[发明专利]结合储罐储存介质的声激励储罐底板缺陷检测方法

说明书

本发明公开了一种结合储罐储存介质的声激励储罐底板缺陷检测方法，其创新在于：所述声激励储罐底板缺陷检测方法包括硬件设置、基础信号获取、基础信号处理和缺陷检测四个步骤；本发明的有益技术效果是：提出了一种储罐底板缺陷无损检测方法，该方法能够准确的检测出储罐底板上是否存在缺陷，以及缺陷的发展速度，该方法操作简单，无需排空储罐，硬件要求较低，不需要复杂的算法支持，特别适合在役储罐底板的缺陷检测。

技术领域

本发明涉及一种储罐底板缺陷无损检测技术，尤其涉及一种结合储罐储存介质的声激励储罐底板缺陷检测方法。

背景技术

储罐是石油、化工行业中重要的储存设备，根据储存介质不同，可分为原油储罐和液化天然气储罐；原油储罐和液化天然气储罐都是高危设备，当储罐出现结构缺陷时，有可能造成储存介质泄露，引起环境污染甚至是储罐爆炸，因此，保障储罐结构安全是储罐维护工作的重要的环节。

储罐底板是储罐的重要构件之一，目前，可对储罐底板实现无损检测的方法主要有三种，其一，采用探伤机器人对储罐底板进行扫描，其二，采用声发射技术对储罐底板进行无损检测，其三，采用超声导波技术对储罐底板进行无损检测；采用探伤机器人扫描方式进行检测，不受储罐大小限制，但须在检测过程中将储罐排空并对储罐底板进行清理(避免沉积物对扫描结果的影响)，检测操作耗时较长，操作过程较麻烦，成本较高；采用声发射技术进行检测，可以在不排空储罐的条件下，实现大面积检测，但是声发射技术只能检测到新出现的缺陷，对于检测前已存在的缺陷没有检测能力；与声发射技术相似的，超声导波技术同样可以在不排空储罐的条件下实现大尺寸的储罐底板检测，但是，储罐底板中复杂的结构会导致接收信号的复杂度较高，获取缺陷信息需要复杂算法的支持，技术门槛较高。

发明内容

针对背景技术中的问题，发明人进行了大量研究：

基于现有技术可知，超声波在介质中传播时，如果遇到障碍物，超声波中的一部分会被障碍物反射，另一部分被障碍物调制后会继续传播，障碍物对超声波的调制作用会体现为超声波频带宽度变化；储罐底板缺陷会造成结构形变，从而使得储罐底板上相应部位的介质均匀性发生变化，这就相当于障碍物，当超声波经过形变位置时，就会被调制，从而引起频带宽度变化，但是，在实际生产时，却无法直接通过检测超声波频带宽度变化来检测储罐底板缺陷，因为，储罐底板上是否存在缺陷事先不可知，再加上储罐内部存在其他结构体，我们不能确定造成超声波频带宽度变化的原因究竟为何，因此，仅凭超声波频带宽度变化，难以实现缺陷检测。

发明人在研究过程中想到，储罐底板发生缺陷时，储罐底板上侧面也会发生形变，当储罐内存储有液体介质时，靠近储罐底板上侧面的液体介质也会在形变区域附近发生不连续改变；为了深入研究介质交界面形变对两种介质的超声波传播特性的影响，发明人先对与储罐底板材质相同的固体介质进行了试验，试验时，在结构体上设置损伤部位，使结构体上表面的局部区域发生形变，然后在结构体侧面靠近结构体上表面的部位，以平行于结构体上表面的方向施加超声波激励并获取相应的检测信号，得到的接收波与发射波的频谱变化对比图如图1所示；然后，发明人又对液体介质进行了试验，试验时，在液体介质的下表面设置损伤(具体试验时，可采用金属容器，在金属容器中部底面上设置形变部位)，然后在容器侧壁上靠近液体介质下表面的部位，以平行于容器底面的方向施加超声波激励并获取相应的检测信号，得到的接收波与发射波的频谱变化对比图如图2所示；由图1、图2可见，两种介质中的损伤部位都对超声波起到了调制作用，使得超声波的频带宽度发生了较大变化。