Lng低温子母罐无损检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及密闭容器检测领域，具体而言，涉及一种LNG低温子母罐无损检测装 置及检测方法。
【背景技术】
[0002] LNG子母罐是指拥有多个（三个以上）子罐并联组成的内罐，以满足低温液体贮存 站大容量贮液的要求，多只子罐并列组装在一个大型外罐（即母罐）之中。子罐通常为立 式圆筒形，外罐为立式平底拱盖圆筒形。由于外罐形状尺寸过大等原因不耐外压而无法抽 真空，外罐为常压罐。
[0003] 对于这类体积庞大、结构复杂的设备，很难对缺陷准确判定，但是若不能及时发现 罐体上的缺陷、裂缝等，在使用时极易发生事故。现有技术中通常采用超声波检测对此类 使用304奥氏体不锈钢制成的罐体进行检测，但是这种检测方式存在以下弊端：首先超声 波在对304奥氏体不锈钢检测时，声波要衰减约30% ;并且超声波对晶粒粗大的材料受草 状杂波的影响，很难对缺陷准确判定，该容器子罐厚度为l〇_12mm，壁厚较小，采用超声波探 伤也会进一步降低检测灵敏度和可靠性。还有的检测方式是通过射线探伤，但是在使用过 程中，子罐无法打开，不能采用单壁透照，若采用双壁单投影方法焦距过大（子罐直径约为 3800mm)需采用较大能量的射线机，而为了满足抽检要求，需在狭窄的罐内高空作业，操作 十分困难。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种LNG低温子母罐无损检测装置及检测方法，旨在改善上述技术 问题。
[0005] 本发明是这样实现的：
[0006] -种LNG低温子母罐无损检测装置，包括：
[0007] 内窥镜，用于伸入子母罐内探测子母罐内壁的伤痕；
[0008] 红外检测装置，所述红外检测装置包括传感器、探测器、报警器和计算机，所述传 感器、所述报警器和所述探测器均与所述计算机电连接，所述传感器和探测器均设置在子 母罐的进口处；
[0009] 压力传感器，所述压力传感器设置在子母罐的壳体上，所述压力传感器与所述计 算机电连接。
[0010] 本技术方案提供的LNG低温子母罐无损检测装置在使用时，不需对子母罐进行分 拆，通过内窥镜探测罐体上较为明显的伤痕、裂缝等缺陷。红外检测装置时实时在线工作 的，可以实现24小时的检测，由于母罐内设置有多个子罐，将探测器设置在子母罐的进口 处，不论哪个子罐出现泄露现象，泄露的气体均会扩散至进口处被探测到。
[0011] 压力传感器是安装在子母罐的壳体上的，且每个子罐的壳体上均有安装，这样当 红外检测装置检测到有气体泄露时便可以判定有子罐出现泄露现象，此时可以继续使用压 力传感器探测各个子罐的压力状态，便可区分出是哪个子罐存在损伤或缺陷。
[0012] 利用上述LNG低温子母罐无损检测装置进行检测的方法，包括以下步骤：
[0013] (1)检查子母罐外壳是否存在损伤，使用内窥镜探测子母罐内壁是否存在损伤；
[0014] (2)向子母罐内通入可燃气体并密闭子母罐进口，探测器探测进口处的可燃气体 含量并将数据传输给传感器和计算机，计算机内设置有阈值，当可燃气体含量超过阈值时 间>5s，计算机控制报警器报警；
[0015] (3)继续向子母罐的内胆内充入可燃气体，压力传感器探测子母罐内压力并将数 据传递给计算机，计算机计算所测数据与理论值间的波动值，
[0016] 所述波动值根据以下方式计算：
[0017] 其中，为压力实测值，Q为可燃气体流量，V为内罐的体积，a为积分常数，t为时间， 且 t2_tl〈lmin ;
[0018] 所述计算机计算波动值的增长率，所述增长率按以下方式计算
[0019] 当η为正时，计算机控制所述报警器示警。
[0020] 整个探测步骤分为3步，即内窥镜探伤，红外探测装置探测是否有气体泄露，而压 力传感器通过升压实验检验容器的日静态蒸发率，并进而得到容器的状态、安全状况等信 息。
[0021] 步骤（2)中，探测器在一定时长内连续探测到有气体泄露时，便可判定有子罐出 现泄露，此时计算机控制报警器报警，控制人员即可采取紧急措施做好防护，时间的长短可 以根据需要自行设置。
[0022] 步骤⑶中进行密闭升压实验是一个时间较长的过程，在此过程中，整个测试均 可以由计算机操作控制，并实时计算实际压力值与理论值之间的波动，当此波动出现较大 偏差并且连续出现较大偏差时即可判定子罐出现异常并且可以精确的判定是哪个子罐出 现异常。密闭升压实验与红外探测装置可以相互互补的进行检测，红外检测装置可以实时 在线进行检测，在发现异常时进行密闭升压测试，提高检测精度，精确的确定子母罐缺陷源 头。
[0023] 还可以根据密闭升压实验得到的压力数据对子母罐进行安全分级，比如说，当压 力的探测值存在的波动但不大时，此时对于子母罐的使用并不会产生较大的危险，可以将 子母罐的安全等级评定为1~2级，若波动较大时，可以将安全等级评定为4~5级，在生 产过程中对于安全等级越高的子母罐要尤其提高检测密度，保证安全。
[0024] 需要说明的是，上述检验步骤并不代表实际过程中的操作顺序，本领域技术人员 可以根据实际的操作需要进行选择。
[0025] 进一步地，步骤（2)中，当可燃气体含量超过阈值时间>10s时，计算机控制报警器 报警。此阈值时间可以根据需要进行调整，5s、10s、lmin等均可。
[0026] 进一步地，步骤（3)中，继续充入可燃气体时，压力f的增长速率不超过0· 25MPa。 在密闭升压实验中，升压速率过快可能对子母罐的罐体造成损伤，通常夏季时，压力f的增 长速率不超过〇. 25MPa。
[0027] 在冬季时，进一步地，步骤（3)中，继续充入可燃气体时，压力f的增长速率不超过 0.2MPa〇
[0028] 进一步地，还包括对子母罐罐体进行红外热成像检测的步骤，所述红外热成像检 测步骤按以下方式进行：将红外热成像仪器的探测器电连接光敏元件，所述光敏元件电连 接所述计算机；
[0029] 红外热成像仪器的探测器将探测得到的子母罐红外热图像传递给计算机，当子母 罐的热分布场为不均匀状态时，计算机控制报警器报警。
[0030] 红外热成像可以对子母罐体上的温度分布进行探测，具有探测精度高、灵敏的特 点。子母罐的热分布场为不均匀状态可以通过红外热成像上的颜色区别进行判断，当计算 机显示出的子母罐的热分布场上颜色分别很大时，即可判定子母罐的热分布场为不均匀状 ??τ 〇
[0031] 进一步地，所述红外热成像仪器的探测器的探测灵敏度<0.8°C，探测灵敏度越 小，测试精度越高。
[0032] 进一步地，所述可燃气体为甲烷。
[0033] 由于本发明技术是运用于LNG低温子母罐上，因此红外热成像仪器的探测器的温 度检测上下限应适合子母罐的使用。进一步地，所述红外热成像仪器的探测器的温度检测 下限彡-40°C。
[0034] 进一步地，所述步骤（1)中，内窥镜从罐顶管座或子母罐上的检查孔伸入罐顶内 进行检测。
[0035] 本发明的有益效果是：本发明提供的LNG低温子母罐无损检测装置及检测方法通 过红外探测装置、内窥镜以及密闭升压实验可以精确的检测LNG低温子母罐的罐体安全情 况，在不开罐的情况下实现对子母罐的实时检测，检测灵敏度更高，同时检测过程中不需要 打开罐体且不会对子母罐罐体造成损伤。
【附图说明】
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。
[0037] 图1是本发明提供的LNG低温子母罐无损检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，显然，所描述的实施例是本 发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在 没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039] 实施例1
[0040] 本实施例提供了一种LNG低温子母罐无损检测装置，如图1所示，LNG低温子母罐 包括母罐和多个子罐，子罐竖向设置在母罐内，母罐与子罐之间设置有绝热材料，绝热材料 为珠光砂。
[0041] 无损检测装置包括内窥镜、红外检测装置和压力传感器，内窥镜用于伸入子母罐 内探测子母罐内壁的伤痕。所述红外检测装置包括传感器、探测器、