RU2653593C1 - Способ низкотемпературного локального нагружения днища вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля - Google Patents
Способ низкотемпературного локального нагружения днища вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653593C1 RU2653593C1 RU2017131819A RU2017131819A RU2653593C1 RU 2653593 C1 RU2653593 C1 RU 2653593C1 RU 2017131819 A RU2017131819 A RU 2017131819A RU 2017131819 A RU2017131819 A RU 2017131819A RU 2653593 C1 RU2653593 C1 RU 2653593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acoustic
- local
- vertical steel
- low
- steel tanks
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 title 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 3
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для неразрушающего контроля днищ вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля. Сущность изобретения заключается в том, что на днище резервуара устанавливают пъезоакустические преобразователи, создают упругую деформацию локального участка днища, регистрируют сигналы акустической эмиссии, при этом создание упругой деформации локального участка днища производят локальным охлаждением поверхности твердым диоксидом углерода, сублимация которого происходит при минус 72°C, что максимально исключает фиксацию ложных акустических сигналов. Технический результат: повышение достоверности обнаружения различных дефектов и повышение производительности неразрушающего контроля. 1 ил.
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий акустическими, электромагнитными и другими методами и может быть использовано для обнаружения различных дефектов в днищах вертикальных стальных резервуарах, далее РВС.
Известны наиболее близкие к предлагаемому патенту аналоги:
1. (Патент RU 2265817 «Способ контроля технического состояния резервуаров». Автор(ы): Харебов В.Г. (RU), Лещенко В.В. (RU), Винокуров В.И. (RU). Опубликовано: 10.12.2005). Суть метода состоит в том, что при контроле технического состояния резервуара, например типа РВС (резервуар вертикальный стальной), при акустико-эмиссионном (АЭ) обследовании на внешнюю поверхность стенки резервуара устанавливаются акустико-эмиссионные датчики, необходимое количество и схема расстановки которых определяется геометрическими размерами резервуара и акустическими свойствами конкретного объекта контроля. Нагружение резервуара осуществляется путем налива жидкости (вода, продукт хранения). Во время нагружения регистрируются и локализуются зоны с так называемыми источниками акустической эмиссии (ИАЭ), которые могут быть связаны с дефектами металла (развивающиеся дефекты в сварных швах и основном металле, зоны коррозионных поражений и места протечек в стенках и днище резервуара). Определение координаты источников АЭ осуществляется по разности времен прихода акустической волны от одного источника АЭ на разные датчики.
2. (Патент RU 2534448 С1 «Способ контроля зоны термического влияния сварных соединений». Автор(ы): Лебедев Евгений Леонидович (RU), Храмков Александр Александрович (RU). Опубликовано: 27.11.2014 Бюл. №33). Суть изобретения заключается в локальном нагреве от внешнего источника исследуемой области сварного соединения с одновременным регистрированием возникающих при этом АЭ сигналов, инициированных движением дислокаций. Оценивание размера зоны термического влияния и контроль структурного состояния конструкционного материала в ней осуществляется при анализе значения энергии данных сигналов.
3. (Патент SU 1587438 А1 «Способ обнаружения дефектов в изделиях». Автор(ы): Эвина Тамара Яковлевна, Бигус Георгий Аркадьевич, Борщевская Диана Георгиевна, Переверзев Евгений Семенович. Опубликовано: 23.08.1990 г. Бюл. №31). Суть изобретения заключается в раскрытии поверхностных дефектов механическим нагружением изделия и уменьшении АЭ бездефектного материала предварительным локальным охлаждением поверхности. Изделие нагружают, локально охлаждают, наносят пенетрат и охлаждают повторно. При охлаждении образца регистрируют АЭ и по параметрам двух охлаждений судят о качестве изделий.
Недостатки известных способов
1. Низкая производительность контроля с учетом нагружения наливом или сливом жидкости. Полнота выявления ИАЭ и точность определения их координат на днище существенно зависят от диаметра контролируемого резервуара. Это в первую очередь касается центральных областей днища, т.к. акустический сигнал от дефекта сильно затухает с увеличением расстояния от ИАЭ до датчиков, расположенных по периметру резервуара. Таким образом, сигнал ИАЭ может быть либо вообще не услышан, либо для него не выполнится условие антенны и его координата не будет определена. Также недостатком является то, что при больших размерах антенн возможно появление ложных локаций в результате неправильного объединения АЭ системой не связанных между собой акустических сигналов внутри антенны, например объединения шумовых сигналов. Низкая достоверность обнаружения дефектов, в связи с возникновением акустических помех при перекачивании большого объема жидкости.
2. Данное изобретение подходит только для контроля процесса термического соединения элементов и в основном используется только в лабораторных условиях. При использовании данного изобретения для контроля действующих опасных производственных объектов, на примере РВС для хранения нефтепродуктов, возможна высокая вероятность воспламенения испаряемых паров.
3. При нагружении конструкции механическими способами существует высокая вероятность возникновения акустических помех. Также себестоимость изобретения значительно повышается за счет использования специальной нагружающей механическим способом аппаратуры.
Целью изобретения является повышение обнаружения различных дефектов и повышение производительности неразрушающего контроля при диагностировании днищ РВС АЭ методом. Суть изобретения заключается в создании упругой деформации локального участка днища РВС путем охлаждения поверхности этого участка. Например, к контролируемому локальному участку подводится низкотемпературная энергия, получаемая воздействием на поверхность участка твердым диоксидом углерода СО2 «Сухой лед». Преимущество использования хладагента в виде твердого диоксида углерода перед другими видами хладагентов: безопасно для человека, пожаробезопасность, минимальный расход, температура сублимации минус 72°С. Низкотемпературное воздействие твердого диоксида углерода на контролируемый участок днища станет причиной повышения в нем напряженно-деформированного состояния, как следствие, возникнет упругая деформация материала, при которой в материале начнут движения дислокаций приграничных зон дефектов на кристаллическом уровне, которые будут сопровождаться акустическими импульсами. Путем измерения энергии и определения местоположения акустических импульсов, инициированных движением дислокаций, выполняется контроль структурного состояния материала.
Способ поясняется натурным экспериментом на примере АЭ контроля с низкотемпературным нагружением локального участка днища РВС-3000 - центральной части днища (фиг. 1), состоящего из соединенных между собой термическим способом прокатных стальных листов марки 09Г2С 1 (фиг. 1). Данный резервуар имеет полезный объем 3000 метров кубических, изготовлен по типовому проекту. Выбор участка для контроля днища РВС производится по согласованию с эксплуатирующей организацией, в данном случае им является центральная часть днища с монтажным сварным соединением 2 (фиг. 1) двух сегментов днища. Естественно, способ может быть применен и при контроле других объектов, подвергающихся периодическому контролю различными методами дефектоскопии с регистрацией сигналов контроля.
Настоящий способ осуществляют следующим образом.
Перед АЭ контролем проводятся основные подготовительные работы, состоящие из выбора места закладки твердого диоксида углерода 3 (фиг. 1), создания оптимальной схемы установки принимающих акустические сигналы пъезоакустических преобразователей 4 (фиг. 1) и настройки аппаратуры вычислительного АЭ комплекса российской разработки «Эксперт 2104» 5 (фиг. 1). С целью создания наибольших растягивающих напряжений центральной части днища РВС выполняется анализ места закладки твердого диоксида углерода в соответствии с правилами строительной механики, этим участком принимается центральное монтажное сварное соединение днища РВС. Перед закладкой твердого диоксида углерода создается оптимальная схема расстановки принимающих акустические импульсы пъезоакустических преобразователей, основанная на требованиях нормативных документов проведения АЭ контроля.
По завершении подготовительных работ начинается закладка твердого диоксида углерода на заранее выбранный участок (по монтажному сварному соединению днища). После закладки твердого диоксида углерода необходимо соблюдать режим акустической тишины, для чего из резервуара удаляются создающие деформацию днища предметы, кроме хладагента, и запускается сбор данных АЭ комплексом. По результатам АЭ контроля с низкотемпературным нагружением днища в программном обеспечении АЭ комплекса оценивается степень опасности выявленных дефектов и их месторасположение.
На примере РВС-3000 был проведен АЭ контроль днища вышеописанным способом нагружения, где использовались восемь защищенных от влияния низких температур пъезоакустических преобразователей 4 (фиг. 1), и вычислительным АЭ комплексом российской разработки «Эксперт 2104» 5 (фиг. 1). По итогам контроля зафиксированы по модифицированному локально динамическому критерию события III класса опасности, координаты обнаруженных опасных участков 6, 7, 8 (фиг. 1) соответствуют:
6 (фиг. 1) - Сварное соединение опорного кольца к днищу. Сканирование места прихватки ультразвуковым контролем показало наличие протяженной несплошности - трещина;
7 (фиг. 1) - Вмятина по основному металлу с пересечением сварного соединения. По показаниям твердости участка установлено понижение твердости относительно других участков днища резервуара на 50%, что свидетельствует о изменении механических свойств металла;
8 (фиг. 1) - Остатки временных сварных прихваток при монтаже резервуара. При проведении монтажных работ прихватки производились с прожогом основного металла.
Таким образом, данный способ может быть использован при контроле сварных соединений и основного металла днища РВС при проведении технического диагностирования резервуаров. Преимуществом данного способа является то, что при создании напряженно-деформированного состояния методом локального охлаждения при помощи твердого диоксида углерода СО2 «Сухой лед» сторонние акустические помехи минимальны, например, если в качестве охладителя используется жидкий азот, то при кипении неизбежно возникают сторонние акустические помехи. За счет данных преимуществ повышается порог чувствительности прибора, повышается достоверность обнаружения и оценки дефектов, повышается производительность контроля и снижаются экономические затраты на расходные материалы за счет использования недорогого твердого диоксида углерода «Сухого льда».
Claims (1)
- Способ низкотемпературного локального нагружения днищ вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля, заключающийся в том, что на днище резервуара устанавливают пъезоакустические преобразователи, создают упругую деформацию локального участка днища, регистрируют сигналы акустической эмиссии, отличающийся тем, что создание упругой деформации локального участка днища производят локальным охлаждением поверхности твердым диоксидом углерода, сублимация которого происходит при минус 72°C, что максимально исключает фиксацию ложных акустических сигналов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131819A RU2653593C1 (ru) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Способ низкотемпературного локального нагружения днища вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131819A RU2653593C1 (ru) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Способ низкотемпературного локального нагружения днища вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2653593C1 true RU2653593C1 (ru) | 2018-05-11 |
Family
ID=62152777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017131819A RU2653593C1 (ru) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Способ низкотемпературного локального нагружения днища вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2653593C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5674651A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-20 | Hitachi Ltd | Defect detecting method of zirconium alloy material |
| GB2089984A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-30 | Westinghouse Electric Corp | Method and apparatus for generating acoustic waves |
| SU1180692A1 (ru) * | 1984-04-03 | 1985-09-23 | Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе | Способ определени уровн остаточных напр жений |
| SU1210092A1 (ru) * | 1981-05-29 | 1986-02-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт | Способ обнаружени и локализации дефектов в издели х и устройство дл его осуществлени |
| SU1221587A1 (ru) * | 1984-06-19 | 1986-03-30 | Предприятие П/Я Р-6378 | Способ контрол качества сварных соединений |
| SU1587438A1 (ru) * | 1988-10-20 | 1990-08-23 | Институт технической механики АН УССР | Способ обнаружени дефектов в издели х |
-
2017
- 2017-09-11 RU RU2017131819A patent/RU2653593C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5674651A (en) * | 1979-11-26 | 1981-06-20 | Hitachi Ltd | Defect detecting method of zirconium alloy material |
| GB2089984A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-30 | Westinghouse Electric Corp | Method and apparatus for generating acoustic waves |
| SU1210092A1 (ru) * | 1981-05-29 | 1986-02-07 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт | Способ обнаружени и локализации дефектов в издели х и устройство дл его осуществлени |
| SU1180692A1 (ru) * | 1984-04-03 | 1985-09-23 | Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Серго Орджоникидзе | Способ определени уровн остаточных напр жений |
| SU1221587A1 (ru) * | 1984-06-19 | 1986-03-30 | Предприятие П/Я Р-6378 | Способ контрол качества сварных соединений |
| SU1587438A1 (ru) * | 1988-10-20 | 1990-08-23 | Институт технической механики АН УССР | Способ обнаружени дефектов в издели х |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kenderian et al. | Dynamic railroad inspection using the laser-air hybrid ultrasonic technique | |
| CN109596709A (zh) | 一种固定式压力容器的检测方法 | |
| Choi et al. | Multi-directional adjacent wave subtraction and shifted time point mapping algorithms and their application to defect visualization in a space tank liner | |
| Lepikhin et al. | Acoustic-emission monitoring of the deformation and fracture of metal–composite pressure vessels | |
| Wuriti et al. | Acoustic emission test method for investigation of M250 maraging steel pressure vessels for aerospace applications | |
| RU2653593C1 (ru) | Способ низкотемпературного локального нагружения днища вертикальных стальных резервуаров при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля | |
| TWI692640B (zh) | 廠房的檢查方法 | |
| RU2715077C2 (ru) | Способ низкотемпературного локального нагружения нефтегазопровода при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля | |
| RU2614190C1 (ru) | Способ низкотемпературного локального нагружения объекта при акустико-эмиссионном методе неразрушающего контроля | |
| Bol’Shakov et al. | A local method for loading a tested object during acoustic-emission diagnostics | |
| Bol’Shakov et al. | Acoustic-emission testing of vertical steel tanks in hard-to-reach areas of the far north | |
| RU2621216C1 (ru) | Способ внутритрубного ультразвукового контроля сварных швов | |
| SU1210092A1 (ru) | Способ обнаружени и локализации дефектов в издели х и устройство дл его осуществлени | |
| US11585789B2 (en) | Method for detecting faults in plates | |
| Kenderian et al. | Laser-air hybrid ultrasonic technique for dynamic railroad inspection applications | |
| Ribay et al. | Assessment of the Reliability of Phased Array NDT of Coarse Grain Component Based on Simulation | |
| Carjova et al. | Acoustic Emission Method as a Means of Quality Control in Multilayer Welding of Thick-Walled Welded Joints | |
| Balasubramaniam et al. | IMAGING HIDDEN CORROSION USING ULTRASONIC NON‐DISPERSIVE HIGHER ORDER GUIDED WAVE MODES | |
| Vos et al. | Application of Wide-Band Ultrasound for the Detection of Angled Crack Features in Oil and Gas Pipelines | |
| CN105738464A (zh) | 一种适于海上风电钢构基础的腐蚀疲劳早期监测工艺 | |
| Rastegaev et al. | The specific features of acoustic-emission testing of vessel equipment with a wall delamination of a technological origin | |
| Ding et al. | Application of Ultrasonic Guided Wave in LMPH Tube of Ethylene Cracking Furnace | |
| RU198395U1 (ru) | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы | |
| RU2265817C2 (ru) | Способ контроля технического состояния резервуаров | |
| Chinn | Revealing hidden defects: A hybrid evaluation strategy for steel structures. |