專利名稱：儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于油氣儲運工程領域中油氣儲運設備的檢測技術，尤其涉及一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置。
背景技術：
儲罐作為石化原料和產品存儲的主要設備，在石油石化企業廣泛使用。儲罐在服役期間受到多種不利因素的影響，不可避免地產生損傷，特別是環境中腐蝕介質和內部壓力的協同作用引發的罐底減薄、腐蝕穿孔、裂紋擴展等，導致儲存介質泄漏，可能導致火災爆炸和環境污染事故，給國家和社會造成巨大損失。儲罐聲發射檢測是根據儲罐本體材料的聲發射特征進行缺陷定位和定量的一種無損檢測技術，近年來在儲罐罐底(罐壁)腐蝕和裂紋檢測方面取得了廣泛應用。現有儲罐聲發射檢測技術研究手段主要包括室內實驗和現場檢測。現場檢測能獲得符合實際的儲罐缺陷聲發射特征信號，是一種理想的研究手段，但是由于現場檢測需要開罐檢驗方能與檢測結果進行對比，往往難以實現，因此，聲發射技術研究不可能完全依靠現場檢測，室內實驗將是一種十分重要的研究手段。現有公知的儲罐聲發射檢測室內實驗，特別是裂紋擴展，需要將儲罐進行打壓以捕捉缺陷擴展的聲發射信號，對于某未變更的儲罐，若要在下次實驗時再觀察到缺陷的聲發射信號，儲罐打壓壓力需高于上一次打壓壓力，加之儲罐的壓力冗余度有限，造成了室內實驗使用的儲罐需要經常更換。上述問題存在，造成了儲罐聲發射檢測室內實驗代價高、不方便，導致國內高校和科研機構多數聲發射設備閑置，無法深入進行研究，影響了國內儲罐聲發射檢測技術發展。由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，以克服現有技術的缺陷。
發明內容
本發明的目的在于提供一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，能實現儲罐工作環境和聲發射信號的模擬，便于對儲罐各種聲發射信號特征進行觀察，滿足室內實驗教學需求和可控、可重復實驗要求，為儲罐聲發射檢測理論和方法研究提供實驗平臺。本發明的目的是這樣實現的，一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，所述模擬實驗裝置包括有罐體，所述罐體由罐壁構成的儲罐本體，和固定設置在儲罐本體上下端的罐頂和罐底組成；所述罐頂上設有人孔，人孔由人孔蓋板夾持機構密封；所述罐底上開設有實驗孔，實驗孔由夾設有缺陷試件的試件夾持機構密封；所述罐底上設有聲發射傳感器；所述試件夾持機構包括有設置在罐體內部且環設于實驗孔周圍的壓環，壓環下側設置環設于實驗孔的金屬密封墊圈，所述缺陷試件為圓形，缺陷試件壓設在壓環與金屬密封墊圈之間，所述缺陷試件由多個固定環設于實驗孔周圍并穿設所述壓環的螺栓固定密封于實驗孔；所述罐體上設有連接于打壓系統的進液口和回流口。
在本發明的一較佳實施方式中，在所述壓環內側還設有一加厚環，所述金屬密封墊圈設置在壓環與加厚環之間；所述加厚環由普通碳鋼制成。在本發明的一較佳實施方式中，所述儲罐本體上設有另一實驗孔，該另一實驗孔由另一試件夾持機構密封；所述儲罐本體上設有聲發射傳感器。在本發明的一較佳實施方式中，所述儲罐本體、罐頂和罐底由法蘭連接。 在本發明的一較佳實施方式中，所述罐體材料為普通碳鋼。在本發明的一較佳實施方式中，所述罐頂上設有安全閥。在本發明的一較佳實施方式中，所述罐頂上設有第一回流口 ；所述罐底上設有第
二回流口和進液口。在本發明的一較佳實施方式中，所述打壓系統由儲液池、抽水泵、換熱器、壓力表和打壓泵組成；所述第一回流口和第二回流口通過管路及相應閥門與儲液池連通；抽水泵進口通過相應管路及閥門與儲液池連通；進液口由閥門連接于并聯設置的打壓泵和換熱器的一端，并聯設置的打壓泵和換熱器的另一端連接于抽水泵出口 ；所述打壓泵出口端設有壓力表。在本發明的一較佳實施方式中，所述人孔蓋板夾持機構包括有人孔蓋板，該人孔蓋板一側樞接于罐頂下表面，人孔蓋板通過樞軸翻轉并由人孔下方封蓋于人孔；所述人孔蓋板上表面且鄰近人孔內緣處，環設有多個凸輪預壓固定裝置，所述凸輪預壓固定裝置包括有固定設置于人孔蓋板的拉桿，拉桿上端鉸接有把手，把手底部設有與把手固定連接的凸輪；在罐頂的上表面且位于人孔周圍設有多個與凸輪預壓固定裝置對應設置的活動支撐塊；所述活動支撐塊樞接于罐頂的上表面并向人孔方向翻轉設置，活動支撐塊前端沿徑向伸設于人孔內并位于把手的凸輪下方。在本發明的一較佳實施方式中，所述活動支撐塊為一 L形構件，其直角處樞接于罐頂的上表面。由上所述，本發明儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其罐體是由儲罐本體、罐頂和罐底通過法蘭連接構成，在罐體上設有實驗孔并由夾設有缺陷試件的試件夾持機構密封，該試件夾持機構可拆卸，通過更換缺陷試件可以實現儲罐聲發射檢測重復、可控實驗。由此，可實現儲罐工作環境和聲發射信號的模擬，便于對儲罐各種聲發射信號特征進行觀察，滿足室內實驗教學需求和可控、可重復實驗要求，為儲罐聲發射檢測理論和方法研究提供實驗平臺。
以下附圖儀旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中圖I :為本發明儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置的結構示意圖。圖2A :為本發明中試件夾持機構的結構示意圖。圖2B :為本發明中試件夾持機構的剖視結構示意圖。圖3 :為本發明中打壓系統的結構示意圖。圖4A :為本發明中人孔蓋板夾持機構的結構示意圖。圖4B :為本發明中人孔蓋板夾持機構的局部剖視結構示意圖一。
圖4C :為本發明中人孔蓋板夾持機構的局部剖視結構示意圖二。圖4D :為本發明中人孔蓋板夾持機構的局部剖視結構示意圖三。
具體實施例方式為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照
本發明的具體實施方式
。如圖I所示，本發明提出一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置100，所述模擬實驗裝置100包括有罐體I,所述罐體I由罐壁構成的儲罐本體11，和固定設置在儲罐本體11上下端的罐頂12和罐底13組成；所述罐體I材料為普通碳鋼；所述儲罐本體11、罐頂12和罐底13由法蘭連接并設有密封圈，以方便室內組裝與拆卸；所述罐頂12上設有人孔，人孔由人孔蓋板夾持機構2密封；所述罐底13上開設有實驗孔，實驗孔由夾設有缺陷試件的試
件夾持機構3密封；所述罐底13上設有聲發射傳感器4 ;如圖2A、圖2B所示，所述試件夾持機構3包括有設置在罐體I內部且環設于實驗孔周圍的壓環31，壓環31下側設置環設于實驗孔的金屬密封墊圈32，所述缺陷試件33為圓形，缺陷試件33壓設在壓環31與金屬密封墊圈32之間，所述缺陷試件33由多個固定環設于實驗孔周圍并穿設所述壓環31的螺栓34固定密封于實驗孔；由于將含缺陷的加工試件夾持在該實驗孔位置，缺陷試件33產生的聲發射信號等同于該處儲罐罐體材料的聲發射信號，在打壓狀態下可獲得缺陷聲發射信號；在所述壓環31內側還設有一加厚環35，加厚環35焊接在實驗孔周圍，所述加厚環35由普通碳鋼制成；所述多個螺栓34可固定在加厚環35上；所述金屬密封墊圈32設置在壓環31與加厚環35之間；金屬密封墊圈32使用金屬材料利于聲發射信號的傳播；壓環31向下設置有階梯型環槽311，階梯型環槽311恰好蓋住缺陷試件33，在螺栓34預緊力下壓住金屬密封墊圈32實現密封；由于該試件夾持機構3可拆卸，通過更換缺陷試件33可以實現儲罐聲發射檢測重復、可控實驗；所述罐頂12上設有第一回流口 121 ;所述罐底13上設有第二回流口 131和進液口 132，一打壓系統5通過上述進液口和回流口連接于所述罐體I ;所述罐頂12上設有安全閥6。由上所述，本發明儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其罐體是由儲罐本體、罐頂和罐底通過法蘭連接構成，在罐體上設有實驗孔并由夾設有缺陷試件的試件夾持機構密封，該試件夾持機構可拆卸，通過更換缺陷試件可以實現儲罐聲發射檢測重復、可控實驗。由此，可實現儲罐工作環境和聲發射信號的模擬，便于對儲罐各種聲發射信號特征進行觀察，滿足室內實驗教學需求和可控、可重復實驗要求，為儲罐聲發射檢測理論和方法研究提供實驗平臺。進一步，在本實施方式中，所述儲罐本體11上也可設有另一實驗孔，該另一實驗孔由另一試件夾持機構密封；所述另一試件夾持機構與前述的試件夾持機構3的結構相同，在此不再贅述。當缺陷試件33設置在儲罐本體11 (即罐壁)上時，相應地，聲發射傳感器也設置在所述儲罐本體上。作為本實施方式的另一實施例，也可以同時在罐底13和儲罐本體11設置實驗孔，在兩個實驗孔上同時設置試件夾持機構3，并將聲發射傳感器4分別設置在罐底13和儲罐本體11上，在打壓狀態下，可分別獲得罐底和罐壁上的缺陷聲發射信號。如圖3所示，在本實施方式中，所述打壓系統5由儲液池51、抽水泵52、換熱器53、壓力表54和打壓泵55組成；所述第一回流口 121和第二回流口 131通過管路及相應閥門與儲液池51連通；抽水泵52進口通過相應管路及閥門與儲液池51連通；進液口 132由閥門連接于并聯設置的打壓泵55和換熱器53的一端，并聯設置的打壓泵55和換熱器53的另一端連接于抽水泵52出口 ；所述打壓泵55出口端設有壓力表54。打壓系統5與罐體I之間使用法蘭連接，由抽水泵52將儲液池51液體泵送到換熱器53加熱然后輸送至罐體I內，以模擬罐體內實際工況；當罐體I內液體到達預定位置后，關閉儲罐閥門，由打壓泵55進行打壓，根據壓力表54顯示控制儲罐內壓力水平，以獲得實驗中儲罐聲發射信號。罐頂12安裝安全閥6保護罐體1，防止超壓破裂，罐底13的進液口 132實現往罐內注液；往罐體I內注液過程中，罐頂12上第一回流口 121的閥門(圖中未示出)開啟時與大氣連通，保證往罐內注液時常壓,罐內的多余空氣被排除且注水過多時溢出罐體I自動流回儲液池51 ；注液完畢后，關閉第一回流口 121的閥門；由打壓泵55往罐體I內加壓，根據壓力表54顯示控制罐體I的壓力水平，在壓力作用下缺陷試件中預加工缺陷將進一步擴展，通過聲發射傳感器4即可采集罐體聲發射信號。進一步，如圖I、圖4A 圖4D所示，在本實施方式中，所述人孔蓋板夾持機構2包括有人孔蓋板21，該人孔蓋板21 —側樞接于罐頂12下表面，人孔蓋板21通過樞軸翻轉并由人孔下方封蓋于人孔；所述人孔蓋板21上表面且鄰近人孔內緣處，環設有多個凸輪預壓固定裝置22，所述凸輪預壓固定裝置22包括有固定設置于人孔蓋板21的拉桿221，拉桿221上端鉸接有把手222，把手222底部設有與把手222固定連接的凸輪223 ;在罐頂12的上表面且位于人孔周圍設有多個與凸輪預壓固定裝置22對應設置的活動支撐塊23 ;所述活動支撐塊23樞接于罐頂12的上表面并向人孔方向翻轉設置，活動支撐塊23前端沿徑向伸設于人孔內并位于把手的凸輪223下方。在本實施方式中，所述活動支撐塊23為一 L形構件，其直角處樞接于罐頂12的上表面。人孔蓋板21與罐頂12下表面之間設有密封環24。由上所述，人孔蓋板夾持機構2采用凸輪預壓固定形式；人孔蓋板21位于罐頂12的板體下側，人孔蓋板21與罐頂12之間設有密封環24，把手222與凸輪223焊接為一體，凸輪223中間開槽，把手222帶動凸輪223在豎直平面內轉動，在活動支撐塊23輔助下拉緊拉桿221，拉桿221拉動人孔蓋板21從而壓緊密封環24，實現了人孔蓋板21的密封。罐體I在打壓狀態下，由于人孔蓋板21位于罐頂12下側，人孔蓋板21和密封環24處于受壓狀態，仍可實現人孔蓋板21的密封。由于該人工蓋板夾持機構2開啟方式簡捷，便于實驗人員進入罐體I內安裝缺陷試件。本發明儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置與現有技術相比至少具有以下優點I、實驗裝置中的缺陷試件能夠根據研究目標進行更換，可以模擬罐底(罐壁)減薄、腐蝕穿孔、裂紋擴展等工況，實現不同缺陷類型的聲發射信號模擬的可控性。還可進行罐體同類缺陷聲發射檢測的重復實驗，克服了現有儲罐聲發射室內實驗經常更換儲罐以獲得聲發射信號的現象。2、實驗裝置夾持機構設計實用。人孔蓋板夾持機構設計開啟簡捷，便于實驗人員在更換缺陷試件時進入罐體；人孔蓋板設計在人孔下側保證了人孔蓋板、密封環與人孔在罐體打壓條件下一直處于受壓狀態，能更加有效實現密封。試件夾持機構設計在罐體內側，具有與人孔蓋板夾持機構相同的優點。
3、實驗裝置能進行可控打壓、可控加熱，較好模擬了現場儲罐實際工作狀態，且具有防爆裂功能，能有效實現液體回收。以上所述儀為本發明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。
權利要求
1.一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述模擬實驗裝置包括有罐體，所述罐體由罐壁構成的儲罐本體，和固定設置在儲罐本體上下端的罐頂和罐底組成；所述罐頂上設有人孔，人孔由人孔蓋板夾持機構密封；所述罐底上開設有實驗孔，實驗孔由夾設有缺陷試件的試件夾持機構密封；所述罐底上設有聲發射傳感器；所述試件夾持機構包括有設置在罐體內部且環設于實驗孔周圍的壓環，壓環下側設置環設于實驗孔的金屬密封墊圈，所述缺陷試件為圓形，缺陷試件壓設在壓環與金屬密封墊圈之間，所述缺陷試件由多個固定環設于實驗孔周圍并穿設所述壓環的螺栓固定密封于實驗孔；所述罐體上設有連接于打壓系統的進液口和回流口。
2.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于在所述壓環內側還設有一加厚環，所述金屬密封墊圈設置在壓環與加厚環之間；所述加厚環由普通碳鋼制成。
3.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述儲罐本體上設有另一實驗孔，該另一實驗孔由另一試件夾持機構密封；所述儲罐本體上設有聲發射傳感器。
4.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述儲罐本體、罐頂和罐底由法蘭連接。
5.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述罐體材料為普通碳鋼。
6.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述罐頂上設有安全閥。
7.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述罐頂上設有第一回流口 ；所述罐底上設有第二回流口和進液口。
8.如權利要求7所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述打壓系統由儲液池、抽水泵、換熱器、壓力表和打壓泵組成；所述第一回流口和第二回流口通過管路及相應閥門與儲液池連通；抽水泵進口通過相應管路及閥門與儲液池連通；進液口由閥門連接于并聯設置的打壓泵和換熱器的一端，并聯設置的打壓泵和換熱器的另一端連接于抽水泵出口 ；所述打壓泵出口端設有壓力表。
9.如權利要求I所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述人孔蓋板夾持機構包括有人孔蓋板，該人孔蓋板一側樞接于罐頂下表面，人孔蓋板通過樞軸翻轉并由人孔下方封蓋于人孔；所述人孔蓋板上表面且鄰近人了內緣處，環設有多個凸輪預壓固定裝置，所述凸輪預壓固定裝置包括有固定設置于人孔蓋板的拉桿，拉桿上端鉸接有把手，把手底部設有與把手固定連接的凸輪；在罐頂的上表面且位于人孔周圍設有多個與凸輪預壓固定裝置對應設置的活動支撐塊；所述活動支撐塊樞接于罐頂的上表面并向人孔方向翻轉設置，活動支撐塊前端沿徑向伸設于人孔內并位于把手的凸輪下方。
10.如權利要求9所述的儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，其特征在于所述活動支撐塊為一 L形構件,其直角處樞接于罐頂的上表面。
全文摘要
本發明為一種儲罐聲發射檢測模擬實驗裝置，該模擬實驗裝置包括有罐體，其罐體是由儲罐本體、罐頂和罐底通過法蘭連接構成；罐頂上設有人孔，人孔由人孔蓋板夾持機構密封；罐體上開設有實驗孔，實驗孔由夾設有缺陷試件的試件夾持機構密封；罐體上設有聲發射傳感器，以分別獲得罐底和罐壁上的缺陷聲發射信號；罐體上設有連接于打壓系統的進液口和回流口。該試件夾持機構可拆卸，通過更換缺陷試件可以實現儲罐聲發射檢測重復、可控實驗。由此，可實現儲罐工作環境和聲發射信號的模擬，便于對儲罐各種聲發射信號特征進行觀察，滿足室內實驗教學需求和可控、可重復實驗要求，為儲罐聲發射檢測理論和方法研究提供實驗平臺。
文檔編號G01N29/04GK102818847SQ201210265508
公開日2012年12月12日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者胡家順, 孫文勇, 牛蘊, 趙永濤, 羅方偉, 蔣宇, 梁爽 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團安全環保技術研究院