本發(fā)明屬于石油化工設(shè)備無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)：

在石油化工行業(yè)中，成套裝置一般由動設(shè)備、靜設(shè)備、管道、儀表閥門等組成。其中靜設(shè)備類型眾多，如常壓儲罐、實(shí)現(xiàn)工藝過程所需要的各種密閉容器(一般指壓力容器)是主要生產(chǎn)設(shè)備。一旦盛裝高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有害物料的儲罐、各種壓力容器、管道發(fā)生爆炸或泄漏，往往并發(fā)火災(zāi)和中毒等災(zāi)難性事故，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，給社會經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)和人民生活帶來損失和危害，直接影響社會安定。所以定期檢查、在線、及早發(fā)現(xiàn)此類設(shè)備的缺陷對于裝置安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行有重要意義。聲發(fā)射檢測方法是非常重要的一種無損檢測方法，是根據(jù)被檢材料內(nèi)部發(fā)出的應(yīng)力波來判斷內(nèi)部損傷發(fā)展程度的一種動態(tài)、在線、一次性、整體的檢測，在石油化工設(shè)備檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：聲發(fā)射檢測技術(shù)本身對檢測人員的要求較高，要求檢測人員檢測經(jīng)驗(yàn)豐富，要求檢測人員對檢測過程及檢測過程中可能出現(xiàn)的問題做到及時正確處理。因此，對于剛開展聲發(fā)射檢測技術(shù)或想深入科學(xué)研究的使用者來說，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)是一種很重要的研究和熟悉技術(shù)的手段；因此，需要設(shè)計一套室內(nèi)的、能模擬儲罐、管道、壓力容器等石油化工典型設(shè)備的實(shí)驗(yàn)裝置和方法來開展聲發(fā)射檢測技術(shù)及科學(xué)研究工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法，所述用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法包括：

對儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器中的任一設(shè)備進(jìn)行多種工況、多種不同類型聲發(fā)射源信號的模擬；或?qū)ν还r進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)和對多種工況進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，對不同聲發(fā)射源信號進(jìn)行對比和分析；在儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器中的任一設(shè)備上布置傳感器，與聲發(fā)射信號采集分析系統(tǒng)連接，然后對同一工況進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)和對多種工況進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，聲發(fā)射信號通過傳感器接收，然后傳輸?shù)铰暟l(fā)射信號采集分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)者既可以通過觀察系統(tǒng)分析得出的二維定位圖和三維定位圖來確定聲發(fā)射信號源的位置，也可以通過比較不同聲發(fā)射信號的幅值圖、波形圖來比較不同聲發(fā)射信號的性質(zhì)，還可以通過聚類分析區(qū)分多種聲發(fā)射信號源的位置，實(shí)現(xiàn)了對故障聲發(fā)射信號的對比和分析。

對儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器中任一設(shè)備，進(jìn)行獨(dú)立的聲發(fā)射在線檢測實(shí)驗(yàn)；

對儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器中任一設(shè)備進(jìn)行加壓、保壓、降壓的聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)。

進(jìn)一步，所述多種不同類型聲發(fā)射源信號包括裂紋擴(kuò)展、摩擦、泄漏及撞擊信號；可用鉛芯折斷、電火花等模擬不同聲發(fā)射源信號特征。

進(jìn)一步，所述用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法還包括：對儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器構(gòu)成的整套系統(tǒng)進(jìn)行在線聲發(fā)射檢測與評價。方法如下：先分別在整套實(shí)驗(yàn)裝置的儲罐、實(shí)驗(yàn)管線及壓力容器布置傳感器，與聲發(fā)射信號采集分析系統(tǒng)連接，再打開系統(tǒng)的進(jìn)口閥，使水流進(jìn)整套系統(tǒng)，然后通過控制系統(tǒng)控制箱，使整套系統(tǒng)的壓力呈梯度增長，增長到一個梯度保壓一段時間。與此同時，通過聲發(fā)射采集分析系統(tǒng)對整套系統(tǒng)的各個組成裝置進(jìn)行檢測，觀察整套裝置在升壓、保壓過程中聲發(fā)射信號的變化，根據(jù)聲發(fā)射信號的變化情況及時對整套系統(tǒng)的運(yùn)行狀況作出評價。

進(jìn)一步，所述用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法還包括：對儲罐、實(shí)驗(yàn)管道、壓力容器任一設(shè)備進(jìn)行聲發(fā)射檢測與評價。

本發(fā)明另一目的在于提供一種用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，包括儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器；所述儲罐、管道、壓力容器上均安裝固定聲發(fā)傳感器；

所述儲罐、實(shí)驗(yàn)管道及壓力容器通過管道依次首尾連接；所述實(shí)驗(yàn)管道上焊接有多個出料閥；

所用介質(zhì)可根據(jù)設(shè)備材料選擇，一般可選用水為介質(zhì)。

進(jìn)一步，所述儲罐包括由罐壁構(gòu)成的儲罐罐體；所述儲罐罐體的上部有罐頂、下部有罐底；所述儲罐本體相關(guān)位置上安裝聲發(fā)射傳感器；所述儲罐的罐壁上分別安裝有液位計、溫度計；所述液位計通過法蘭連接在罐壁開孔上；所述溫度計通過螺紋連接在罐壁接管上；所述罐底上通過管道連接有底排空球閥；所述罐頂上分別開有進(jìn)料口和人孔；

所述人孔由補(bǔ)強(qiáng)圈、拉手和活頁組成；所述補(bǔ)強(qiáng)圈焊接在人孔外圓周上；拉手和活頁均焊接在人孔蓋上；活頁與人孔側(cè)壁鉸接；所述儲罐的罐底懸空。

進(jìn)一步，所述用于壓力容器聲發(fā)射檢測的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)置有滿足聲發(fā)射傳感器的耦合界面和壓力容器附件；所述聲發(fā)射傳感器通過磁性吸座固定在所述壓力容器上；

所述壓力容器由壓力容器主體的筒體構(gòu)成以及兩端的封頭組成；所述壓力容器主體筒體上焊接有壓力表座；所述有壓力表座上通過螺紋連接有壓力表；

所述壓力容器可以臥式、可以立式。

進(jìn)一步，所述實(shí)驗(yàn)管道上焊接有四個出料閥；所述儲罐依次經(jīng)液體增壓機(jī)增壓、穩(wěn)壓罐、過濾器、第一球閥連接實(shí)驗(yàn)管線；實(shí)驗(yàn)管線再經(jīng)第二球閥連接壓力容器；所述壓力容器經(jīng)第二球閥、回流管道連接儲罐。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

1、與現(xiàn)場檢測相比，所述的綜合實(shí)驗(yàn)裝置的規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)場的設(shè)備，且能滿足人員熟悉檢測技術(shù)及科學(xué)研究的需要，并能為現(xiàn)場檢測提供理論參考。節(jié)約了檢測人員培訓(xùn)費(fèi)用。

2、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，所述綜合裝置即可以針對單一的設(shè)備進(jìn)行多種工況的模擬，如儲罐的泄漏、裂紋擴(kuò)展、摩擦，管道的泄漏，壓力容器的裂紋擴(kuò)展、摩擦、撞擊等工況，實(shí)現(xiàn)對多種不同類型故障的聲發(fā)射信號的模擬。還可以對單一設(shè)備的同一工況進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)和對多種工況進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，對故障聲發(fā)射信號進(jìn)行對比和分析。為檢測人員提供了大量、豐富的聲發(fā)射數(shù)據(jù)，提高了檢測人員的檢測水平，并可深入科學(xué)研究。

3、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，所述實(shí)驗(yàn)裝置可以針對單一的設(shè)備進(jìn)行分析，如獨(dú)立研究儲罐、管道、壓力容器的故障聲發(fā)射信號，也可以對一整套系統(tǒng)進(jìn)行整體研究，讓物料在整套系統(tǒng)中循環(huán)流動，對系統(tǒng)的工況進(jìn)行聲發(fā)射技術(shù)動態(tài)故障診斷。

4、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，所述實(shí)驗(yàn)裝置能進(jìn)行可控的加壓、保壓且實(shí)驗(yàn)裝置的壓力最高不超過2mpa且裝有安全閥，裝置的安全系數(shù)較高，能較好的模擬現(xiàn)場裝置帶壓的工況。

5、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了儲罐、管道、壓力容器工作環(huán)境和聲發(fā)射信號的模擬，以便對設(shè)備的各種類型的聲發(fā)射信號進(jìn)行觀察，滿足室內(nèi)實(shí)驗(yàn)需求和可控、可重復(fù)實(shí)驗(yàn)要求，為聲發(fā)射檢測應(yīng)用和科學(xué)研究提供實(shí)驗(yàn)平臺。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的儲罐結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的儲罐俯視圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的壓力容器結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1、儲罐；1-1儲罐本體；1-2、罐頂；1-3、罐底；1-4、第一進(jìn)料口；1-5、人孔；1-6、補(bǔ)強(qiáng)圈；1-7、拉手；1-8、活頁；1-9、液位計；1-10、溫度計1-11、第一出料口；1-12、支撐腳；1-13、罐底排空球閥；2、實(shí)驗(yàn)管線；3、壓力容器；3-1、橢圓封頭；3-2、壓力容器主體；3-3、第二進(jìn)料口；3-4、第二出料口；3-5管口；3-6、管；3-7、對焊法蘭；3-8、鞍座；3-9、壓力表座；3-10、排空閥座；3-11、雙頭螺栓；3-12、凸面法蘭；3-13、凹面法蘭；3-14、纏繞墊3-14；4、液體增壓機(jī)；5、穩(wěn)壓罐；6、和過濾器；7、第一球閥；8、第二球閥；9、第三球閥；10、回流管線。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，主要由儲罐1、實(shí)驗(yàn)管線2和壓力容器3組成。實(shí)驗(yàn)管線2上面設(shè)有四個泄漏點(diǎn)。儲罐1和實(shí)驗(yàn)管線2之間有液體增壓機(jī)4、穩(wěn)壓罐5和過濾器6和第一球閥7。實(shí)驗(yàn)管線2與壓力容器3之間設(shè)有第二球閥8。壓力容器3和儲罐1之間設(shè)有第三球閥9和回流管線10。本實(shí)施例選擇水為物料。

水流進(jìn)儲罐1，儲罐1的水裝滿后流出，流經(jīng)液體增壓機(jī)4增壓后，再經(jīng)過穩(wěn)壓罐5穩(wěn)壓，通過過濾器6過濾雜質(zhì)，流經(jīng)第一球閥7，再流進(jìn)實(shí)驗(yàn)管線2，,流經(jīng)第二球閥8后，流進(jìn)壓力容器3，流出壓力容器3后經(jīng)第三球閥9和回流管線10就回到儲罐1。實(shí)驗(yàn)者可以根據(jù)不同的研究對象在任意位置設(shè)置任意數(shù)量的傳感器。此外，當(dāng)水在實(shí)驗(yàn)裝置中循環(huán)流動時，可以在實(shí)驗(yàn)管線2中打開泄漏點(diǎn)，分析泄漏對管線的影響。實(shí)驗(yàn)者還可以在儲罐1、實(shí)驗(yàn)管線2和壓力容器3中布置傳感器，當(dāng)水在實(shí)驗(yàn)裝置中循環(huán)流動時，利用整套實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行在線帶壓裝置的ae檢測與評價。

如圖2和圖3所示，所述儲罐包括有罐壁構(gòu)成的儲罐本體1-1，和固定在本體1-1上、下端的罐頂1-2和罐底1-3。罐頂1-2上設(shè)有第一進(jìn)料口1-4和人孔1-5，人孔1-5由補(bǔ)強(qiáng)圈1-6、拉手1-7和活頁1-8組成。儲罐本體1-1罐壁上設(shè)有液位計1-9、溫度計1-10和第一出料口1-11。罐底1-3設(shè)有支撐腳1-12和罐底排空球閥1-13。儲罐本體1-1、罐頂1-2、罐底1-3和支撐腳1-12的連接方式均為焊接。液位計1-9是在罐壁上開孔通過法蘭連接，溫度計1-10是在罐壁上開孔通過螺紋連接。

在本實(shí)施方式中，儲罐上沒有設(shè)置固定的傳感器，實(shí)驗(yàn)者可以根據(jù)對儲罐研究部位的不同在任意位置設(shè)置任意數(shù)量的傳感器。此外，還可以打開罐底排空球閥1-13來分析泄漏對儲罐的影響，還可以通過調(diào)節(jié)罐底排空球閥1-13的開度來分析不同的泄漏程度對儲罐的影響。除了儲罐本身具有的泄漏信號的模擬，實(shí)驗(yàn)者還可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，在儲罐上任意位置做斷鉛信號、摩擦信號的模擬。

如圖4所示，所述壓力容器包括有兩個橢圓封頭3-1和由筒體構(gòu)成的壓力容器主體3-2。筒體上設(shè)有第二進(jìn)料口3-3和第二出料口3-4。第二出料口由管口3-5和管3-6組成。管口3-5設(shè)有安全閥，管3-6與外界通過對焊法蘭3-7連接。筒體上還設(shè)有鞍座3-8、壓力表座3-9和排空閥座3-10。筒體3-2一端與一個橢圓封頭3-1通過雙頭螺栓3-11、凸面法蘭3-12、凹面法蘭3-13和纏繞墊3-14組成。

在本實(shí)施方式中，壓力容器上沒有設(shè)有固定的傳感器，實(shí)驗(yàn)者可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求在任意位置設(shè)置任意數(shù)量的傳感器。此外，壓力容器還可以通過注水來做升壓、保壓實(shí)驗(yàn)。除了升壓、保壓實(shí)驗(yàn)外，還可以在壓力容器的任意位置模擬斷鉛、摩擦、敲擊等信號。

本發(fā)明實(shí)施例提供的用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法，所述用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法包括：

對儲罐、實(shí)驗(yàn)管線及壓力容器中的任一設(shè)備進(jìn)行多種工況的模擬，實(shí)現(xiàn)對多種不同類型故障的聲發(fā)射信號的模擬；或?qū)ν还r進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)和對多種工況進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，對故障聲發(fā)射信號進(jìn)行對比和分析；

對儲罐、實(shí)驗(yàn)管線及壓力容器中任一設(shè)備利用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行獨(dú)立的動態(tài)故障診斷；

對儲罐、實(shí)驗(yàn)管線及壓力容器中任一設(shè)備進(jìn)行加壓、保壓，模擬現(xiàn)場工況。

所述多種工況包括裂紋擴(kuò)展、摩擦、管道的泄漏及撞擊。

所述用于聲發(fā)射檢測的綜合實(shí)驗(yàn)方法還包括：對儲罐、實(shí)驗(yàn)管線及壓力容器構(gòu)成的整套系統(tǒng)進(jìn)行在線帶壓聲發(fā)射檢測與評價。

本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置可以針對單一設(shè)備進(jìn)行多種工況的模擬，如儲罐的泄漏、裂紋擴(kuò)展、摩擦，管道的泄漏，壓力容器的裂紋擴(kuò)展、摩擦、撞擊等工況，實(shí)現(xiàn)對多種不同類型故障的聲發(fā)射信號的模擬。此外，還能對同一工況進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)和對多種工況進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，對故障聲發(fā)射信號進(jìn)行對比和分析。

本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置可以針對單一的設(shè)備進(jìn)行分析，如獨(dú)立研究儲罐、管道、壓力容器的故障聲發(fā)射信號，也可以對一整套系統(tǒng)進(jìn)行整體研究，讓水在整套系統(tǒng)中循環(huán)流動，對系統(tǒng)的工況進(jìn)行聲發(fā)射技術(shù)動態(tài)故障診斷。

本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置能進(jìn)行可控的加壓、保壓，設(shè)有安全閥，能較好的模擬現(xiàn)場工況。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了儲罐、管道、壓力容器工作環(huán)境和聲發(fā)射信號的模擬，以便對設(shè)備的各種類型的聲發(fā)射信號進(jìn)行觀察，滿足室內(nèi)實(shí)驗(yàn)需求和可控、可重復(fù)實(shí)驗(yàn)要求，為聲發(fā)射檢測理論和方法分析提供實(shí)驗(yàn)平臺。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。