加氫反應器聲發射檢測與評定


摘 要：針對石化行業關鍵設備加氫反應器運行安全，在制造出廠和在用檢修時進行耐壓試驗的同時進行聲發射檢測，以提高加氫反應器的安全使用可靠性。本文給出5臺加氫反應器的檢測結果，通過檢測技術的不斷改進和完善，并輔以其它檢測方法和評定，可以很好地評價加氫反應器的安全狀況。
主題詞：聲發射（AE）；無損檢測；評定 超聲波液位計 超聲波物位計 超聲波清洗機 超聲波測厚儀 洗片機
0 引言
聲發射技術是從五十年代興起，目前已日趨成熟的一種動態無損檢測方法。國外八十年代初期就廣泛應用于加氫反應器和核電關鍵設備的出廠檢驗。我國于七十年代開始研究和應用聲發射，通過幾十年的努力，無論從應用的深度和廣度上都有了比較大的發展。目前它已被廣泛應用于材料試驗、石油化工壓力容器檢驗、航空航天、能源、建筑、交通等領域的結構完整性檢測和評價。隨著計算機技術和信號處理技術的迅速發展，全數字化聲發射儀的出現，并與國際接軌，我國石化行業的加氫反應器無論在新制造出廠或在用檢修時，用戶為了提高加氫反應器的安全使用可靠性，紛紛增加聲發射檢測，并輔以其它無損檢測方法和評定，可以很好的評價在制和在用加氫反應器的安全狀況。
本文所述的5臺加氫反應器為3臺新制造出廠檢測，2臺為在用檢測。
1 加氫反應器概況
加氫反應器基本參數見表1。
表1 加氫反應器基本參數
序號?? 容器名稱?????? 容器編號?? 規 格???????????? 材 質??? 設計壓力MPa? 設計溫度℃?? 備 注
1? 加氫精制反應器????? R3001 Ф4200×201.5×22462 2 1/4Cr-1Mo-1/4V 15.55??? 445? 新制，鍛焊
2? 加氫裂化反應器????? R3002 Ф4560×198.5×25872 2 1/4Cr-1Mo-1/4V 15.34??? 445? 新制，鍛焊
3? 加氫反應器????????? R4001 Ф3800×140.5×20062 2 1/4Cr-1Mo-1/4V 11.34??? 437? 新制，鍛焊
4? 加氫精制反應器????? R2101C Ф800×58×8950 0Cr18Ni10Ti?????????????? 13.65? 400 在用，板焊
5? 加氫精制反應器????? R001A Ф500×42×7127 1Cr18Ni9Ti???????????????? 15.12 380 在用，板焊
1-3#加氫反應器為出廠耐壓試驗時進行的聲發射檢測，4#、5#為在用停工全面檢驗時，外表面發現表面裂紋，經焊接返修合格，耐壓試驗時所進行的聲發射檢測。
2 聲發射檢測評定
2.1 聲發射檢測條件
儀 器：美國PAC DISP32聲發射系統，頻率范圍100~400KHz；
傳感器固定方式：磁固定器或繃帶；耦 合 劑：真空脂；
檢測標準：GB/T18182-2000《金屬壓力容器聲發射檢測及結果評價方法》，
JB/T7667-95《在役壓力容器聲發射檢測評定方法》。
儀器參數設置見表2。
表2 儀器參數設置
序號 容器編號 監測及定位方式 聲速(m / s) 門檻(dB) 傳感器個數 傳感器最大間距(m) 最高試驗壓(MPa)

圖6 R001A 10.4～13.3 MPa升壓、保壓30min聲發射源定位圖
3 定位源標定和常規無損檢測復驗
經對5臺加氫反應器檢測過程中存在的集中定位聲源標定，同時進行宏觀檢查、磁粉復驗或滲透復驗與超聲波檢查，均未發現活動性危險缺陷。分析其原因這些檢測記錄到的集中定位聲源均來自于加壓過程，進出口接管出現的機械噪音和反應器盛裝催化劑等因素所致。也就是說，聲發射檢測記錄的定位聲源信號不是由于活動性缺陷引起，而是由機械噪音等外界因素造成。
4 結論
（1）聲發射檢測作為一種動態無損檢測，可在設備耐壓試驗的同時進行，用于檢測設備的危險性缺陷。
（2）石油化工行業有很多特殊介質的容器，無法進行正常的開罐檢查，使用聲發射在線檢測技術，輔以常規檢測方法，可以有效防止容器失效事故的發生
（3）新制的加氫反應器合格出廠，在用的加氫反應器安全投用。