全波形聲發射儀用于油罐底部腐蝕狀況的檢測

象其他金屬結構和設備一樣，貯油罐尤其是罐底在服役幾年后也易遭受腐蝕；但不象其他結構，如果貯罐中的油不被清光的話，是很難發現或檢測罐底腐蝕的。由于環保問題已是當今人類關注的主要焦點，罐底須履行定期檢測來發現有害腐蝕以避免由此引起的泄漏事故。通常每隔數年需對貯罐腐蝕狀態進行一次例行檢測。
　 盡管現行的定期例行檢測方法可以避免一些腐蝕引起的泄漏事故，但檢測的經濟性一直是人們關注的課題。由于缺乏有效的在線檢測方法，通常需停止使用并清罐后才能用一些無損檢測設備進行罐底檢測。對于一些大罐，全部操作過程可能要超過30天，所以相關費用相當高。在理想的情況下，被清罐檢查的貯罐剛好是嚴重腐蝕且需要維修的罐；而不幸的情況是，付出大量費用進行清罐檢查的罐可能是不需要維修的好罐。遺憾的是：按現行的維護策略，后一種情況在實際工作中經常發生。通常情況是一些罐在例行維修之前就已經發生了嚴重腐蝕，而另一些罐在達到例行維修期時，還遠沒有出現有害腐蝕。實際上，對于一些貯罐公司做如此大批量的清罐檢查往往受到費用的限制，很難對大批等待維修的貯罐列出維修優先順序，如果無謂地清光那些好罐，將會造成很大浪費。因此如果有一種好的技術能幫助管理者列出貯罐的維修優先順序，不僅能節省費用，更能節省時間。
　　鑒于上述原因，對于石化行業來說，一種能進行在線檢測的非侵入式、不停產、不清罐、經濟適用的罐底腐蝕狀況評估技術應該是很有前景的。實際上，這種技術就是聲發射罐底狀況監測技術，也就是本文所要論述的技術。
　　聲發射技術是一種在許多行業被廣泛用于材料性能測試及狀態監測的無損檢測技術，下文首先介紹這種技術用于罐底檢測的原理，進而用大量工業應用統計結果來驗證這種技術的實際效果。
2、技術背景介紹
　　聲發射是一種來自于材料內部由于突然釋放應變能而形成的一種彈性應力波。諸多原因可以釋放這種應變能，象材料裂紋、斷裂、應力再分配、撞擊及摩擦等。在腐蝕過程中由于氫脆裂紋的產生及腐蝕引起的斷裂和分層也產生聲發射波。不象振動波和可聽音，聲發射信號波形具有非常小的幅度和非常高的頻率(100KHz﹣2000KHz)，人類的聽覺器官是不會感知的。但它可被高靈敏度的聲發射傳感器接收到，這種聲發射傳感器可將這種彈性波信號轉換成電信號進而由聲發射系統來數字化和處理。
　　聲發射波信號不僅在它所產生的材料內部傳播，也能傳到材料表面并沿表面傳播直至其能量完全衰減為止。所有材料，包括固體、液體及氣體都能傳播聲發射波，但不同材料具有不同的信號衰減率。有幸的是，油是一種很好的傳導介質。由罐底腐蝕引起的聲發射波信號可通過油介質傳播到數十米遠的地方，以致于可以被安裝到罐外壁的聲發射傳感器接收到，這種聲發射信號可由先進的聲發射儀器及軟件進行數字化分析。由于一個聲發射源信號可被幾個不同的聲發射傳感器接收到，因而可以根據接收時差對聲發射源進行定位計算，這也是聲發射技術的另一主要特征。

一、圖1為聲發射罐底腐蝕檢測簡圖。這種設備并不復雜，它由傳感器、前置放大器、電纜線、聲發射處理卡、計算機及軟件等構成。所有檢測過程都非常簡單和方便，主要包括如下幾個步驟：
　1) 充油至80%以上液面并使貯罐穩定幾個小時（該過程可在夜間完成）。
　2) 在罐的外壁底部安裝傳感 器并由電纜線連到主機上（1小時）
　3) 運行聲發射儀測試1小時
　4) 存貯數據到計算機硬盤，進行下一罐測試
　5) 在檢測后進行數據處理，分析及出報告。

　　顯然，上述過程不需要倒罐及清罐，只是在檢測前需關閉閥門和泵幾小時（最多24小時），檢測完成后罐可立即投入使用。此外，由于它也非常省時省力，它比其他象超聲，磁粉等離線檢測方法更省費用。如果把倒罐、清罐、檢測、重新充罐以及停產等所有因素都考慮進去，這種方法的經濟高效的特點是非常顯著的。
二、結論
　　傳統的貯罐罐底腐蝕檢測技術都是離線檢測，耗時且不經濟。本文討論的全波形聲發射檢測技術則相反，是一種在線、高效、經濟的方法。該技術原理已在本文中介紹，來自于工業應用的統計結果也顯示了這種技術的可靠性和有效性。該技術最令人滿意的結果是對于聲發射分類結果的A類罐與好罐具有100%的對應關系。其它聲發射分類級別與實際罐情況也有相當的可靠性。該技術可使貯罐擁有者避免對那些好罐強制進行沒必要的開罐檢查，并幫助他們對其它一些多少有些腐蝕的貯罐列出維修優先級。節省數以百萬元之計的費用就在貯罐管理者的科學決策之中。