集束式高压氢气钢瓶的声发射在线监测和安全评定
沈功田 万耀光 段庆儒 李邦宪 刘时风
(劳动部锅炉压力容器检测研究中心北京 100027)
摘要 介绍了采用声发射技术对76只集束式高压氢气钢瓶在带氢介质下升压进行在线检验和安全评定的方法。检测结果表明,72只钢瓶连续工作时间可延长3年.4只钢瓶出现B级或C级声发射定位源,需第二年再进行一次声发射在线检验以确定其延长工作的年限。
Abstract The acoustic emission on-line monitoring method and safety evaluation result of 76 bunchy hydrogen gas are introduced. The monitoring results showed that there was no active AE sources for 72 cylinders and there were level B or C low active AE sources for 4 cylinders. The cvaluating results gave that 72 cylinders could continuously operate next 3 years and 4 cylinders need to be monitored again by AE after operating one year.
关键词 声发射 压力容器 钢瓶 在线检验 安全评定
对于某些在用压力容器,作为其它装置的气源，由于生产工艺的需要，即使到达检验周期也不能停止运行,因而需要一种可靠的在线检验方法对压力容器在运行过程中进行在线检验和安全评定,以确保压力容器运行的安全和确定必需停产的检验日期。声发射检验方法在新制造压力容器的水压验证性试验和在用压力容器的定期检验及缺陷评定方面已应用得相当普遍。根据其技术特点,它也是适用于压力容器在线检验:的最好的方法。深圳中宏公司拥有的一套集束式贮氢压力容器装置是八十年代中期由美国引进的退役设备,这批容器从1987年4月投入使用到1991年11月已运行4.5年,已超出上次检验给出的3年的使用周期。然而,由于邻厂要求必需连续供气.因此只能采用在线检验的方法。本文介绍采用声发射技术对这些高压氢气瓶进行在线监测的方法和辅助以高压氢腐蚀实验对它们进行安全评定的结果。
1 高压贮氢压力容器装置的概况
该装置由76只高压氢气瓶组成,其设计参数、材料状况、结构形式和运行状况如下:
(1)单个气瓶的设计参数:设计压力16. 7MPa;试验压力22MPa;设计温度常温;外径600mm;简长6000mm;材质A372- 58;设计壁厚20. 8mm;实测壁厚22~24mm;结构形式无缝锻造。
(2)钢瓶材料的有关参数:钢瓶的热处理状态为淬火加回火,材料的化学成分如表1所示,材料的机械性能 如表2所示
(3)整套贮氢装置的几何结构:每8只气瓶为1束.1个在中间,7个在外围,1个主管道与8只钢瓶的进出料口相联。钢瓶的尾端以螺栓平行地固定在垂直的钢板支座上，而钢瓶的头部套人并焊接在垂直的钢架上。每束钢瓶的主管道并联汇入总管线,每5束钢瓶(共40只钢瓶)构成一组,由1个阀门控制氢气的进出。该套贮氢装置共有2组高压贮氢气瓶。
