發(fā)布時間：2020-06-01 23:17

【摘要】：儲罐是石化行業(yè)中原油儲備的主要設備,而近年來隨著石油化工行業(yè)的快速發(fā)展和社會各行業(yè)對能源的需求日益增加,因此儲罐的數(shù)量急劇增加,儲罐的尺寸朝著更加大型化的方向設計。由于儲罐的整體結構和工作環(huán)境的原因?qū)е聝薜装遄钜装l(fā)生腐蝕損傷,而一旦石油儲罐由于底板發(fā)生腐蝕穿孔、裂紋擴展及破裂導致發(fā)生泄露或者爆炸等意外事故,這將造成巨大的經(jīng)濟損失和安全危害。然而,現(xiàn)有的罐壁式聲發(fā)射檢測方法對大型儲罐的檢測存在檢測盲區(qū)。因此,為了準確地知曉儲罐底板的腐蝕嚴重程度,而設計一種能夠?qū)υ谝鄞笮蛢薜装迦驒z測的移動式全覆蓋聲發(fā)射檢測方法,具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容概括如下:(1)綜述在役儲罐的罐底板腐蝕的聲學檢測技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,詳細探討了聲發(fā)射檢測技術對在役儲罐的底板腐蝕檢測的檢測原理和技術優(yōu)勢以及存在的問題,并基于現(xiàn)有的實驗條件、技術和方案判定論文內(nèi)容的可行性,制定論文研究內(nèi)容,明確論文的研究路線;(2)儲罐底板浸入式聲學檢測方法的可行性實驗研究,通過對儲罐底板腐蝕的原因及機理分析、罐底腐蝕聲信號特性研究和罐底腐蝕聲信號傳播途徑的研究,全面地掌握儲罐底板腐蝕的環(huán)境情況和腐蝕聲信號的特征。并進行模擬儲罐底板聲信號在不同傳播路徑中的特性實驗,從實驗結果可知僅通過罐內(nèi)介質(zhì)傳播的聲發(fā)射信號衰減程度更小,聲源特征保留程度更高。說明在役大型儲罐底板腐蝕的浸入式聲學檢測具有較高的準確性和可行性;(3)本文提出了一種基于時延估計的十字型小基陣平面定位算法。再分別對基于四元十字陣列和五元十字陣列的聲源定位方法做出理論推導和對比分析,并對影響方位角估計和測距估計精度的因素做出分析。分析發(fā)現(xiàn)當時延方差、陣元間距和聲速一定時,四元十字定位算法的測距方差分別與測距r和方位角φ有關,而方位角方差僅與方位角φ有關,與測距r無關。而五元十字定位算法的測距方差僅與測距r有關與方位角φ無關,方位角方差與方位角φ和測距r均無關;(4)分別利用四元十字和五元十字兩種小基陣進行了模擬儲罐底板聲源的定位測試實驗,實驗結果表明,從測距精度看,四元十字算法的性能明顯低于五元十字,并且會受到聲源角度的影響,特別是在45°時,四元十字算法不適合用于聲源定位,從測向精度來看,兩種定位算法均具有較高的測向精度,但是四元十字算法的測向精度會受到聲源角度的影響,并且實驗結果與定位算法誤差的數(shù)學分析結果相一致,因此選擇五元十字算法作為浸入式聲源定位算法;(5)為了解決大型儲罐底板存在檢測盲區(qū)的問題,提出了一種大型儲罐底板腐蝕浸入式移動聲學全域檢測方法。并為實現(xiàn)該方法,設計了一種浸入式自動聲學檢測儀,該檢測儀的整體結構主要分為機體結構、運動機構、檢測機構和回收裝置四個部分,為保證在役儲罐的檢測安全,還對檢測儀進行了整體的防爆密封設計。
【圖文】：

圖 1.1 儲罐底板腐蝕聲發(fā)射檢測示意圖完畢后，通過后續(xù)的信號處理、聲源定位和儲罐底檢測儲罐給出有效的維修指導建議。儲罐底板腐蝕聲圖 1.2 儲罐底板腐蝕聲發(fā)射檢流程示意圖射技術的優(yōu)勢聲發(fā)射在線檢測技術得到了迅速的發(fā)展，這與該技是能在儲罐在役加載的情況下進行動態(tài)監(jiān)測。儲罐

圖 1.2 儲罐底板腐蝕聲發(fā)射檢流程示意圖儲罐聲發(fā)射技術的優(yōu)勢年來，儲罐聲發(fā)射在線檢測技術得到了迅速的發(fā)展，，這與該技術的自身特的。其特點是能在儲罐在役加載的情況下進行動態(tài)監(jiān)測。儲罐聲發(fā)射技術唯一一種能對大型常壓儲罐底板腐蝕與泄露進行在線檢測的無損檢測技術都已得到了大量應用與驗證。聲發(fā)射檢測技術在許多方面不同于其它常規(guī)，在儲罐底板的腐蝕與防護和常規(guī)檢測中聲發(fā)射檢測技術的優(yōu)點主要表現(xiàn)1）儲罐聲發(fā)射檢測方法是一種動態(tài)的檢測方法，聲發(fā)射傳感器檢測到的儲罐底板的腐蝕聲源或者泄露聲源，而不需要聲發(fā)射檢測儀來提供；2）聲發(fā)射檢測技術是一種在線檢測技術，因此在儲罐的檢測中，聲發(fā)射于渦流、超聲和漏磁等無損檢測技術需要儲罐停工、倒罐和清罐后才能進。聲發(fā)射檢測技術大幅度地縮短了檢測時間和降低了檢測成本；3）儲罐聲發(fā)射檢測技術可實時地為儲罐管理人員，提供儲罐存在的損傷的變化、時間的推移、溫度的變化等因素而發(fā)生變化的信息，這為儲罐的提供了有效檢測手段；
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE988

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 羅慧娟;孫銀娟;成杰;;長慶油田原油儲罐腐蝕現(xiàn)狀與防腐蝕技術[J];腐蝕與防護;2015年06期

2 郭兵;帥健;胡元甲;帥義;石磊;;原油儲罐底板腐蝕深度的概率分布[J];油氣儲運;2014年11期

3 許中林;李國祿;董天順;劉金海;王海斗;康嘉杰;;聲發(fā)射信號分析與處理方法研究進展[J];材料導報;2014年09期

4 郭超;宋海英;王守杰;;魯邁拉原油儲罐底板腐蝕因素分析與對策[J];油氣儲運;2014年04期

5 戴光;邱楓;張穎;趙永濤;劉延軍;;基于風險與聲發(fā)射檢測數(shù)據(jù)分析的儲罐底板腐蝕剩余壽命預測方法研究[J];壓力容器;2014年01期

6 馬馳;陳建峰;葉永;;基于四元十字陣的分布式聲源定位實驗研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2013年11期

7 石磊;帥健;;大型原油儲罐完整性管理體系研究[J];中國安全科學學報;2013年06期

8 鐘建強;柳穎;楊娟;王漢功;;利用聲發(fā)射技術檢測儲罐的腐蝕損傷狀態(tài)[J];無損檢測;2011年11期

9 林明春;辛愛華;高金杰;聶晶;康葉偉;周世彬;王維斌;熊敏;董青;;罐底聲發(fā)射在線檢測及其可靠性驗證[J];油氣儲運;2010年10期

10 李光海;沈功田;閆河;;常壓儲罐聲發(fā)射檢測技術[J];無損檢測;2010年04期

相關博士學位論文 前2條

1 王偉魁;儲罐罐底腐蝕聲發(fā)射檢測信號處理關鍵技術研究[D];天津大學;2011年

2 趙靜榮;聲發(fā)射信號處理系統(tǒng)與源識別方法的研究[D];吉林大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 劉永恒;大型原油儲罐罐底板腐蝕聲發(fā)射在線檢測系統(tǒng)研究與應用[D];浙江海洋大學;2018年

2 辛悅;原油儲罐罐底板外側(cè)陰極保護設計[D];大連理工大學;2017年

3 趙書毅;常壓儲罐群綜合檢測與風險評估[D];北京化工大學;2017年

4 韓肖靖;基于FPGA的多通道聲發(fā)射同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究與應用[D];山東大學;2017年

5 張宇;聲學技術在儲運廠儲罐安全運行中的應用研究[D];吉林大學;2015年

6 朱峰;儲罐聲發(fā)射檢測管理與腐蝕評價系統(tǒng)研制[D];東南大學;2015年

7 汪文強;原油儲罐內(nèi)底板腐蝕機理分析與涂層防腐蝕技術研究[D];華東理工大學;2014年

8 種紅蕾;聲發(fā)射技術在儲罐安全檢測中的應用與研究[D];青島科技大學;2013年

9 邢菲菲;儲罐罐底腐蝕聲發(fā)射信號模式識別研究[D];天津大學;2008年

10 閆河;金屬常壓儲罐底板聲發(fā)射源特性研究[D];北京工業(yè)大學;2006年

本文編號：2692216