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常壓儲罐是重要的原油、成品油儲存設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油和煉化行業(yè)，其容積一般為2000~100000 m3，一旦發(fā)生泄漏，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的環(huán)境污染。

 

目前，常壓儲罐的維護(hù)方式是定期進(jìn)行開罐檢測，開罐檢測需要停產(chǎn)，不僅費(fèi)時、費(fèi)力，還存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，開展在線檢測，評估儲罐健康狀況具有重要意義。

 

儲罐在線檢測技術(shù)主要有內(nèi)檢測機(jī)器人、超聲導(dǎo)波和聲發(fā)射檢測等。由于儲罐底部通常覆蓋一層油泥，導(dǎo)致內(nèi)檢測機(jī)器人無法行走，因此該技術(shù)仍在研究階段，尚無工程應(yīng)用案例。超聲導(dǎo)波技術(shù)可以對內(nèi)邊緣板進(jìn)行檢測，通常儲罐外邊緣板會包覆有外防腐蝕層，要實(shí)施檢測須破壞外防腐蝕層，因此該技術(shù)應(yīng)用場景有限。聲發(fā)射技術(shù)幾乎是目前唯一的、可操作的儲罐底板在線檢測技術(shù)。

 

早在1997年，Vallen公司開展了儲罐聲發(fā)射檢測項(xiàng)目后，聲發(fā)射技術(shù)得到廣泛地應(yīng)用與發(fā)展，形成了一系列的檢測標(biāo)準(zhǔn)。

 

本工作對國內(nèi)外聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對比分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，提出了儲罐聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)的修訂方向和建議，以期對進(jìn)一步完善儲罐底板腐蝕評價體系和指導(dǎo)儲罐在線檢測及維修提供參考依據(jù)。

 

1聲發(fā)射檢測國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)概況

 

01國外聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)

 

美國材料與試驗(yàn)學(xué)會ASTM在1997年就發(fā)布了常壓/低壓承裝液體金屬儲罐的聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1930-1997《用聲發(fā)射檢驗(yàn)充液常壓和低壓金屬儲罐的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》，該標(biāo)準(zhǔn)分別于2002、2007、2012和2017年進(jìn)行了修訂。歐洲標(biāo)準(zhǔn)是建立在1997年德國萊茵、CESI Spa、聲發(fā)射設(shè)備廠商Vallen、殼牌和陶氏開展的“儲罐聲發(fā)射檢測”項(xiàng)目，于2010年發(fā)布了承裝液體的金屬儲罐腐蝕缺陷的聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)BS EN 15856:2010《無損檢測 聲發(fā)射 周圍充滿液體的金屬內(nèi)壁腐蝕檢測用AE試驗(yàn)方法的一般原理》。

 

ASTM E1930-1997對人員資質(zhì)、設(shè)備、安全措施、設(shè)備校準(zhǔn)和試驗(yàn)步驟等方面進(jìn)行了規(guī)定，EN 15856:2010對人員資質(zhì)、設(shè)備、試驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)分析等方面進(jìn)行了規(guī)定。

 

02國內(nèi)聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)

 

從20世紀(jì)90年代開始，中國特檢院、東北石油大學(xué)和中石油管道科技中心等先后開展了儲罐聲發(fā)射檢測的研究，并分別形成了JB/T 10764-2007《無損檢測 常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價方法》、Q/SY GD 0211-2011《立式圓筒形鋼制焊接儲罐底板聲發(fā)射在線檢測及評價》。

 

JB/T 10764-2007的內(nèi)容參考了ASTM E1930-2002標(biāo)準(zhǔn)，增加了儲罐底板的評價方法等內(nèi)容，并對事件數(shù)、撞擊數(shù)進(jìn)行了分級，根據(jù)分級給出儲罐的維修建議。

 

Q/SY GD 0211-2011不僅參考了ASTM E1930-2002，還吸收了JB/T 10764-2007中評價分級的思路，在資料性附錄F中規(guī)定了罐底聲發(fā)射信號檢測結(jié)果評價過程，采用事件數(shù)定位稀疏程度，確定罐底泄漏可能性等級，通過單位事件內(nèi)的事件數(shù)和事件的平均能量定義罐底聲源活度，并結(jié)合泄漏可能性等級和聲源活度，對儲罐底板腐蝕程度進(jìn)行評級。

 

2標(biāo)準(zhǔn)對比分析

 

01適用范圍

 

表1 聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

 

標(biāo)準(zhǔn)號	適用范圍
ASTM E1930-2017	適用于工作介質(zhì)為液體的新建和在役地上儲罐；對于平底儲罐，可以檢測壁板、頂板，只有當(dāng)傳感器布置在底板上，才能檢測到底板腐蝕；當(dāng)運(yùn)行壓力大于檢測壓力時，檢測無效；適用于碳鋼、不銹鋼、鋁合金和其他金屬儲罐
BS EN 15856:2010	適用于工作介質(zhì)為液體的儲罐；適用于石油石化金屬儲罐的腐蝕檢測，可以給出定性的評價以及最大再服役時間建議；對于平底儲罐，可以檢測底板、液位以下的壁板，對于浮頂儲罐，可以檢測罐頂；只能檢測活性缺陷，檢測過程中，若腐蝕過程停止，那么檢測不到聲發(fā)射信號
JB/T 10764-2007	適用于工作介質(zhì)為氣體或液體的儲罐；壓力為常壓或小于0.1 MPa；低壓新建和在役金屬立式儲罐；罐體和罐底板
Q/SY GD 0211-2011	適用于各種介質(zhì)為液體、工作壓力為常壓新建或者在役地上立式金屬儲罐底板腐蝕程度的聲發(fā)射技術(shù)檢測與評價

 

由表1可見：4個標(biāo)準(zhǔn)均是針對金屬常壓工作介質(zhì)為液體的新建或在役的儲罐檢測，只有JB/T 10764-2007涵蓋了工作介質(zhì)為氣體的儲罐，常壓儲罐通常不用于儲存氣體；ASTM E1930-2017、BS EN 15856:2010和JB/T 10764-2007的檢測范圍均包括儲罐壁板、頂板和底板，Q/SY GD 0211-2011只針對儲罐底板的檢測。

 

02聲發(fā)射檢測系統(tǒng)要求

 

4個標(biāo)準(zhǔn)主要對聲發(fā)射檢測系統(tǒng)的傳感器、信號線、耦合劑、前置放大器、供電信號電纜、信號處理器等方面進(jìn)行了規(guī)定。

 

表2 國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)中聲發(fā)射檢測設(shè)備要求

 

標(biāo)準(zhǔn)號	設(shè)備要求
ASTM E1930-2017	傳感器：罐體檢測傳感器諧振頻率為100~200 kHz；罐底檢測傳感器諧振頻率為30~60 kHz；靈敏度應(yīng)不大于3 dB 信號線：典型的信號線長度為2 m 前置放大器：前方的均方根電壓端平噪聲電平應(yīng)不大于5 µV；前方的增益變化不應(yīng)超過±1 dB 信號處理器：撞擊持續(xù)時間應(yīng)精確到±10 μs；撞擊的定義時間應(yīng)為400 μs
BS EN 15856:2010	傳感器：采用波在液體中的傳播模式，諧振頻率為20~80 kHz；采用波在金屬中的傳播模式，諧振頻率為100~300 kHz 信號線：未做要求 前置放大器：未做要求 信號處理器：信號采集至少應(yīng)輸出聲發(fā)射計(jì)數(shù)、表征背景噪音的參量、峰值頻率、持續(xù)時間、上升時間、能量和到達(dá)時間等參數(shù)
JB/T 10764-2007	與ASTM E1930-2017標(biāo)準(zhǔn)要求基本一致，規(guī)定了信號采集輸出參數(shù)，包括計(jì)數(shù)、幅度、持續(xù)時間、上升時間、能量以及到達(dá)時間等參數(shù)
Q/SY GD 0211-2011	與JB/T 10764-2007標(biāo)準(zhǔn)要求基本一致

 

如表2所示：我國的JB/T 10764-2007和Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)是參考ASTM E1930-2002制定的，僅在信號采集方面進(jìn)行了額外的規(guī)定，其他聲發(fā)射系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定均與ASTM E1930-2002標(biāo)準(zhǔn)一致；由于Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)僅針對罐底板的檢測，傳感器諧振頻率設(shè)置范圍為30~60 kHz；BS EN15856:2010標(biāo)準(zhǔn)對聲發(fā)射系統(tǒng)要求涉及較少，僅對傳感器和信號采集進(jìn)行了約定，其中，要求對于儲罐底板的檢測應(yīng)采用波在液體中傳播的模式，傳感器的諧振頻率應(yīng)為20~80 kHz；在信號采集方面，JB/T 10764-2007和Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)明確要求了采集幅度參數(shù)，BS EN 15856:2010標(biāo)準(zhǔn)未給出采集幅度的明確要求。

 

03試驗(yàn)步驟

 

靈敏度測試

 

為了保證檢測結(jié)果的可重復(fù)性，試驗(yàn)前，須進(jìn)行儀器靈敏度測試。對于檢測儀器校驗(yàn)方法，ASTM E1930-2017、JB/T 10764-2007和Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)中均建議采用斷鉛試驗(yàn)，要求斷鉛位置距離傳感器至少10 cm，傳感器峰值幅度的要求略有不同。BS EN 15856:2010標(biāo)準(zhǔn)中要求采用Hsu-Nielsen源距離傳感器中心50 mm進(jìn)行靈敏度測試，4次靈敏度測試平均值誤差應(yīng)為±3 dB，也是要求最為嚴(yán)格的測試。

 

檢測步驟

 

4個標(biāo)準(zhǔn)中的聲發(fā)射檢測步驟如表3所示，在儲罐底板檢測實(shí)踐過程中，傳感器布設(shè)、儀器校準(zhǔn)、加壓方式選擇和檢測時間都是關(guān)鍵參數(shù)，傳感器的布設(shè)涉及傳感器高度、間距和數(shù)量。

 

表3 聲發(fā)射技術(shù)檢測步驟

 

標(biāo)準(zhǔn)號	檢測步驟
ASTM E1930-2017	傳感器安裝間距：未做明確要求；采用區(qū)域定位的罐體檢測，區(qū)域半徑需按衰減特性來確定；采用計(jì)算定位的罐體檢測，最大允許傳感器間距按衰減特性來確定；對于區(qū)域定位方法，最大傳感器間距等于1.5倍區(qū)域半徑，對于計(jì)算定位方法，最大傳感器間距等于區(qū)域半徑 安裝位置表面處理：表面清潔無雜質(zhì)，耦合良好 檢測儀器校驗(yàn)：斷鉛試驗(yàn)中斷鉛鉛芯距傳感器至少10 cm，平均峰值幅度變化不超過±4 dB；當(dāng)需進(jìn)行事件定位時，相鄰傳感器應(yīng)探測到超過門檻的信號，且定位精度在傳感器間距的5%以內(nèi) 加壓方式：新建儲罐未做明確要求；在役儲罐：檢測液位為最高操作液位的75%~100% 檢測時間：根據(jù)加壓程序
BS EN 15856:2010	傳感器高度：第一行傳感器應(yīng)設(shè)置在距離底板1 m處，第二層護(hù)衛(wèi)傳感器設(shè)置在距離底板4~6 m處，在第一行傳感器正上方，距離液位至少1 m，當(dāng)油泥影響波的傳播時，兩行傳感器都要升高，但這應(yīng)與儲罐運(yùn)行人員協(xié)商，因?yàn)檫@會造成較大的定位誤差 傳感器安裝間距：均勻分布在儲罐周圍，避開人孔、焊縫等，間距不應(yīng)超過15 m，實(shí)踐證明間距為13 m更具可操作性，每行傳感器數(shù)量不少于6個，傳感器距焊縫距離需超過200 mm 安裝位置表面處理：未做明確要求 檢測儀器校驗(yàn)：采用Hsu-Nielsen源距離傳感器中心50 mm處進(jìn)行靈敏度測試，4次靈敏度測試平均值誤差應(yīng)為±3 dB 加壓方式：液位應(yīng)高于傳感器至少1 m，對于平底儲罐，檢測時儲罐應(yīng)靜置，無進(jìn)出液，加熱器關(guān)閉，通常靜置24小時 檢測時間：最理想的檢測環(huán)境是無風(fēng)、無雨和無陽光直射，可以在夜間進(jìn)行檢測，至少檢測1小時，如果采集波形信號，這些信號至少覆蓋30分鐘，多采集幾次可以提高評價結(jié)果
JB/T 10764-2007	傳感器高度：傳感器布設(shè)在壁板上，盡量同一高度，距底板約0.1~0.5 m，且高于油泥深度 傳感器安裝間距：當(dāng)區(qū)域定位時，區(qū)域半徑需按衰減特性來確定；采用進(jìn)行事件數(shù)定位時，最大允許傳感器間距按衰減特性來確定；對于區(qū)域定位方法，最大傳感器間距是區(qū)域半徑的1.5倍，對于計(jì)算定位方法，最大傳感器間距等于區(qū)域半徑；傳感器間距不宜大于13 m 安裝位置表面處理：表面清潔無雜質(zhì)，耦合良好 檢測儀器校驗(yàn)：與ASTM E1930-2017一致 加壓方式：檢測液位為最大操作液位的85%~105%，特殊情況下，液位高于傳感器安裝位置1 m以上，檢測前，應(yīng)靜置2小時以上 檢測時間：至少檢測2小時
Q/SY GD 0211-2011	傳感器高度：浮頂儲罐在距邊緣板0.2~1.0 m高度的儲罐外壁板處，高度一致；拱頂儲罐：增加護(hù)衛(wèi)傳感器，護(hù)衛(wèi)傳感器高于罐底傳感器1.5~3.0 m 傳感器安裝間距：浮頂儲罐：不宜大于13 m 安裝位置表面處理：St3銹等級 檢測儀器校驗(yàn)：斷鉛試驗(yàn)采用0.3 mm直徑2H或者0.5 mm的HB鉛芯，鉛芯至少距傳感器100 mm，所有傳感器平均峰值幅度的變化不應(yīng)超過±5 dB 加壓方式：液位高度為最大操作液位高度的85%以上，且應(yīng)在該液位下靜置12小時以上 檢測時間：關(guān)閉進(jìn)出口閥門，排除干擾源，采集宜在夜間進(jìn)行，采用短期監(jiān)測和多次檢測的方式進(jìn)行，每次監(jiān)測時間不少于10小時，且至少檢測兩次

 

ASTM E1930標(biāo)準(zhǔn)中，傳感器安裝間距需要根據(jù)衰減特性來確定，對于區(qū)域定位最大的傳感器，其安裝間距是區(qū)域半徑的1.5倍，對于計(jì)算定位最大的傳感器安裝間距等于區(qū)域半徑。BS EN 15856:2010、JB/T 10764-2007和Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)中均建議傳感器安裝間距不宜大于13 m。對于傳感器高度，ASTM E1930標(biāo)準(zhǔn)中未明確規(guī)定，其他3個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定均不同。對于含有油泥的原油儲罐，只有BS EN 15856:2010和JB/T 10764-2007標(biāo)準(zhǔn)中建議傳感器高度高于含有油泥的原油儲罐，其中，BS EN 15856:2010標(biāo)準(zhǔn)明確表明，含有油泥的原油儲罐的缺陷定位存在較大的誤差。

 

對于安裝位置表面處理，只有Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到St3除銹等級，其他3個標(biāo)準(zhǔn)均要求耦合良好即可。

 

針對大修儲罐，聲發(fā)射檢測加壓程序如圖1所示。對于加壓方式與檢測時間，4個標(biāo)準(zhǔn)均要求在加壓環(huán)境中進(jìn)行測試，BS EN 15856:2010標(biāo)準(zhǔn)要求儲罐液位只要大于傳感器位置1 m即可，其他標(biāo)準(zhǔn)對加壓環(huán)境要求較苛刻。其中，ASTM E1930-2017與JB/T 10764-2007標(biāo)準(zhǔn)要求檢測液位為75%~100%，Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)要求檢測液位在85%以上。對于檢測時間，ASTM E1930-2017標(biāo)準(zhǔn)未要求靜置時間，在100%液位下保壓測試30分鐘即可，JB/T 10764-2007標(biāo)準(zhǔn)要求靜置時間至少2小時，測試時間至少1小時，但并未明確規(guī)定1小時測試環(huán)境，Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)要求靜置至少12小時，測試兩次，每次至少10小時。

 

 

圖1 聲發(fā)射檢測加壓程序（針對大修儲罐）

 

04結(jié)果評價

 

ASTM E1930-2017標(biāo)準(zhǔn)采用5個指標(biāo)評價儲罐運(yùn)行狀況，當(dāng)達(dá)到指標(biāo)后，需要采用其他無損檢測方法。這5個指標(biāo)分別是保載過程中聲發(fā)射信號、信號持續(xù)時間、撞擊數(shù)、大幅值撞擊和信號強(qiáng)度。其中，保載過程中聲發(fā)射信號表征儲罐蠕變過程中連續(xù)的屈服或損傷或者缺陷在應(yīng)力水平下持續(xù)的變化。信號持續(xù)時間表征整體的聲發(fā)射活度。如果聲發(fā)射信號一直都超過這個值，表明儲罐運(yùn)行狀況較差。撞擊數(shù)主要用于評價在役儲罐的運(yùn)行狀況，撞擊數(shù)太大，表明儲罐缺陷較多。大幅值撞擊表明裂紋在擴(kuò)展，幅值隨著載荷的增加而增加也表明裂紋在擴(kuò)展。信號強(qiáng)度表征隨著載荷的增加，缺陷區(qū)域出現(xiàn)響應(yīng)。

 

BS EN 15856:2010標(biāo)準(zhǔn)要求，采用不同信號到達(dá)時間的差異進(jìn)行聲發(fā)射事件的定位，當(dāng)事件相鄰時，可以將其信號到達(dá)時間視作相等，代表同一個聲發(fā)射源。采用聲發(fā)射活度評價區(qū)域的單位時間（1小時）聲發(fā)射事件數(shù)來進(jìn)行儲罐評級，評級范圍為無聲發(fā)射源至嚴(yán)重聲發(fā)射源，對應(yīng)最大的服役周期和立即開罐檢測。

 

JB/T 10764-2007標(biāo)準(zhǔn)在正文中給出了儲罐底板的聲發(fā)射評價方法，分別采用時差定位和區(qū)域定位分析聲發(fā)射源的分級。時差定位是通過對撞擊進(jìn)行三角定位分析得到事件數(shù)，將儲罐底板劃分為網(wǎng)格，網(wǎng)格可以是正方形或圓形，邊長或直徑應(yīng)不大于儲罐直徑的10%，根據(jù)每一個網(wǎng)格每小時出現(xiàn)的事件數(shù)E，評定底板的腐蝕分級。區(qū)域定位分析是根據(jù)每個通道采集到的每小時撞擊數(shù)H進(jìn)行底板的腐蝕等級劃分。根據(jù)時差定位分析結(jié)果或區(qū)域定位分析結(jié)果進(jìn)一步分析儲罐維修優(yōu)先順序。

 

Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)在資料性附錄中給出了儲罐底板的聲發(fā)射評價方法，分別將泄漏可能性等級和聲發(fā)射活度的描述結(jié)果置于矩陣中，評定底板的腐蝕分級。根據(jù)時差定位得到事件定位，采用事件集中程度描述泄漏可能性等級，采用單位時間和單位區(qū)域的事件數(shù)、單位時間事件平均能量進(jìn)行聲發(fā)射活度描述。

 

3問題探討

 

根據(jù)以上對比分析，國內(nèi)外聲發(fā)射檢測評價標(biāo)準(zhǔn)存在較大的差異，主要是聲發(fā)射檢測范圍、檢測步驟和檢測評價方法幾個方面。

 

01檢測范圍

 

ASTM E1930、BS EN 15856、JB/T 10764和Q/SY GD 0211標(biāo)準(zhǔn)的檢測范圍均按介質(zhì)劃分，檢測范圍覆蓋液體儲罐，并沒有明確介質(zhì)。實(shí)際應(yīng)用過程中，液體介質(zhì)有原油、汽油、柴油和水等，不同介質(zhì)的密度不同，聲信號傳播速率也不同，必定會對結(jié)果產(chǎn)生影響。此外，原油儲罐底部通常覆蓋一層油泥，不同厚度的油泥對聲發(fā)射信號耗散的影響不同，結(jié)果需要根據(jù)油泥厚度進(jìn)行修正。

 

SANCHEZ等對汽油罐（容積3000 m3，直徑15.68 m，高10.52 m）進(jìn)行聲發(fā)射檢測，采用8個傳感器（35 kHz）均勻布設(shè)，檢測1小時，采用Vallen AMSY-5 AE系統(tǒng)進(jìn)行檢測及后處理。研究發(fā)現(xiàn)，陰極保護(hù)系統(tǒng)會產(chǎn)生一些噪聲，這會影響檢測結(jié)果,聲發(fā)射檢測出一處活性泄漏缺陷，另一處泄漏缺陷未被檢出，原因是該處有油泥，并未發(fā)生泄漏。

 

張庶鑫等對20000 m3原油儲罐進(jìn)行聲發(fā)射檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聲發(fā)射是一種有效的在線檢測技術(shù)，可以定性評價原油儲罐底板的腐蝕狀況，與實(shí)際情況相比，檢測評價結(jié)果較為保守，需進(jìn)一步修正含油泥原油儲罐的聲發(fā)射評級結(jié)果。

 

ASTM E1930、BS EN 15856、JB/T 10764和Q/SY GD 0211標(biāo)準(zhǔn)檢測范圍均按儲罐部位劃分，ASTM E1930、BS EN 15856和JB/T 10764標(biāo)準(zhǔn)檢測范圍均覆蓋儲罐壁板、頂板和底板，Q/SY GD 0211只針對儲罐底板的檢測。

 

在工程實(shí)踐中，聲發(fā)射技術(shù)主要用于底板腐蝕檢測，對于容積為2000~100000 m3的儲罐均有應(yīng)用。然而，對于大型儲罐，其底板直徑越大，聲發(fā)射信號衰減越大，導(dǎo)致儲罐中心的信號很難傳播到儲罐壁。ASTM E1930標(biāo)準(zhǔn)中傳感器安裝間距需要根據(jù)衰減特性來決定，對于計(jì)算定位方法，最大傳感器間距等于1.5倍區(qū)域半徑，對于計(jì)算區(qū)域定位方法，最大傳感器間距等于區(qū)域半徑。

 

筆者在某作業(yè)區(qū)汽油罐上進(jìn)行衰減特性測定，測得衰減半徑約為5 m，表明區(qū)域定位傳感器間距應(yīng)為7.5 m，計(jì)算定位傳感器間距應(yīng)為5 m。標(biāo)準(zhǔn)中推薦最大傳感器間距應(yīng)小于13 m。容積為100000 m3的儲罐半徑約為80 m，容積為20000 m3的儲罐半徑約為40 m，均遠(yuǎn)大于最大傳感器間距13 m和衰減半徑5 m，導(dǎo)致儲罐中心腐蝕信號無法達(dá)到罐壁。然而，從美國PAC聲發(fā)射檢測分析軟件結(jié)果來看，聲發(fā)射可檢測到100000 m3儲罐中心的腐蝕信號，這表明標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際情況不符。

 

對于大型儲罐，聲發(fā)射檢測范圍只能覆蓋儲罐底板邊緣，對于大型儲罐的聲發(fā)射檢測，可縮短傳感器間距，增加傳感器布設(shè)數(shù)量。

 

02檢測步驟

 

檢測步驟存在較大的差異是靈敏度測試和加壓程序。靈敏度測試是對設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，以保證試驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。4個標(biāo)準(zhǔn)均建議采用斷鉛試驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定，但對于斷鉛鉛芯尺寸沒有明確規(guī)定，對斷鉛位置的規(guī)定均不同，因此按不同標(biāo)準(zhǔn)檢測的結(jié)果無法進(jìn)行比較。建議明確斷鉛位置、鉛芯尺寸和斷鉛角度等參數(shù)，如圖2所示，或者采用標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器，使得檢測結(jié)果一致，則結(jié)果具有可比性。

 

 

圖2 斷鉛試驗(yàn)示意

 

03結(jié)果評價

 

ASTM E1930-2017標(biāo)準(zhǔn)采用聲發(fā)射信號、信號持續(xù)時間、撞擊數(shù)、大幅值撞擊和信號強(qiáng)度等5個指標(biāo)評價儲罐運(yùn)行狀況。

 

BS EN 15856:2010標(biāo)準(zhǔn)采用聲發(fā)射活度評價區(qū)域的單位時間（1小時）聲發(fā)射事件數(shù)來評價儲罐運(yùn)行狀況。

 

JB/T 10764-2007標(biāo)準(zhǔn)采用時差定位和區(qū)域定位分析聲發(fā)射源的分級，通過單位時間單位區(qū)域的事件數(shù)、單位時間撞擊數(shù)進(jìn)行儲罐底板腐蝕狀況分級。

 

Q/SY GD 0211-2011標(biāo)準(zhǔn)分別采用泄漏可能性等級（聲發(fā)射事件數(shù)密集程度）和聲發(fā)射活度（單位時間事件數(shù)、事件平均能量）兩個參量描述結(jié)果，對儲罐腐蝕程度進(jìn)行評級。

 

HODAEI等對原油儲罐（容積600 m3，直徑9 m，高7.6 m）進(jìn)行聲發(fā)射檢測，采用5個傳感器均勻布設(shè)，檢測1小時，采用三角定位方法對聲發(fā)射信號進(jìn)行定位分析，得到罐底板事件數(shù)分布。研究發(fā)現(xiàn)，儲罐底板腐蝕減薄程度與事件數(shù)分布呈正相關(guān)性。

 

YUYAMA等對近20臺儲罐分別開展了聲發(fā)射檢測、漏磁檢測與超聲檢測，并對檢測結(jié)果進(jìn)行了對比驗(yàn)證。結(jié)果表明，聲發(fā)射檢測方法中的聲源定位結(jié)果存在一定的偏差，但聲源集中度可以有效反映在役儲罐底板的腐蝕程度。

 

綜上可知，聲發(fā)射技術(shù)可以定性反映儲罐底板的腐蝕狀況，但不能精確定位，其中，事件數(shù)指標(biāo)可以較為準(zhǔn)確地描述底板的腐蝕狀況。

 

國內(nèi)外聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)中選擇的聲發(fā)射評價指標(biāo)不同，且都沒有給出明確的儲罐評級劃分方法，對于沒有經(jīng)驗(yàn)的檢測人員，無法進(jìn)行結(jié)果評級。針對這種情況，建議采用聲發(fā)射事件數(shù)密集程度以及單位時間事件數(shù)兩個參量進(jìn)行結(jié)果評價。

 

結(jié)論及建議

 

(1) ASTM E1930、BS EN 15856、JB/T 10764和Q/SY GD 0211聲發(fā)射檢測標(biāo)準(zhǔn)的檢測范圍均覆蓋液體儲罐，并沒有明確介質(zhì)，建議根據(jù)介質(zhì)類型，分別給出評價方法。

 

(2) 對于大型儲罐，建議可縮短聲發(fā)射檢測的傳感器間距，增加傳感器布設(shè)數(shù)量。

 

(3) 4個標(biāo)準(zhǔn)均采用斷鉛試驗(yàn)進(jìn)行靈敏度標(biāo)定，建議明確斷鉛位置、鉛芯尺寸、斷鉛角度等參數(shù)，或者采用標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器，使得檢測結(jié)果一致，則結(jié)果具有可比性。

 

(4) 4個標(biāo)準(zhǔn)都沒有給出明確的儲罐評級劃分方法，建議采用聲發(fā)射事件數(shù)密集程度和單位時間事件數(shù)進(jìn)行結(jié)果評價，并明確分級標(biāo)準(zhǔn)。