RU2265817C2

RU2265817C2 - Method of testing reservoirs

Info

Publication number: RU2265817C2
Application number: RU2003115728/28A
Authority: RU
Inventors: В.В. Лещенко (RU); В.В. Лещенко; В.И. Винокуров (RU); В.И. Винокуров; В.Г. Харебов (RU); В.Г. Харебов
Original assignee: ООО "НТЦ "Нефтегаздиагностика"; Ооо "Интерюнис"
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2005-12-10

Abstract

FIELD: non-distractive testing.

SUBSTANCE: method comprises using pickups of acoustic emission mounted on the outer surface of the reservoir wall and sealed pickup of acoustic emission that is mounted inside the reservoir to be tested. The submerged pickup of acoustic emission is secured directly to the bottom of the reservoir or is mounted at a distance from the bottom.

EFFECT: enhanced precision.

6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов акустическими методами и может быть использовано для выявления дефектов и контроля герметичности резервуаров по сигналам акустической эмиссии (АЭ).The invention relates to non-destructive testing of materials by acoustic methods and can be used to detect defects and control the tightness of tanks by acoustic emission signals (AE).

Известен способ контроля технического состояния резервуаров для хранения жидкостей, когда при АЭ обследовании на внешнюю поверхность стенки резервуара устанавливаются акустико-эмиссионные датчики и осуществляется нагружение резервуара внутренним давлением. Сигналы АЭ, генерируемые дефектами конструкции контролируемого резервуара, фиксируют датчиками АЭ и по ним судят о техническом состоянии резервуара [1-4].A known method of monitoring the technical condition of tanks for storing liquids, when during AE examination, acoustic emission sensors are installed on the external surface of the tank wall and the tank is loaded with internal pressure. AE signals generated by structural defects of the controlled tank are recorded by AE sensors and are used to judge the technical condition of the tank [1-4].

В отличие от большинства традиционных методов контроля АЭ метод обеспечивает контроль всей конструкции, включая основной металл и сварные соединения, одним или несколькими преобразователями АЭ, неподвижно установленными на поверхности объекта контроля.Unlike most traditional AE control methods, the method provides control of the entire structure, including the base metal and welded joints, by one or several AE transducers fixedly mounted on the surface of the test object.

Недостатком способа является сложность обнаружения дефектов на резервуарах больших размеров в связи с сильным затуханием АЭ.The disadvantage of this method is the difficulty of detecting defects in large tanks due to the strong attenuation of AE.

Наиболее близким аналогом предложенного способа АЭ контроля является метод MONPAC-PLUS (Procedure for acoustic Emission Testing of metal Tanks-Vessels, Physical Acoustic Corporation. Prinston, 1992) [5].The closest analogue of the proposed method of AE control is the MONPAC-PLUS method (Procedure for acoustic Emission Testing of metal Tanks-Vessels, Physical Acoustic Corporation. Prinston, 1992) [5].

Суть метода состоит в том, что при контроле технического состояния резервуара, например типа РВС (резервуар вертикальный стальной), при 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. Необходимым условием лоцирования, т.е. определения координаты источника АЭ на плоскости (днище резервуара) является то, что сигнал от ИАЭ должен быть зафиксирован как минимум тремя датчиками, так называемой «Антенной», иначе даже «услышанный» двумя датчиками полезный сигнал не будет лоцирован. При этом желательно, чтобы источник сигнала находился внутри Антенны.The essence of the method is that when monitoring the technical condition of the tank, for example, RVS (vertical steel tank), during AE examination, acoustic emission sensors are installed on the external surface of the tank wall, the required number and arrangement of which is determined by the geometric dimensions of the tank and the acoustic properties of the concrete object of control. The loading of the tank is carried out by pouring liquid (water, storage product). During loading, zones with so-called sources of acoustic emission (IAE) are recorded and localized, which can be associated with metal defects (developing defects in welds and base metal, zones of corrosion damage and places of leaks in the walls and bottom of the tank). The coordinates of AE sources are determined by the difference in the times of arrival of an acoustic wave from one AE source to different sensors. A necessary condition for location, i.e. determining the coordinate of the AE source on the plane (tank bottom) is that the signal from the IAE must be detected by at least three sensors, the so-called “Antenna”, otherwise even the useful signal “heard” by two sensors will not be located. In this case, it is desirable that the signal source is located inside the antenna.

Недостатком данного способа является то, что 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.The disadvantage of this method is that the completeness of the detection of IAE and the accuracy of determining their coordinates on the bottom significantly depend on the diameter of the controlled tank. This primarily concerns the central areas of the bottom, as the acoustic signal from the defect strongly attenuates with increasing distance from the IAE to sensors located around the perimeter of the tank. Thus, the IAE signal may either not be heard at all or the Antenna condition will not be fulfilled for it and its coordinate will not be determined.

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.Also, the disadvantage is that with large Antennas, false locations can occur as a result of improper AE combining by a system of unconnected acoustic signals inside the Antenna, for example, combining noise signals.

Данное изобретение направлено на решение проблем АЭ контроля внутренних областей днища резервуаров большого диаметра.This invention is aimed at solving the problems of AE control of the internal areas of the bottom of large diameter tanks.

Предлагаемый способ акустико-эмиссионного контроля технического состояния резервуаров заключается в том, что на внешнюю поверхность стенки контролируемого резервуара устанавливают наружные датчики акустической эмиссии, проводят цикл нагружения резервуара и с помощью датчиков АЭ фиксируют сигналы АЭ, испускаемые дефектами стенок и днища контролируемого резервуара, по которым судят о его техническом состоянии, помимо внешних датчиков АЭ дополнительно используют герметичный датчик АЭ, который помещают внутрь контролируемого резервуара и погружают в продукт, которым производится налив резервуара.The proposed method of acoustic emission monitoring of the technical condition of the tanks is that external acoustic emission sensors are installed on the external wall surface of the controlled tank, a loading cycle of the tank is carried out, and AE signals emitted by defects of the walls and the bottom of the controlled tank are judged by the AE sensors. about its technical condition, in addition to external AE sensors, they also use a sealed AE sensor, which is placed inside the monitored tank Macaw and immersed in the product, which is the filling of the tank.

Погружаемый датчик АЭ (ПАЭД), как правило, совмещенный с предусилителем, может крепиться непосредственно на днище резервуара либо находиться на некотором расстоянии от него, например выше донного осадка. При необходимости, например, при больших диаметрах днища может использоваться одновременно несколько ПАЭД.The immersed AE sensor (PAED), usually combined with a preamplifier, can be mounted directly on the bottom of the tank or at a certain distance from it, for example, above the bottom sediment. If necessary, for example, with large diameters of the bottom, several PAEDs can be used simultaneously.

Изобретение поясняется фиг.1, на которой показан контролируемый резервуар 1 с системой установленных наружных АЭ датчиков 3, заполненный жидкостью 2, в которую помещен погружной датчик (ПАЭД) 4. Датчики через соединительные кабели 5 подключаются к аппаратуре обработки АЭ сигналов 6.The invention is illustrated in figure 1, which shows a controlled tank 1 with a system of installed external AE sensors 3, filled with liquid 2, into which an immersion sensor (PED) is placed 4. The sensors are connected through connecting cables 5 to the AE signal processing equipment 6.

Так как ПАЭД находится наиболее близко к центральным областям днища и принимает АЭ сигналы непосредственно по продукту, которым производится налив резервуара, то он обладает наибольшей чувствительностью из всех используемых датчиков АЭ и заведомо «услышит» любой сигнал, который зафиксируют внешние датчики. При этом источник АЭ в любом случае будет расположен внутри одной из Антенн, образованных датчиками на обечайке резервуара и ПАЭД.Since the PED is located closest to the central areas of the bottom and receives AE signals directly from the product that the tank is being filled with, it has the highest sensitivity of all used AE sensors and will certainly “hear” any signal that external sensors will record. In this case, the AE source in any case will be located inside one of the Antennas formed by the sensors on the tank shell and the PED.

Таким образом, применение ПАЭД обеспечивает лучшие условия для приема сигналов АЭ и практически гарантирует выполнение обоих условий точного расчета координат источника АЭ. Эти факторы значительно увеличивают общую чувствительность системы датчиков, что в ряде случаев позволяет снизить необходимое количество каналов.Thus, the application of PED provides the best conditions for receiving AE signals and practically guarantees the fulfillment of both conditions for the exact calculation of the coordinates of the AE source. These factors significantly increase the overall sensitivity of the sensor system, which in some cases reduces the required number of channels.

Эффективность использования ПАД заключается в значительном снижении количества ложных локаций, увеличении точности определения координат источников акустической эмиссии и их выявляемости, причем некоторые из источников АЭ проявляются только при использовании погружного датчика.The effectiveness of the use of PAD is to significantly reduce the number of false locations, increase the accuracy of determining the coordinates of acoustic emission sources and their detectability, and some of the AE sources appear only when using an immersion sensor.

В качестве акустико-эмиссионного комплекса может использоваться любой стандартный многоканальный АЭ прибор, позволяющий осуществлять многоканальную плоскостную локацию, т.е. вычислить координаты ИАЭ, стандартно применяемый для диагностики днищ резервуаров. Например, акустико-эмиссионные системы серии «Aline» производства фирмы «ИНТЕРЮНИС» (Россия).As an acoustic emission complex, any standard multi-channel AE device can be used, which allows for multi-channel planar location, i.e. calculate the coordinates of the IAE, standardly used for the diagnosis of tank bottoms. For example, acoustic emission systems of the “Aline” series manufactured by the company “INTERUNIS” (Russia).

Адаптированное под задачу контроля с внутренним датчиком программное обеспечение позволяет использовать схему с произвольным расположением ПАЭД внутри резервуара.The software adapted for the control task with an internal sensor allows the use of a scheme with an arbitrary arrangement of PED inside the tank.

В случае применения ПАЭД в искробезопасном исполнении, возможно, использовать их для контроля резервуаров, содержащих горючие жидкости, например нефтепродукты.In the case of intrinsically safe application of PED, it is possible to use them to control tanks containing flammable liquids, for example, petroleum products.

Литература:Literature:

1. - РД 03-131-97. Сосуды, аппараты, котлы и технологические трубопроводы. Акустико-эмиссионный метод контроля.1. - RD 03-131-97. Vessels, apparatuses, boilers and process pipelines. Acoustic emission control method.

2. - Положение о проведении работ по диагностированию резервуаров для хранения нефти.2. - Regulation on the diagnosis of reservoirs for oil storage.

3. - РД 08-95-95. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов.3. - RD 08-95-95. Regulation on the technical diagnosis system for welded vertical cylindrical tanks for oil and oil products.

4. - Обследование резервуаров для хранения нефти без вывода из эксплуатации. Баранов В.П. ТТН, приложение №1 2000 г.4. - Inspection of oil storage tanks without decommissioning. Baranov V.P. TTN, Appendix No. 1 of 2000

5. - MONPAC-PLUS (Procedure for acoustic Emission Testing of metal Tanks-Vessels, Physical Acoustic Corporation. Prinston, 1992).5. - MONPAC-PLUS (Procedure for acoustic Emission Testing of metal Tanks-Vessels, Physical Acoustic Corporation. Prinston, 1992).

Claims

1. The method of acoustic emission monitoring of the technical condition of tanks is that external acoustic emission sensors are installed on the external surface of the wall of the controlled tank, a loading cycle of the tank is carried out, and acoustic emission signals emitted by defects of the walls and bottom of the controlled tank are recorded using acoustic emission sensors, by which they are judged on its technical condition, characterized in that it additionally uses an acoustic emission sensor, which is placed inside three monitored tank and immersed in the product by which the tank is filled.

2. The method according to claim 1, characterized in that in addition to the acoustic emission sensor placed inside the controlled reservoir, an additional several acoustic emission sensors placed inside the controlled reservoir are additionally used.

3. The method according to claim 1, characterized in that the acoustic emission sensor placed inside the controlled reservoir is installed without direct contact with the bottom of the reservoir.

4. The method according to claim 1, characterized in that the acoustic emission sensor placed inside the controlled reservoir receives acoustic emission signals directly from the product by which the reservoir is loaded.

5. The method according to claim 1, characterized in that the acoustic emission sensor placed inside the controlled reservoir is combined with a preamplifier.

6. The method according to claim 1, characterized in that the acoustic emission sensor placed inside the controlled reservoir is sealed.

7. The method according to claim 1, characterized in that the acoustic emission sensor placed inside the controlled reservoir is intrinsically safe.