shí)施去噪1．1檢測(cè)時(shí)間的選擇現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)表明，白天罐區(qū)周邊因施工、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)動(dòng)車輛及太陽(yáng)照射等的影響，背景噪聲水平總體較高，采集到的信號(hào)當(dāng)中含有大量的噪聲信號(hào)，白天采集到的信號(hào)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于晚上的信號(hào)量。太陽(yáng)照射儲(chǔ)罐，迎光面和背光面罐壁受光照不一樣，壁板因受熱不均而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱脹冷縮變形產(chǎn)生應(yīng)力波；帶有滑動(dòng)膨脹節(jié)的外加熱盤管夾套，在環(huán)境溫度變化時(shí)將會(huì)產(chǎn)生具有

5、長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的不連續(xù)的突發(fā)型聲發(fā)射信號(hào)；此外，罐內(nèi)介質(zhì)(主要是油品)受熱不均，液體熱對(duì)流與罐壁、內(nèi)加熱盤管以及進(jìn)出口油管等摩擦也會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲。因此實(shí)施聲發(fā)射檢測(cè)之前，除了確保儲(chǔ)罐進(jìn)出口閥門關(guān)閉，攪拌器、加熱設(shè)施和泵機(jī)組等停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并靜置一段時(shí)間(約12h)之外，還必須選擇}國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2008ZX05017-04-01)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50804053)。木幸李自力，男，1963年2月生，教授。山東省青島市，266580。第41卷第2期化工機(jī)械157一個(gè)溫度可控的環(huán)境或溫度相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間¨1。目前國(guó)際上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)的時(shí)間

6、。在歐洲，推薦最佳檢測(cè)時(shí)間是晚上；GB／T10764．2007也推薦，合適的檢測(cè)時(shí)間是早晨或晚上。張濤等人通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并處理分析，推薦在22：00至次日凌晨4：00的時(shí)間段進(jìn)行檢測(cè)，效果良好¨1。因此，選擇最佳時(shí)間區(qū)間進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于消噪干擾至關(guān)重要。1．2布置雙層傳感器儲(chǔ)罐進(jìn)行聲發(fā)射檢測(cè)時(shí)，罐頂板的落雜、抗風(fēng)圈振動(dòng)、頂板和壁板的腐蝕和受熱不均產(chǎn)生的應(yīng)力波以及罐頂內(nèi)表面油品低溫凝析液滴落到液面也會(huì)產(chǎn)生聲發(fā)射，從而對(duì)罐底聲發(fā)射檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生干擾?？梢酝ㄟ^布置雙層傳感器來消除這些干擾，雙層傳感器的布置方法如圖1所示，第一圈傳感器靠近罐底板，距底板高度在0．2—0．5m之間(

7、有的外文文獻(xiàn)設(shè)定為1m)，確保高于罐底沉積物，且在同一高度壁板上環(huán)狀均布；第二圈傳感器布置在距底板高度3～5m的壁板，豎直方向上與第一圈傳感器等間距錯(cuò)開，錯(cuò)開方式布置采用相同數(shù)量的通道可以覆蓋更大范圍的儲(chǔ)罐殼體，尤其對(duì)于大型儲(chǔ)罐可以減少需要的通道數(shù)。圖l儲(chǔ)罐底板檢測(cè)雙層傳感器布置示意圖第二層護(hù)衛(wèi)傳感器優(yōu)先接收來自上層的聲發(fā)射事件，根據(jù)信號(hào)到達(dá)時(shí)間差來剔除來自頂板和壁板背景噪聲的干擾，這樣保證第一圈傳感器接收的信號(hào)主要是底板的腐蝕缺陷信號(hào)。1．3金屬板附加傳感器為了減少自然雨雪、冰雹、風(fēng)沙、儲(chǔ)罐周圍機(jī)械振動(dòng)等較大環(huán)境噪聲的干擾，英國(guó)聲發(fā)射專家ChrisRowlan