СПОСОБ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ПОДЗЕМНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЖИЖЕННОГО ГАЗА Российский патент 1999 года по МПК G01M3/24 G01N29/14 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и диагностике и может быть использовано для контроля и диагностики технического состояния подземных цилиндрических горизонтальных резервуаров для хранения сжиженного газа в процессе эксплуатации по сигналам акустической эмиссии (АЭ).

Известен способ акустико-эмиссионного контроля и диагностики сосудов, работающих под давлением, заключающийся в том, что на объекте контроля размещают первичные преобразователи, нагружают объект контроля, регистрируют сигналы АЭ, по которым судят о техническом состоянии объекта контроля (Грешников В. А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. -М.: Изд-во Стандартов, 1976, с. 173).

Недостатком данного способа является большая трудоемкость для достижении достоверности при контроле технического состояния подземных резервуаров для хранения сжиженного газа.

Предлагаемое техническое решение ставит своей задачей снижение трудоемкости и повышение достоверности при контроле и диагностике технического состояния резервуаров для хранения сжиженного газа методом АЭ.

Задача решается следующим образом: в способе акустико-эмиссионного контроля и диагностики сосудов, работающих под давлением, заключающемся в том, что на объекте контроля размещают первичные преобразователи, нагружают объект контроля, регистрируют сигналы АЭ, по которым судят о техническом состоянии объекта контроля, для подземных резервуаров для хранения сжиженного газа,
для обнаружения протечек газа через запорную аппаратуру и сквозные дефекты материала объекта контроля, первичные преобразователи устанавливают на надземную часть горловины резервуара, при этом решение о наличии утечки принимается, например, на основе анализа шумов регистрируемых акустико-эмиссионной системой,
для оценки зоны нахождения дефекта и степени его опасности, дополнительно устанавливают первичные преобразователи на верхней образующей обечайки (цилиндрической части резервуара), один из которых за горловиной резервуара,
для определения координат дефекта на резервуаре и степени его опасности, дополнительно устанавливают первичные преобразователи, образующие прямоугольную сеть локации, по одному в геометрическом центре каждого днища резервуара, и как минимум две группы по три первичных преобразователя на обечайке, расположенных равномерно по окружности в сечениях обечайки, перпендикулярных оси обечайки по обе стороны от горловины, один из каждой группы расположен на верхней образующей обечайки.

Предлагаемые схемы расположения первичных преобразователей выбраны исходя из акустических свойств (скорость распространения ультразвука, степень затухания и др.) и конструктивных особенностей резервуара и являются наиболее оптимальными при проведении АЭ-контроля резервуаров для хранения сжиженного газа, обеспечивающие 100% контроль ОК.

На фиг. 1 и фиг.2 приведены соответственно эскиз и развертка подземного цилиндрического горизонтального резервуара для хранения сжиженного газа с расположенными на них первичными преобразователями. Подземные цилиндрические горизонтальные резервуары предназначены для хранения и регазификации сжиженного газа при групповом снабжении многоквартирных жилых домов и отдельных промышленных и коммунально-бытовых предприятий. Резервуары выпускаются геометрической емкостью 2,5 м³; 5 м³; 10 м³ и состоят из цилиндрического корпуса (обечайки) 1, двух сферических днищ 2 и горловины 3, на которой монтируется головка управления (на рисунке не показана). Глубина установки резервуаров (от уровня земли до верхней образующей) в районах с сезонным промерзанием грунтов 0,6 м, без промерзания - 0,2 м (Справочник работника газового хозяйства.// Л.: Недра, 1973. С.448).

Контроль и диагностика технического состояния подземных резервуаров осуществляются следующим образом.

Исходя из выбранной схемы контроля размещают:
первичные преобразователи 4 и 5 на надземную часть горловины 3 резервуара;
первичные преобразователи 6, 7 и 8 на верхней образующей обечайки 1 резервуара;
первичные преобразователи 9 и 10 в геометрическом центре днищ 2, а также первичные преобразователи 6, 8, 11, 12, 13, и 14 на поверхности обечайки 1. Для установки первичных преобразователей на обечайке 1 резервуара в грунте предварительно делают шурфы.

Нагружают объект контроля посредством гидравлических или пневматических испытаний. Рабочее тело (вода или газ) подают через узел наполнения резервуара сжиженным газом головки управления посредством гидронасоса или компрессора.

Сигналы АЭ с первичных преобразователей регистрируют и обрабатывают АЭ-системой, например, "Малахит АС-6А" (разработчик РНЦ "Курчатовский институт").

По сигналам АЭ с первичных преобразователей 4 и 5, например по значению шумов, судят о наличии протечек через запорную аппаратуру и сквозные дефекты резервуара. Данный вид контроля проводится при периодических осмотрах резервуаров.

По сигналам АЭ с первичных преобразователей 6,7 и 8, установленных на верхней образующей обечайке 1 резервуара, судят о зоне нахождения дефекта и степени его опасности. Данный вид контроля проводится при периодических освидетельствованиях резервуаров и используется для их отбраковки.

По сигналам АЭ с первичных преобразователей 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13 и 14, установленных на обечайке 1 и днищах 2 резервуара, судят о координатах расположения дефекта на резервуаре и степени его опасности. Данный вид контроля проводится при диагностике технического состояния резервуара и оценке остаточного ресурса эксплуатации, для проведения текущего ремонта резервуара.

Оценка степени опасности дефектов проводилась с использованием интегрального критерия в соответствии с РД 03-131-97 "Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов".

Для выполнения работ, обработки и анализа результатов разработаны методика и технологическая инструкция акустико- эмиссионного контроля подземных резервуаров для хранения сжиженного газа, согласованные с органами Госстандарта и Госгортехнадзора РФ. К настоящему времени проведены испытания более 20 резервуаров.

Таким образом, предлагаемый способ акустико-эмиссионного контроля подземных резервуаров для хранения сжиженного газа позволяет снизить трудоемкость и повысить достоверность за счет выбора оптимальной схемы контроля.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и диагностике и может быть использовано для контроля и диагностики технического состояния подземных цилиндрических горизонтальных резервуаров для хранения сжиженного газа в процессе эксплуатации по сигналам акустической эмиссии. Технический результат изобретения - снижение трудоемкости и повышение достоверности при контроле и диагностике технического состояния резервуаров для хранения сжиженного газа методом акустической эмиссии. Способ акустико-эмиссионного контроля и диагностики подземных резервуаров для хранения сжиженного газа заключается в том, что для обнаружения протечек газа через запорную аппаратуру и сквозные дефекты материала объекта контроля на надземную часть горловины резервуара устанавливают первичные преобразователи, при этом решение о наличии утечки принимается на основе анализа значения шумов, регистрируемых акустико-эмиссионной системой; для оценки зоны расположения дефектов и степени их опасности дополнительно устанавливают первичные преобразователи на верхней образующей обечайки, один из которых за горловиной резервуара; для обнаружения дефектов с указанием их координат на объекте контроля дополнительно устанавливают первичные преобразователи, образующие прямоугольную сеть локации, по одному на каждое дно резервуара, и как минимум две группы по три первичных преобразователя на обечайке, расположенных равномерно по окружности в сечениях обечайки, перпендикулярных оси обечайки по обе стороны от горловины, один из каждой группы на верхней образующей обечайки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ акустико-эмиссионного контроля и диагностики сосудов, работающих под давлением, заключающийся в том, что на объекте контроля устанавливают первичные преобразователи, нагружают объект контроля, регистрируют сигналы акустической эмиссии, по которым судят о техническом состоянии объекта контроля, отличающийся тем, что для подземных резервуаров для хранения сжиженного газа первичные преобразователи устанавливают на надземную часть горловины резервуара. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают первичные преобразователи на верхней образующей обечайки резервуара, один из которых за горловиной резервуара. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают первичные преобразователи, образующие прямоугольную сеть локации, по одному в геометрическом центре каждого днища резервуара, и как минимум две группы по три первичных преобразователя на обечайке, расположенных равномерно по окружности в сечениях обечайки, перпендикулярных оси обечайки по обе стороны от горловины, один из каждой группы на верхней образующей обечайки.