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压力容器氢损伤监测与检测方法

 论文栏目:压力容器论文     更新时间:2018/10/31 9:45:13   

摘要:压力容器发生氢损伤是非常多见的一种损伤,这也是石油炼化业设备破坏的一种形式。鉴于此,本文将对压力容器氢损伤的监测方法进行分析,同时,还提出了压力容器氢损伤的检测方法,旨在推动相关行业的发展。

关键词:压力容器;氢损伤;监测;检测方法

目前石化企业必须重视的一个共性介质问题就是氢损伤的腐蚀问题,主要是硫化物应力方面的腐蚀开裂,具有破坏时间十分短、破坏性较大的特点,因此,截止目前为止,企业在发展过程中的难题之一就是标临氢设备腐蚀和防护,然而受到湿硫化氢所带来的影响,氢损伤主要利用开裂的材料对破坏形式进行表现,产生比较大的危害。近年来,我国石油炼制与合成氨工业,还有煤转化的设备规模都在进一步扩大,所需的条件更加地苛刻,因此,发生很多氢损伤事故,选择地氢损伤检测和监测方法,是非常有必要的。

1压力容器氢损伤的监测方法分析

1.1声发射监测技术分析

就声发射监测技术来说,主要是指,如果设备处于役增压中,利用在设备外表的声发射的传感器组对裂纹扩展和破裂等不足进行释放,进而出现声发射波,在此基础上实现对缺陷进行监测的目的。从声发射源中所出现的弹性波,受到介质的影响,可以在被检物体表面呈现,进而,让其表面出现机械时的振动,通过被测物体的声发射耦合所表现,并对表面的瞬态位移进行转换,一直到获得电信号,在这之后,要通过放大和处理,使其形成一种比较独特的参数,并且记录以及显示,之后,对数据进行解释,实现对声发射源本身的特性进行评定。如图一所示,为声发射技术的基本原理。图1声发射技术基本原理该技术在应用的技术优势主要表现在以下几点。一是,因为所说的缺陷是指在应力影响产生的一种动态化信息,可以在评价结构中有效地利用;二是,受到多通道的影响,达到整体与快速检测的最终目的,并利用有效地加载与试验,对缺陷部位能够准确确定,具有比较高的检测效率;三是,可以进行连续监测,比较适合在工业监控和比较噪的破坏预报中进行应用。然而该技术在应用的过程中还是具有一定的局限性。一是,只能在检测活性中进行应用,不能检测裂纹,在应用过程中,为了让裂纹在活跃状态下运用增压,导致原来的危险性设备危险指数上升;二是,不能对缺陷性质确定;三是,具有较高的检测灵敏度,所以,背景噪声较大,在信号分析技术的进一步发展基础上,目前早已能够提取声发射信号当中存在的小波去噪与有关特征,识别声发射源的实施模式,进行精确定位,能够有效地判断缺陷。因此,可以看出,声发射技术在氢损伤监测中的应用已经得到人们的肯定。尽管现阶段并没有得到完善,然而所具备的动态监测优越性和信号分析技术的进一步发展,让相关人员对于声发射技术监测氢损伤的效果更加地期待。

1.2氢传感器的监测探测法

对于压力氢探测仪来说,这是非常重要的对渗氢速率有效检测的物理方法中的一种,其工作原理指的是,在封闭化的空腔当中使得氢气流出,还咬对空腔当中的一些积聚氢压力进行检测。在合理的装置前提下,可以使得探测仪存在于封闭端当中,同时,设备内壁出现一定的腐蚀现象,对其产生影响,氢会进一步扩散,并展现在设备表面,利用晶体压电的效应,对压力大小有效测量,然而,增加压力的速率能够对环境中存在的设备渗氢速率会有所展现。就压力氢探测仪来说,属于积累型的仪器,其结构十分简单,并不需要增加能源就可以有效运作。与此同时,电晶体自身的灵敏度对其产生一定影响。目前,油田的发展中,已经开始使用这一仪器。

2压力容器氢损伤的检测方法分析

2.1超声波检测的探伤法

该方法主要是指,通过有效测定利用信号的往复时间,达到测量缺陷与探头两者间接触距离的目的,通过对回波信号本身的幅度与超声探头两者距离的测定,确定不足之处存在的具体大小与位置。可以从无底波以及不规则的波形紊乱现象的存在与否中,能够对氢致材料的劣化进行判断,这一方法具有较高的灵敏度,有助于缺陷定位精度的提高,同时,能够根据垂直坐标的缺陷波高度,确定缺陷的大小。除此之外,这一技术运用的缺点主要有。一是,由于受到超声波反射与折射等因素的影响,造成设备中存在复杂的声波传播,很容易发生漏检取向不科学的问题;二是;不能有效评定缺陷问题。现阶段运用的主要是当量不足的对比措施,并不能有效地判断裂纹大小;三是,不能有效检定缺陷成因,不能准确地判断检测裂纹,主要原因在于,氢致开裂受到其它一些因素的影响。

2.2挂片法检测技术

这一技术主要指的是压力容器实际运行过程中,在容器当中,悬挂在材质上与压力容器一样,同时制造工艺相同的金属试片,使得其所承受的一些压力与接触环境以及容器间保持一致,当完成暴露阶段之后,需要取出金属试片,还要对其切片,与此同时,需要全面仔细地观察微观组织发生的一些变化,能够对腐蚀类型详细地说明,并评价压力容器在运行当中的现象。当挂片出现氢损伤倾向,必须检测容器本体。应用挂片法,说明腐蚀监测早已向规范化发展,原理比较简单,深受人们的欢迎。

2.3金相检测法

对于金相组织来说,对于钢抗氢的影响是非常严重的,总是出现开裂性能,比如,由淬火和高温回火共同组成的金相组织就是细小球状碳化物中的一种,对其敏感性比较低的是氢鼓泡,但是对于未回火马氏体组织的敏感性非常高。金相检验运用的是定量金相学原理,对合金成分、组织、性能之间的定量关系进行建立,完成设备的检查之后就可以运行,受到温度和介质等因素所带来的影响,这时,金相组织势必出现一定变化,还会发生微裂纹。对于金相检验来说,主要包括宏观金相与微观金相,能够有效检验设备本身的金相组织,还可以对金相检验的材料进行运用,安排好相关标准,并对钢材脱碳层的深度进行确定。

2.4衍射波时差法的检测技术

该技术简称为TOFD检测技术,是顺着表面进行传播的一种声波,同时,可以接受工件之后的镜面的反射探头,出现参考信号。当出现横向纵波中有线形缺陷出现,会在缺陷中出现反射波,与此同时,出现衍射波,其所发出的能量可以在一定范围内进行有效传播。当缺陷具有一定的高度时,缺陷两端信号就会分辨时间,按照探头所记载的一些衍射信号在传播中会出现时差,可以对缺陷高度的量值有效确定,并确定定量缺陷。就缺陷尺寸而言,是按照衍射信号传播的时间进行测量,不对信号幅度进行尺寸评估。和以往的超声波间产生不同之处,以往的超声波是在缺陷的反射能量上判断缺陷的。TOFD技术在应用中的优势主要表现在以下几点。一是,缺陷方向不对检测质量产生影响;二是,能够对缺陷高度进行确定,如果条形缺陷比较长,还是能够与工程的要求相符合;三是,能够获得在线检测结果,还能利用数字信号将结果保存在光盘当中,有助于在役检验当中有效对比;四是,该技术在应用中的成本十分低。和以往超声波探伤法是相同的,TOFD技术并不能对缺陷的性质进行判断,信号解释和评定受到人为因素的影响。同时,还存在一定的不足,一是,在对圆形缺陷和小条形缺陷进行检测时,产生很大的定量误差,能够有效地检测高度小于20mm的面积型的缺陷测,不能有效检测高度大于20mm面积型的缺陷测误差;二是,TOFD的盲区是在表面之下的几毫米处,同时,和内壁距离较近的TOFD并未形成清晰的信号。

3结束语

综上所述,现阶段监测和检测方法中,我国氢损伤的离线检测技术已经得到了广泛应用,然而在监测技术方面,因为可以在第一时间寻找到设备的问题,有助于设备的定期检查,可以降低停车次数,提高企业安全生产率,并为企业带来比较大的经济利益,所以,该问题备受相关人员的关注。在这一当中,声发射检验的技术伴随着信号分析的处理方法进步不断进步,应用在氢损伤的监测过程中是未来研究的主要方向。

参考文献:

[1]李杰.大型锻件氢脆损伤机理的研究[D].燕山大学,2016.

[2]柴军辉,陈定岳,沈永淼,等.压力容器氢致损伤的电磁超声在役监测[J].无损检测,2015,37(12):5~9.

[3]柴军辉.基于电磁超声技术的含氢致损伤压力容器在役监测研究[A].北京理工大学.2015远东无损检测新技术论坛——基于大数据的无损检测论文集[C].北京理工大学,2015.6.

[4]陈学东.我国高参数压力容器的设计、制造与维护[A].中国机械工程学会压力容器分会.压力容器先进技术——第八届全国压力容器学术会议论文集[C].中国机械工程学会压力容器分会,2013.13.

作者:乔业程 王福强 单位:大连锅炉压力容器检验研究院

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