儲(chǔ)罐是存儲(chǔ)原油或其他石油產(chǎn)品的大型容器。儲(chǔ)罐的優(yōu)點(diǎn)有節(jié)省資金、操作簡(jiǎn)便、易于管理、占地面積少等，但是一旦儲(chǔ)罐出現(xiàn)了安全隱患，就會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生，損害了人民的生命健康。因此加強(qiáng)儲(chǔ)罐的安全檢查和監(jiān)測(cè)非常有必要。

統(tǒng)計(jì)資料顯示，在役儲(chǔ)罐的罐底板是腐蝕最為嚴(yán)重的區(qū)域，是儲(chǔ)罐事故的首要原因，因此，加強(qiáng)儲(chǔ)罐底板腐蝕檢測(cè)是提高儲(chǔ)罐安全性的重要手段。

儲(chǔ)罐底板檢測(cè)可分為開罐檢測(cè)和在線檢測(cè)。開罐檢測(cè)需要停產(chǎn)、清罐，由檢測(cè)人員安全進(jìn)入罐中進(jìn)行檢測(cè)，檢查時(shí)通常采用常規(guī)無損檢測(cè)方法。

開罐檢測(cè)工期長(zhǎng)、成本高，影響生產(chǎn)，因此，合理確定儲(chǔ)罐的檢修周期非常重要，過長(zhǎng)和過短的檢修周期都是不合理的。周期過長(zhǎng)，儲(chǔ)罐因得不到及時(shí)檢修而處于高風(fēng)險(xiǎn)之中；而檢修周期過短，會(huì)造成不必要的檢修損失，增加生產(chǎn)成本。而由于生產(chǎn)原因，儲(chǔ)罐的檢修周期又往往得不到保證，導(dǎo)致儲(chǔ)罐隱患不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

儲(chǔ)罐在線檢測(cè)可以在不開罐、不停產(chǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐底板的安全評(píng)估，作為罐底板腐蝕狀況普查和初篩的方法，具有一定的預(yù)測(cè)性。通過在線檢測(cè)定性評(píng)估罐底板結(jié)構(gòu)進(jìn)行完整性分類，列出維修計(jì)劃，使企業(yè)可以合理調(diào)配有限的維修資源，延長(zhǎng)“好罐”的檢測(cè)周期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修“壞罐”，減少和避免因泄漏造成的環(huán)境污染，降低運(yùn)維成本，避免誘發(fā)事故造成的損失。

目前，國(guó)際上罐底板腐蝕狀況在線檢測(cè)技術(shù)主要有聲發(fā)射、導(dǎo)波以及機(jī)器人三種技術(shù)。

在線檢測(cè)技術(shù)

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聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)

材料中局域源快速釋放能量產(chǎn)生瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象稱為聲發(fā)射，有時(shí)也稱應(yīng)力波發(fā)射。

罐底板存在腐蝕缺陷時(shí)，強(qiáng)度降低，在液位壓力作用下產(chǎn)生局部微小變形，導(dǎo)致腐蝕產(chǎn)物的剝離和脫落，產(chǎn)生聲發(fā)射信號(hào)。發(fā)生泄漏時(shí)，介質(zhì)流動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的聲發(fā)射信號(hào)。聲發(fā)射在線檢測(cè)儀通過安裝在罐外壁下部的傳感器陣列來接收底板由于腐蝕和泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，通過分析信號(hào)對(duì)罐底結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕狀況評(píng)價(jià)。

檢測(cè)原理如圖1所示，聲發(fā)射傳感器等距離耦合在儲(chǔ)罐罐壁周圍，被動(dòng)接收因罐底板腐蝕、泄漏產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)。通過傳感器接收到的聲發(fā)射信號(hào)的時(shí)間間隔來定位聲源，通過分析處理采集到的聲發(fā)射信號(hào)來確定罐底板的腐蝕狀況，對(duì)罐底板的完整性及安全性進(jìn)行評(píng)估。

圖1 聲發(fā)射檢測(cè)原理示意圖

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超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)

超聲導(dǎo)波是沿著結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度傳播并被結(jié)構(gòu)幾何邊界導(dǎo)向約束的彈性波，常用于板中缺陷檢測(cè)和結(jié)構(gòu)狀態(tài)評(píng)估。在厚度與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)陌宀闹袀鞑サ牟ǎQ為板波（又稱平板導(dǎo)波），它主要采用Lamb波進(jìn)行檢測(cè)，具有傳播距離遠(yuǎn)、快速便捷、檢測(cè)精度不受罐內(nèi)介質(zhì)影響等特點(diǎn)，適合于罐底板和壁板的在線檢測(cè)。

罐底板超聲導(dǎo)波檢測(cè)的原理如圖2所示，安裝在罐底外露邊緣板上的探頭激發(fā)Lamb波，并接收底板缺陷返回的反射波，通過分析處理反射波獲得罐底板的腐蝕狀況。沿罐底邊緣板一周改變探頭的位置，逐點(diǎn)檢測(cè)，獲取多個(gè)方向的檢測(cè)數(shù)據(jù)，最后通過計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理，得到整個(gè)罐底板的缺陷分布圖像，從而對(duì)罐底板的腐蝕狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。目前，超聲導(dǎo)波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用還很少。

圖2 罐底板超聲導(dǎo)波檢測(cè)原理示意圖

3

機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)

機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)集成了現(xiàn)代控制理論、防爆隔離技術(shù)、可視化技術(shù)、罐底板檢測(cè)的超聲技術(shù)、漏磁技術(shù)等多種技術(shù)手段，可視為傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)的自動(dòng)化作業(yè)，可根據(jù)不同的檢測(cè)項(xiàng)目配置不同的檢測(cè)單元，對(duì)罐底、內(nèi)部罐壁或其他部位進(jìn)行檢測(cè)，是其他檢測(cè)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的。

罐底板機(jī)器人在線檢測(cè)的原理如圖3所示，將機(jī)器人通過罐頂人孔放到罐內(nèi)，由罐外機(jī)器人控制車進(jìn)行操作，通過遙控方式進(jìn)行罐底板檢測(cè)，目前機(jī)器人還是采用臍帶繩與控制車實(shí)現(xiàn)通訊。

圖3 機(jī)器人在線檢測(cè)原理示意圖

國(guó)外已經(jīng)推出數(shù)個(gè)型號(hào)的機(jī)器人產(chǎn)品用于儲(chǔ)罐的在線檢測(cè)，節(jié)省開罐、清罐所耗費(fèi)的成本，檢測(cè)效率高，經(jīng)濟(jì)效益明顯。但也存在以下不足：對(duì)罐內(nèi)介質(zhì)有要求，不適合檢測(cè)淤積層較厚的原油儲(chǔ)罐；對(duì)罐內(nèi)結(jié)構(gòu)有要求，內(nèi)浮頂類型儲(chǔ)罐投放機(jī)器人比較困難，內(nèi)部有加熱盤管的儲(chǔ)罐，為避免臍帶纏繞盤管，檢測(cè)范圍大為受限；機(jī)器人內(nèi)部的電路系統(tǒng)，用于原油、成品油儲(chǔ)罐檢測(cè)，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。罐底板機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)在國(guó)外多家知名石化公司得到驗(yàn)證并成功應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)尚無該技術(shù)的應(yīng)用先例。

在線檢測(cè)技術(shù)不需要開罐，檢測(cè)效率高，成本低，可對(duì)罐底板腐蝕狀況進(jìn)行普查和初篩，為儲(chǔ)罐合理安排開罐檢修周期提供科學(xué)依據(jù)，在我國(guó)大型儲(chǔ)罐日益增多、管理任務(wù)日趨繁重的情況下，在線檢測(cè)技術(shù)在提高儲(chǔ)罐安全管理、保證儲(chǔ)罐安全運(yùn)行方面必將發(fā)揮重要作用，隨著在線檢測(cè)技術(shù)的日益成熟，也將得到更廣泛的推廣應(yīng)用。