常压金属储罐声发射检测工艺规程.doc

XXXXX常压金属储罐声发射检测工艺规程文件编号：XXX 版本号：1/0 1适用范围1.1本规程适用于工作介质为液体、工作压力为常压或小于0.1MPa的新制造和在用地上金属立式储罐罐体与罐底板的声发射检测与评价；适用于泄漏声发射检测与监测。在用储罐检测通常采用所贮存的工作介质直接进行加载以在线的检测方式进行检测，不需要将储罐排空或清洗。本规程适用的传感器谐振频率范围：罐体检测100200KHz、罐底板检测3060KHz。检测结果评价与分级，按照JB/T10764的规定执行，检测部位及检测时机还应符合相关规范、产品标准和本公司有关检验规则的要求。1.2对于其他形式的金属常压储罐声发射检测应考虑储罐的结构形式及应力分布，可参照本规程执行。2 依据的标准、法规或其他技术文件 本规程引用标准未注日期的，应使用最新版本。GB/T9945 无损检测 人员资格鉴定与认证GB/T12604.4 无损检测 术语 声发射检测GB/T18182 金属压力容器声发射检测及结果评价方法NB/T47013.1 承压设备无损检测 第1部分：通用要求NB/T47013.2 承压设备无损检测 第2部分：射线检测NB/T47013.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测NB/T47013.4 承压设备无损检测 第4部分：磁粉检测NB/T47013.5 承压设备无损检测 第5部分：渗透检测NB/T47013.6 承压设备无损检测 第6部分：涡流检测NB/T47013.7 承压设备无损检测 第7部分：目视检测NB/T47013.8 承压设备无损检测 第8部分：泄漏检测NB/T47013.10 承压设备无损检测 第10部分：衍射时差法超声检测NB/T47013.11 承压设备无损检测 第11部分：X射线数字成像检测NB/T47013.12 承压设备无损检测 第12部分：漏磁检测3一般要求3.1检测人员3.1.1检测人员按照GB/T9445的要求或按照特种设备无损检测人员考核与监督管理规则的要求取得由相应无损检测人员资格鉴定机构颁发或认可的声发射检测等级资格证书，方可从事与资格级别相应的无损检测工作。3.1.2检测人员应了解与声发射检测技术相关的计算机知识、数据采集分析知识、掌握相应的计算机基本操作方法。3.2检测仪器设备3.2.1检测所用仪器完好且校验或自校合格，检测系统验收与核查合格后方可使用。检测仪器应符合JB/T 10764的要求，对传感器、前置放大器和系统主机每年至少进行一次校准。3.2.2检测系统：包括传感器（探头）、前置放大器（置于探头内）、系统主机、计算机系统、检测系统软件、检测工装。检测系统验收与核查应符合JB/T 10764的有关要求。传感器：传感器的谐振频率范围：罐体检测100200KHz、罐底板检测3060KHz。传感器夹具：采用磁性夹具固定传感器。耦合剂：选用无气泡、黏度适宜的耦合剂，可选用真空脂、凡士林、黄油等。信号电缆：采用标准同轴电缆，最大长度不宜超过300m。系统主机：应有覆盖检测区域的足够通道数，应至少能实时显示和储存声发射信号的参数（包括到达时间、门槛、幅度、振铃计数、能量、上升时间、持续时间、撞击数，宜具有接受和记录压力、温度等外部电信号）的功能。计算机系统和检测系统软件：应能稳定持续工作，具有更新功能，满足最新检测标准的要求。3.3操作指导书对于每台常压金属储罐的声发射检测，应根据通用工艺规程的内容以及被检设备的检测要求编制操作指导书。3.3.1操作指导书的内容除参照NB/T47013.1的要求外，还应满足JB/T 10764的要求。至少包括下列内容：a）操作指导书编号、依据的工艺规程及其版本号；b）检测对象：设备类别，检测对象的名称、编号、几何尺寸、材质、设计液位、操作液位、设计压力、操作压力、工作介质、检测部位（罐体、罐底板）；c）检测设备器材：传感器（检测频率、型号、数量、固定方式）、系统主机（生产商、型号）、检测系统软件（软件名称、设置文件名称、数据文件名称）、耦合剂、模拟源（0.3mm/2H铅芯）等； d）检测方式：在线检测、随压力试验一并进行；e）探头的安装：布置阵列（示意图）、安装方式；f）检测系统的调试：通道灵敏度测试、衰减测量、定位校准、背景噪声测量；g）检测操作程序：确定加压程序、检测数据采集与过程观察（定位图）、源定位；h）检测数据分析； i）源定位；j）编制者（级别）和审核者（级别）；k）编制日期。3.3.2操作指导书在首次应用前应进行工艺验证，以确认系统灵敏度和定位是否能达到标准规定的要求。3.3.3操作指导书的编制、审核应符合相关法规或标准的规定，还应满足本公司的质量管理体系文件的规定。3.4检测系统的调试3.4.1系统设置在资料审查的基础上，根据被检测对象的几何尺寸的大小进行硬件设置、定位设置、图形设置等。3.4.2探头的安装应根据设备情况及检测仪器要求选择合适的定位方式，做出探头布置图。对探头的安装部位进行表面处理，使其表面平整并露出金属光泽；如表面有光滑致密的保护层，可根据信号衰减情况决定是否保留。安装探头时，在探头上均匀地涂上耦合剂，对铁磁性材料应使用磁性夹头辅助固定，以使得在试验期间探头和设备保持良好的耦合效果，耦合剂可选用真空脂、凡士林或黄油。罐体检测探头安装：根据衰减特性确定相邻探头的环向与垂直最大间距，将探头环状安装在储罐壁板上，每圈探头应等间距同高度安装。一般第一圈安装在壁板的底部或靠近底部，相邻圈上的探头位置应错开成三角形。如条件允许，应在人孔等大直径的开孔附近安装额外的探头。当采用区域定位时，有补强板的人孔周围应安装2个探头，其中1个放在补强板上，另1个放在人孔对面的壁板上。对于有通风口的储罐，探头应安装在最高液位以下的壁板上，罐顶不安装探头。罐底板检测探头安装：罐底板检测探头安装要求见表1。表1 罐底板检测探头安装要求储罐容积/ m3每圈安装探头数量/个V5000485000V20000812V2000012注：探头的间距不宜大于13m，探头一般安装在距底板高0.1m0.5m范围内的壁板上，应高于储罐内固体沉积物的高度，至少布置一圈，每圈探头应等间距同高度安装。3.4.3通道灵敏度测试在检测开始之前和结束之后应进行通道灵敏度的测试。对每一个通道进行断铅试验，铅芯规格：0.3mm/2H，铅芯与被检件表面的夹角为30左右，伸出长度约为2.5mm，铅芯距探头中心（1005）mm处折断，其响应幅度值取三次以上响应的平均值。或采用仪器的AST功能，进行自动测试。每个通道响应的幅度值与所有通道的平均幅度值之差应不大于4dB。3.4.4衰减测量为确定最大探头间距，检测前应进行与声发射检测条件相同的衰减特性测量，测量方法为断铅试验。如果已有检测条件相同的衰减特性数据，可不再进行衰减特性测量，但应把该衰减特性数据在本次检测记录和报告中注明。3.4.5定位校准检测前，利用断铅试验进行定位校准，要求在被检测区域阵列的任何部位，断铅信号至少能被该定位阵列中的探头收到，并得到唯一定位结果。3.4.6背景噪声测量检测前，应进行背景噪声的测量，测量时间不少于15 min，设置门槛。如果背景噪声大于所设定的阈值时，应设法消除背景噪声的干扰或中止检测。3.5安全防护要求 （1）使用单位应对检测现场相关人员进行针对性安全培训并做好技术交底工作。 （2）使用单位应采取措施防止储罐的外溢，考虑液体溢出所带来的后果。 （3）使用单位在检测前应检查诸如人孔、阀门、盲法兰等连接的部位。以确保螺栓或其它附件牢固、能承受足够的检测压力和适当的扭矩，不存在严重的腐蚀或其它变形。 （4）检测人员确认现场条件符合检测工作要求后方可进行检测，并且执行使用单位有关动火、用电、高空作业、安全防护、安全监护等规定。 （5）检测时，检测人员还应当遵守本公司安全作业手册的相关要求。（6）检测时，使用单位储罐安全管理、操作和维护等相关人员应当到现场协助检测工作，负责安全监护，一名监护人员不得同时监护两个作业点，并且设置可靠的联络方式。4现场检测操作4.1确定加压程序4.1.1罐体检测加压程序应根据被检设备相关法规、标准和(或)合同的要求及运行记录来确定AE检测压力（最高充液液位）和加压程序，加压程序一般包括升压（提高液位）、保压过程。4.1.1.1确定罐体的AE检测压力新制造储罐和在用储罐AE检测压力应分别确定。如果在用储罐不允许充液到超过最大操作液位5%的水平，但至少超过2%。应考虑加压所用液体的特性，温度必须高于凝固点且低于沸点，考虑加压所用液体的比重的影响，内外压力叠加不得超过设计压力。罐体的AE检测压力见表2表2 罐体的AE检测压力序号检测条件和状态检测压力1按设计规范标准要求对新罐进行水压验证试验按照有关设计规范、试验方法或规程的要求，先将水加注到最高设计液位，然后增加叠加的液压和（或）气压2不需要水压试验的新罐先将水加注到最高设计液位，然后增加叠加的液压和（或）气压达到最大的设计压力。如无最大设计压力，可采用最大操作压力3操作和叠加压之和小于0.002MPa的在用储罐充液到最高操作液位105%的水平，然后施加正常的叠加液体或气体压力4操作和叠加压之和在0.002MPa到0.04MPa之间的在用储罐充液到最高操作液位105%的水平，然后施加检测前六个月内曾经出现的最大叠加液体或气体压力5操作和叠加压之和大于0.04 MPa的在用储罐充液到最高操作液位105%的水平，然后施加检测前六个月内曾经出现的最大叠加液体或气体压力的基础上再加0.004MPa4.1.1.2确定罐体的加压程序充液时，最初10min进行背景噪声监测，确定背景噪声可接受后，在充液过程中至少达到AE检测压力的10%以上进行AE监测。在检测期间，加压速率在2min内不得超过AE检测压力的10%。如果检测包括叠加压力，应在进行100%的AE检测压力保压之前施加该压力。新制造储罐的加压程序：如果声发射数据指示有缺陷，或不确定，应从AE检测压力的80%到100%的范围内进行二次加载检测，保压过程和时间与第一次加压时相同。新制造储罐的加压程序见图180%10min时间min试验压力90%10min100%30min80%10min90%10min100%30min10min50%10min图1 新制造储罐的加压程序在用储罐的加压程序：如果AE检测的目的是为了评价储罐的修理，而且声发射数据指示拟修理的区域有缺陷或不确定，应从AE检测压力的85%到100%的范围内进行二次加载检测，保压过程和时间与第一次加压时相同。在用储罐的加压程序见图285%10min时间min试验压力95%10min100%30min85%10min95%10min100%30min10min图2 在用储罐的加压程序4.1.1.3需要的充液时间及液位测量用户应根据检测期间充入储罐的液体和流速来估计充液时间，并提供给检测人员满足加压程序要求的足够检测时间。在整个AE检测过程中，应对液位进行监测，对于充入液体的比重与工作介质比重不同的，需要重新标定液位测量仪。4.1.1.4罐体AE数据采集对每个升压和保压阶段进行监测和数据采集。对罐体的AE检测是采集罐体上缺陷开裂和裂纹扩展产生的声发射信号。4.1.2罐底板在线检测加压程序4.1.2.1确定储罐的最高操作液位根据储罐运行记录确定检测前六个月内的最高操作液位。4.1.2.2确定罐底板加压程序一般情况下，AE在线检测液位宜位于最高操作液位的85%105%之间的某一位置，特殊情况下，检测液位应至少高于传感器安装位置的1m以上。关闭进出口阀门、泵和加热装置，应在检测前稳定保持该液位静置2h以上。4.1.2.3罐底板AE数据采集 满足罐底板AE检测条件后，进行至少2h的AE数据采集。对罐底板的AE检测是采集泄漏或腐蚀产生的声发射信号。4.2检测数据采集与过程观察4.2.1采集的参数应满足JB/T 10764的要求，从检测数据中标识出检测过程中出现的噪声数据，并在检测记录中注明。4.2.2检测记录，记录仪器设置参数及文件名称、绘制示意图、做好相关过程及异常记录。4.2.3检测过程中的噪声，检测过程中检测人员必需及时识别出现的噪声并将其消除或降到最小的程度，如果噪声太大，应停止加压并暂停检测，排除噪声后再进行检测。影响检测结果的噪声有：充液速率过高；外部机械振动；内部构件、工装的移动或受压爆裂；电磁干扰；风、雨冰雹等的干扰；泄漏。4.2.4检测时应观察声发射撞击数和（或）定位源随压力或时间的变化趋势，对于声发射定位源集中出现的部位，应查看是否有外部干扰因素，如存在应停止加压并尽量排除干扰因素。4.3源定位检测结束后，需进一步确认的声发射源应确定声发射源部位，采用区域定位法或者计算定位法确定声发射源部位。对于罐体定位校准可采用模拟源方法，若得到的定位显示与检测数据中声发射定位源部位显示一致，则该模拟源的位置为检测到的声发射定位源部位。5 检测过程问题的处理5.1当检测工作无故中止时，如不影响数据采集与存储，检测可继续进行。5.2当检验结果与标准要求差距很大时，应分析原因。5.3如果在检测过程中发现仪器、仪表有误，应分析原因，确定是仪器、仪表有问题，应更换仪器、仪表。5.4检测人员在检测过程中，发现产品有一般质量问题时，可以依据规程、标准以及受检单位实际情况进行处理。如果产品有严重问题时，检测人员必须向技术负责人汇报后，进行处理。6检测结果评价与分级6.1罐体AE检测结果评价与分级对于罐体进行的AE检测，结果评价与分级应采用GB/T18182规定的方法。根据声发射定位源的活性和强度来综合评价，进行综合分级。6.1.1定位源的活性分级区域定位以通道覆盖区域划定出平定区域。时差法计算定位以传感器阵列中最大传感器间距的10%为边长或直径划定出正方形或圆形评定区，落在同一平定区域内的声发射定位源事件，认为是同一源区产生的声发射定位源事件。如果定位源区的事件数随着升压或保压呈快速增加时，则认为该部位的定位源具有超强活性。如果定位源区的事件数随着升压或保压呈连续增加时，则认为该部位的定位源具有强活性。如果定位源区的事件数随着升压或保压呈间断出现时，按表3、表4进行分级。如果进行两次加压循环，声发射定位源的活度等级划分方法详见表3；对于进行一次加压循环，声发射定位源的活度等级划分方法详见表4。表3 两次加压循环声发射定位源的活性分级活性等级第一次加压循环第二次加压循环升压保压升压保压弱活性弱活性弱活性弱活性中活性中活性中活性中活性中活性强活性强活性强活性强活性强活性超强活性表4 一次加压循环声发射定位源的活性分级活性等级升压保压中活性强活性超强活性6.1.2定位源的强度分级声发射定位源的强度Q可用能量、幅度或计数参数来表示。源的强度计算取源区前5个最大的能量、幅度或计数参数的平均值，幅度参数应根据衰减测量结果加以修正。声发射定位源的强度分级参考表5进行，表5中的a、b值应由试验来确定。Q345R钢采用幅度参数进行定位源的强度分级推荐值见表6。表5 声发射定位源的强度分级定位源的强度等级定位源的强度Q低强度Qa中强度aQb高强度Qb表6 Q345R钢采用幅度参数进行声发射定位源的强度分级定位源的强度等级幅度Q/dB低强度Q60dB中强度60dBQ80dB高强度Q80dB6.1.3定位源的综合分级声发射定位源的综合分级按表7进行。表7 声发射定位源的综合分级定位源的强度等级活性等级超强活性强活性中活性弱活性高强度中强度低强度6.1.4定位源的验证对发现的有意义的（级或级）声发射定位源性质的进一步确定，应采用其他无损检测方法验证。可按NB/T47013.247013.6、NB/T47013.747013.8、NB/T47013.1047013.12所规定的检测方法进行表面和（或）内部缺陷检测。6.2罐底板AE在线检测结果评价与分级采用声发射定位源的时差定位或区域定位分析及分级方法，如同时采用两种分级方法，则同一评定区域应取较大的级别。6.2.1罐底板定位源的时差定位分析及分级对罐底板以不大于直径10%的长度划定出正方形或圆形平定区域，计算出每小时出现的定位事件数E。根据罐底板的时差定位情况，对每个评定区域的有效声发射源级别按表8进行分级。表8 罐底板基于时差定位分析的声发射源的分级源级别评定区域内每小时出现的定位事件数E评定区域的腐蚀状态评价EC无局部腐蚀迹象C E10C存在轻微局部腐蚀迹象10C E100C存在明显局部腐蚀迹象100C E1000C存在较严重局部腐蚀迹象E1000C存在严重局部腐蚀迹象注：表中的C值需通过采用相同的检测仪器与设置工作参数，对相同规格和运行条件的储罐进行一定数量的检测实验和开罐验证实验来取得。6.2.2罐底板定位源的区域定位分析及分级计算出各独立通道有效检测时间每小时出现的撞击数H。根据罐底板的区域定位情况，对每个通道区域的声发射源级别按表9进行分级。表9 罐底板基于区域定位分析的声发射源的分级源级别每个通道每小时出现的撞击数H评定区域的腐蚀状态评价HK无局部腐蚀迹象K H10 K存在轻微局部腐蚀迹象10 K H100 K存在明显局部腐蚀迹象100 K H1000 K存在较严重局部腐蚀迹象H1000 K存在严重局部腐蚀迹象注：表中的K值需通过采用相同的检测仪器与设置工作参数，对相同规格和运行条件的储罐进行一定数量的检测实验和开罐验证实验来取得。6.2.3对罐底板的维修建议根据储罐底板腐蚀状态等级制定被检储罐维修计划。维修计划的优先顺序见表10。需开罐检修的储罐底板，可采用JB/T10765对储罐底板进行漏磁快速扫查检测。表10 储罐维修优先顺序划分储罐底板腐蚀状态等级腐蚀状况维修/处理建议非常微少不需维修少量近期不需考虑维修中等考虑维修动态优先考虑维修高动态最优先考虑维修注：表中的K值需通过采用相同的检测仪器与设置工作参数，对相同规格和运行条件的储罐进行一定数量的检测实验和开罐验证实验来取得。7记录与报告7.1记录与报告格式7.1.1 记录格式见附件1 声发射检测记录。7.1.2 报告格式见附件2声发射检测报告。7.2检测