大型压力容器的声发射检测

作为大型压力容器的声发射检测应用案例，接下来主要介绍石油精炼设备脱硫装置中钢制反应炉定期检查后重启设备运转时的声发射检测。被检测设备的主要参数如图1所示。成套设备再运转时温度和压力均呈上升过渡状态，是声发射检测的最佳时机。

图1 被检测设备的主要参数

(1)     声发射检测方法

在这个应用案例中，由于A和B两个反应炉是直接串联连接，需要同时进行测量。

所以对每个反应炉分别配置16个通道，共计32个通道的AE传感器，进行AE检测。

这里将重点介绍反应炉B的检测结果。被检测设备在正常运行下高温达数100°C，

不能使用通用的AE传感器，因此需要用到高温型波导杆一体式传感器/前置放大器组件，如图2所示，使用专用夹具安装在被检测设备上。

图3是反应炉B上AE传感器的配置情况。

图2 高温AE传感器的安装状态

图3 AE传感器的配置（反应炉B的上方及侧面展开图）

  检测开始前进行的模拟AE波传播特性的测量结果表明，传播速度约为3000m/s，

衰减率为2~3dB/m，在传感器间距达到最大时，幅度衰减也在10dB以内。另外，

将外部确认参数压力(1点)及温度(3点)输入到AE检测系统中，同AE数据一起记录。

从设备开始运转到程序稳定的大约60个小时内，连续进行AE检测。

 (2)     声发射检测结果

图4反映了对应通道累积的AE组数和压力及温度的时间变化。另外，图5反映了安装在反应炉B上16个通道中的8个通道，以检测开始后54~55小时为中心100分钟以内噪音电平的时间变化。

图4 累积的AE组数和压力及温度的时间变化

  如图所示，在设备开始运行时，主要由于内部流体的流动以及温度的变化而产生较大的噪音。图4显示撞击累积数达到了数万次。在这种环境下进行AE检测时，有效的噪音处理方法就是，AE软件对信号进行滤波处理。

图5 噪音电平的变化情况

图6 AE检测结果（反应炉B的侧面展开图）

  图6为反应炉B的二维位置定位图。炉上方几乎没有标示点，所以在此省略了。

在焊接线附近的3处位置发现了定位的小规模集中点，但由于其AE定位数和AE能量都比较小，所以根据图7的判定标准最终判定为C等级。在该检测中，两台反应炉均未检测出显示重大缺陷的AE信号，故判断设备结构健全，没有任何故障。

  像这样在设备结构中应用AE检测时，通过确认有无明显的AE信号发生，可以在大范围内同时确认设备结构的健全性。

图7 AE源的等级分类