聲發射檢測

典型工程

一、聲發射檢測
        聲發射檢測技術在設備運行狀態監測、生產安全預警方 面具有重大的現實價值，可廣泛應用在石油化工、航天航空、材料實驗和交通運輸等領域?？梢詣討B的監測材料缺陷的產生和運動發展情況，如我們應河南省鍋檢委托對山東明潤昌化工有限公司12臺2000m3球罐進行水壓AE檢測，對缺陷進行TODF復驗，同時采用常規超聲進行定深、定長、定自身高度來評價缺陷，確保球罐安全使用。聲發射檢測又為企業創造巨大經濟效益，既無需置換、清掃、蒸罐又無需搭架、打磨，還大大縮短檢驗周期。

　   對岳化石化公司委托對加拿大進口的三臺Φ2600×100×23000mm100at高壓氮氣瓶進行在役升壓聲發射檢測，共花費八天時間逐個完成升壓檢測后即投入正常運轉，一點沒有影響全廠正常生產就完成三臺高壓容器的檢驗任務。
　 　　
       公司共對各種球罐，壓力容器，反應釜及高壓氣瓶數百臺進行聲發射動態檢驗及超聲定量檢評相結合的新技術具有明顯的社會及經濟效益。重要工程列示如下：
•1987年12月，上海金山石化總廠，1#2000碳四球罐，常規NDT檢評后水壓試驗時，對遺留未焊透大缺陷的作AE監測，缺陷無擴展后安全投用。
•1988年7月，上海高橋石化公司化工廠，401-1#400 m3球罐，全面檢評后對遺留二條長1.5 m自身高2 mm未焊透在水壓時作聲發射檢評,證明缺陷無擴展后投用。
•1990年6月，上海高橋石化公司化工廠，再次對該球罐直接進行水壓聲發射監測無缺陷擴展信號,即時投用。
•1990年6月，上海高橋石化公司化工廠，ABS反應釜，直接進行水壓聲發射監測無活動性AE信號后投用。
•1987年8月，岳化儲運公司，液態烴等五臺容器，******水壓聲發射監測，發現活動源后再進行NDT驗檢。
•1991年2月，岳化儲運公司，10臺液態烴等容器水壓聲發射監測。
•1995年10月，蘭州石化總廠化工廠，先后對三臺超高壓反應釜進行聲發射檢評。
•1996年10月，岳陽鷹山石化公司，先后對三臺Φ2600×100×23000高壓氮氣瓶在役水壓聲發射檢評，
•1996年10月，岳陽石化錦綸廠，300 m3 ,400m3二臺帶保溫氨球聲發射檢評。
•1996年12月，岳陽石化錦綸廠，四臺多層氨合成塔氣壓聲發射檢評。
•1990年10月，安徽銅陵磷安復合肥料廠，二臺400 m3氨球罐帶保溫層聲發射檢評。
•1996年12月安慶石化化肥廠，5 #1000m3球罐NDT檢評后水壓AE監測發現二處聲發射活動源，NDT復檢發現橫裂長30 mm，深7mm，返修處理后確保球罐安全運轉。
•2015年11月 山東明潤昌化工有限公司12臺2000m3液化氣球罐水壓AE監測發現8臺聲發射活動源、TOFD復檢發現較 嚴重裂紋長220 mm，深8mm，返修處理后確保球罐安全運轉。

二、球罐　　
        公司曾對上海石化總廠2000m3,1000m3液化氣球罐；多臺丙烯及液化石油汽400m3及120m3球罐；廣州石化總廠605，606的1000m3及乙烯廠1000m3球罐；岳陽石化總廠供銷公司錦綸廠1#~9#1000m3,400m3,300m3,200m3球罐及橡膠廠多臺1000m3,400m3,球罐；鎮海石化總廠605、606號400m3球罐；玉門煉油廠400m3球罐；高橋石化公司401-(1),(2),(4)及2801-(1)400m3球罐;上鋼一廠400m3,135m3(1#,2#及3#)氧罐;揚子石化公司3臺1000m3球罐,750m3丙烯球罐,200m3氧球,113m3球罐;齊魯石化公司的1000m3,400m3,130m3,120m3球罐;安慶石化廠,1000m3球罐;興平化肥廠600m3液氨球罐;銅陵磷氨廠多臺400m3球罐;茂名石化公司2000m3丙烯球罐及1000m3球罐以及包鋼公司多臺125m3氧氣球罐等進行多次定量檢評.使檢測球罐盡快安全投入運轉,取得明顯的社會及經濟效益。如上海石化總廠1#,200m3C4球罐停產年余,經半月定量檢評及少量返修后即行投產; 揚子石化公司的3臺1000m3球罐經聲發射及定量檢評十天后全部投產;岳陽石化總廠供銷公司9臺1000m3球罐及橡膠廠多臺400m3球罐系70年代初國內首批15MnV鋼制大型球罐,焊接缺陷及焊縫幾何缺陷均較嚴重,多年來經多次定量檢評修復,確保其又安全運轉至今。

三、催化裂化大型壓力容器及壓力管道。
　　催化裂化再生器沉降器，三旋及Ф2200mm煙氣管道，不僅尺寸巨大（Φ9600×26×30000），且均 內襯價格昂貴的龜甲網隔熱層，由于原材料的重質化、多元化、更易產生露點腐蝕常使內壁生成大量嚴重的應力腐蝕裂紋，嚴重影響設備安全運轉；技術改造要求提高內部壓力，溫度，使造價昂貴的設備是否允許繼續使用？針對上述兩個原因，提出開發以下新技術；

　　一是開發從外壁定量檢測內壁應力腐蝕裂紋的新的無損檢測技術；開發了公司專用的點聚焦K1探頭，并針對應力腐蝕網狀裂紋特點，采用多方位掃查的位置判別法判定應力腐蝕裂紋，并用端點衍射波定量測定裂紋自身高度。

　　二是針對升高的壓力溫度參數及當前缺乏應力腐蝕及腐蝕疲勞壽命予測技術難題，給出偏保守的壽命予測工程計算方法，編制出定量計算的評定方法“再反系統壓力容器及管道缺陷評定方法VPDA-1999。 采用該成套新技術先后對天津煉油廠Φ7200反應器及Φ9600再生器；玉門煉油廠的再生器，反應器；安慶石化總廠Φ9600再生器及Φ7200的沉降器；九江石化總廠重催Φ9400×24×28000再生器，Φ6300× 18×21000沉降器，三旋及煙氣管道定量檢評，廣州石化總廠重催車間Φ9600的再生器，Φ7200沉降器， 三旋及煙氣管道定量檢評等。均取得明的社會及經濟效益。廣州石化總廠出具的用戶證明，僅此一項給工廠帶來329.25萬元的直接經濟效益及1600萬元間接經濟效益。 四、高壓、超高壓容器定量檢評。

　　高壓、超高壓容器是石化廠、化肥廠的核心設備，對安全要求高、價格昂貴，采用新技術檢測及定量評定有著巨大的社會及經濟效益。 華夏公司先后實施的工程項目有：
•蘭州石化公司6臺1500大氣壓超高壓聚乙烯反應器（英國進口）；
•湘江氮肥廠Φ1000mm320大氣壓氨合成塔（捷克進口）;
•岳化錦綸廠320at氨合成塔，氨分離器及1#、2#、3#高壓機五段，六段緩沖器；
•岳化橡膠廠F501c.d高壓釜；
•株州化工廠高壓聚合釜；
•淮南化肥廠高壓反應釜；
•興平化肥廠320at氨合成塔；
•鎮海石化總廠日本進口高壓碳黑洗滌塔；
•洛陽煉油廠高壓氮氣罐；
•合肥鑄鍛廠10#,11#及12#高壓蓄熱器;
•北京重型機器廠生產的1000at人造水晶超高壓反應釜
; •上海高橋石化公司加氫反應器;
•南京揚子石化公司芳烴廠Φ4400×50×9850鉑重整反應器;
•上海石化滌綸廠Φ2600×65/125×11460加氫反應器;
•北京燕山石化東方紅煉油廠的高壓氮氣瓶;
•岳陽鷹山石化公司高壓氮氧瓶定量檢驗等。

五、鍋爐汽包。
•四川化工總廠美國進口的123C合成氨廢熱蒸汽鍋爐；
•天津煉油廠3#鍋爐上、下汽包及蒸汽發生器上汽包（Φ1400×6000）；
•云南陽宗海電廠4#鍋爐汽包；
•合鋼公司1#及2#鍋爐汽包;
•上海硫酸臥式快干鍋爐;
•齊石化熱電廠13臺高壓蒸汽加熱器
•岳化總廠橡膠廠廢熱鍋爐等。

六、其他壓力容器換熱器、塔器、反應釜定量檢評。
　　主要檢評工程：
•天津煉油廠液化氣脫硫塔:干氣脫硫塔，溶劑再生塔，脫乙烷塔，T301脫硫塔，T303再生塔等；
•上海石化總廠塑料廠丙烯聚合釜:維綸廠10 # 15 # 30 # 35 #紡絲脫泡槽,多臺YL733A調壓槽及18臺紡絲脫泡桶等;化工廠30臺換熱器,儲罐等;
•上海高橋石化公司:進口4臺ABS反應釜,脫乙烷塔,脫丙烷塔等;
•岳化橡膠廠的洗醛塔:10臺冷凝器,7臺單體熱交換器,丁烯苯提取精餾塔,T202蒸餾塔,T305吸收塔,脫丙烷塔,T306解析塔,脫乙烷塔,脫丙烯塔,脫乙烷塔回流罐,脫丙烷塔頂回流罐,脫丁烷塔,丁二烯蒸餾塔,丁二烯萃取塔,丁二烯蒸出塔,K1脫丙烷塔，丁烷水洗塔，205a丁二烯精餾塔，蒸出塔，T211塔，H202儲罐，T210，T211丁二烯水洗塔，R204，R202a，R202b檢評，5臺烷基鋁罐，活性鋁罐；12臺丁二烯回流罐等，13臺氨液分離器，8臺立式氨冷凝器等，丁烷洗滌塔，萃取塔，蒸出塔，T207丁二烯蒸餾塔，T208脫水塔，T212、T213萃取塔，蒸出塔，Φ1600×40000 精餾塔，解析塔等。
•岳化滌淪廠1#,2# 3#,聚合釜；反應釜，解聚釜，浸漬釜，二氧化碳吸收塔，4臺緩沖罐，分離器；8臺蓄勢罐等；
•玉門煉油廠焦化塔等；
•安慶石化總廠焦化塔等；
•撫順石油三廠焦化塔等；
•合鋼公司1#,2# 3#,4#儲氧罐，1#, 3#集汽包等； •杭州煉油廠17臺精餾釜等；
•洛陽煉油廠15臺吸收塔，氮氣罐等；
•廣州石化總廠21臺換熱器，23臺壓力容器檢評等；
•茂名石化乙烯廠120臺壓力容器；
•齊魯石化總廠氯堿廠EDC回收塔等57臺壓力容器等。

七、在役壓力管道定量檢評新技術及其應用
　　在役壓力管道事故頻發及其定量檢評新技術的開發受到全國廣泛關注與重視。但要實現管道快速定量檢測，現有無損檢測技術必須進行以下重大突破：
（1）突破超聲方法不能對小直徑薄壁管道進行檢測的限制（盲區大、大曲率引起超聲散射使靈敏度大為降低），
（2）突破磁粉探傷只能檢測表面缺陷的限制，方能替代現用常規射線方法檢測的勞動強度大、效率低、周期長、成本高；對危險的面狀缺陷檢出率低；不能實現在用檢測；不能提供缺陷高度的定量數據等缺點。要實現定量評判尚需掌握管系應力定量計算與“弱環”分析技術及編制修定“管道缺陷評定規程”。
　　
中國石油化工集團公司科技開發中心針對上述問題下達“壓力管道焊縫定量檢評新技術試驗研究”重點課題，由安徽華夏高科技開發有限責任公司、正立石化裝備研究所及高橋石化分公司上海煉油廠，九江石化分公司共同進行技術攻關，經幾年努力取得如下主要科研成果。

　　1、研制成功管道專用低頻調制磁探儀，針對交流磁場的趨膚效應及直流磁場的磁粉顆粒不能膜動的特點而試制出直交流并用的管道專用DPM-1型低頻調制磁探儀，通電后2秒鐘即能檢測管道整圈焊縫表面及內部缺陷，對Φ108mm以下管道可檢測埋藏深度達5-8 mm的缺陷，使檢測方便、快捷、直觀。

　　2、研制成功小前沿瓦狀線聚焦超聲傳感器，主要采用瓦狀線聚焦方法克服薄壁管聲束散射以提高檢測靈敏度；采用小前沿使其一次波掃查到缺陷；使傳感器具有窄回波脈沖以提高分辨率，始波占寬控制在2.5 mm內解決3.5 mm薄壁管缺陷準確定位；改進楔塊設計及選材以減少雜波，保證傳感器穩定性；采用新晶片材料以提高檢測靈敏度，加大晶片背襯阻尼以增加聚焦效果提高分辨率等，使探頭靈敏度提高20dB；不僅實現對小直徑薄壁管檢測、且定高準確度能達到±0.5 mm以內，實現工程應用中定高、定長、定位、定性的四定要求。

　　3、管系應力計算及“弱環”分析提供四大功能：
a.為定量綜合評判提供各類定量應力數據。
b.以高應力弱環部位為重點抽查對象，使抽查科學合理。
c.提供管線合理布置建議。
d.為管道失效分析提供依據。

　　4、修訂“在役壓力管道缺陷評定規程CPDA-2001” 在我們原編制的CPDA-96基礎上進行帶缺陷管道爆破與應力測試并結合新研究成果與工程試用經驗，共補充了四章內容：其中包括管道高應變區（三通、四通部位）定量評定方法；疲勞壽命定量計算方法；應力腐蝕定量評定方法，腐蝕疲勞定量評定方法；考慮各類幾何缺陷及壁厚減薄量等因素的綜合評定方法等，以滿足現場確保安全實際評定需要，是國內外資料所沒有的。

　　5、石化廠40項工程應用 應用本課題各項科研成果及完整的硬、軟件配套新技術先后對九江石化總廠、廣州石化總廠、岳陽石化總廠、茂名石化公司、上海煉油廠、云南天然氣化工廠、上海石化總廠、南京揚子石化公司武漢石化勝利油田石化總廠、合肥熱力管線、合肥煤氣管線等40項工程進行了全面現場應用并獲得成功，受到用戶廣泛歡迎與好評。

　　如廣州石化總廠用戶證明認為：該在役管線定量檢評成套新技術具有快速、準確、可靠、科學等優點，較常規方法不僅提高面狀缺陷的檢出率，還大大減少缺陷返修和復檢工作量，為工廠帶來很好的經濟效益，初步估算節省費用帶來效益約500萬元。

　　云天化股份有限公司出具證明認為：“證明這套硬、軟件相結合的成套定量檢評新技術科學合理，經濟適用，為企業創造明顯的社會效益及經濟效益”。

　　九江石化總廠出具證明認為：“可在在用狀態下檢評，大大減少因停工帶來的經濟損失，初步估算可帶來直接和間接經濟效益在500萬元以上”等等。 　　此外該成套新技術還一改老方法抽查部位決定的隨意性，新方法對“弱環”進行抽查確保管線安全運轉；老方法檢測必需停產，新方法可實現在用檢測；老方法不能定高檢測，更不能定量評定引起極大浪費，新方法定量檢評在保證安全運轉前提下可大大節省返修及復檢工作量，創造明顯的經濟效益等。 中國石油化工集團公司科技中心主持的技術鑒定會于2002年4月28-29日在九江石化分公司舉行，鑒定委員一致認為：“課題組研制的便攜式DPM-1型低頻調制磁探儀，通電后2秒鐘即能檢測整圈焊縫缺陷，對Φ89mm以下管道可檢測埋藏深度達6-8 mm”；“課題組研制的系列小前沿瓦狀線聚焦探頭實現了定量檢測”，“形成了一套管道焊縫定量檢評新技術”。

　　并認為“該管道焊縫定量檢評新技術填補了國內空白，整體上處于國內******，達到國際******水平”。“建議在石化及其他行業組織推廣應用”。