[發明專利]結合儲罐儲存介質的聲激勵儲罐底板缺陷檢測方法

有效

• 申請號: 201810756226.2
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109060957B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 楊進;樊恩東;孫臣臣
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 重慶乾乙律師事務所 50235
• 代理人: 侯春樂

本發明公開了一種結合儲罐儲存介質的聲激勵儲罐底板缺陷檢測方法，其創新在于：所述聲激勵儲罐底板缺陷檢測方法包括硬件設置、基礎信號獲取、基礎信號處理和缺陷檢測四個步驟；本發明的有益技術效果是：提出了一種儲罐底板缺陷無損檢測方法，該方法能夠準確的檢測出儲罐底板上是否存在缺陷，以及缺陷的發展速度，該方法操作簡單，無需排空儲罐，硬件要求較低，不需要復雜的算法支持，特別適合在役儲罐底板的缺陷檢測。

技術領域

本發明涉及一種儲罐底板缺陷無損檢測技術，尤其涉及一種結合儲罐儲存介質的聲激勵儲罐底板缺陷檢測方法。

背景技術

儲罐是石油、化工行業中重要的儲存設備，根據儲存介質不同，可分為原油儲罐和液化天然氣儲罐；原油儲罐和液化天然氣儲罐都是高危設備，當儲罐出現結構缺陷時，有可能造成儲存介質泄露，引起環境污染甚至是儲罐爆炸，因此，保障儲罐結構安全是儲罐維護工作的重要的環節。

儲罐底板是儲罐的重要構件之一，目前，可對儲罐底板實現無損檢測的方法主要有三種，其一，采用探傷機器人對儲罐底板進行掃描，其二，采用聲發射技術對儲罐底板進行無損檢測，其三，采用超聲導波技術對儲罐底板進行無損檢測；采用探傷機器人掃描方式進行檢測，不受儲罐大小限制，但須在檢測過程中將儲罐排空并對儲罐底板進行清理(避免沉積物對掃描結果的影響)，檢測操作耗時較長，操作過程較麻煩，成本較高；采用聲發射技術進行檢測，可以在不排空儲罐的條件下，實現大面積檢測，但是聲發射技術只能檢測到新出現的缺陷，對于檢測前已存在的缺陷沒有檢測能力；與聲發射技術相似的，超聲導波技術同樣可以在不排空儲罐的條件下實現大尺寸的儲罐底板檢測，但是，儲罐底板中復雜的結構會導致接收信號的復雜度較高，獲取缺陷信息需要復雜算法的支持，技術門檻較高。

發明內容

針對背景技術中的問題，發明人進行了大量研究：

基于現有技術可知，超聲波在介質中傳播時，如果遇到障礙物，超聲波中的一部分會被障礙物反射，另一部分被障礙物調制后會繼續傳播，障礙物對超聲波的調制作用會體現為超聲波頻帶寬度變化；儲罐底板缺陷會造成結構形變，從而使得儲罐底板上相應部位的介質均勻性發生變化，這就相當于障礙物，當超聲波經過形變位置時，就會被調制，從而引起頻帶寬度變化，但是，在實際生產時，卻無法直接通過檢測超聲波頻帶寬度變化來檢測儲罐底板缺陷，因為，儲罐底板上是否存在缺陷事先不可知，再加上儲罐內部存在其他結構體，我們不能確定造成超聲波頻帶寬度變化的原因究竟為何，因此，僅憑超聲波頻帶寬度變化，難以實現缺陷檢測。

發明人在研究過程中想到，儲罐底板發生缺陷時，儲罐底板上側面也會發生形變，當儲罐內存儲有液體介質時，靠近儲罐底板上側面的液體介質也會在形變區域附近發生不連續改變；為了深入研究介質交界面形變對兩種介質的超聲波傳播特性的影響，發明人先對與儲罐底板材質相同的固體介質進行了試驗，試驗時，在結構體上設置損傷部位，使結構體上表面的局部區域發生形變，然后在結構體側面靠近結構體上表面的部位，以平行于結構體上表面的方向施加超聲波激勵并獲取相應的檢測信號，得到的接收波與發射波的頻譜變化對比圖如圖1所示；然后，發明人又對液體介質進行了試驗，試驗時，在液體介質的下表面設置損傷(具體試驗時，可采用金屬容器，在金屬容器中部底面上設置形變部位)，然后在容器側壁上靠近液體介質下表面的部位，以平行于容器底面的方向施加超聲波激勵并獲取相應的檢測信號，得到的接收波與發射波的頻譜變化對比圖如圖2所示；由圖1、圖2可見，兩種介質中的損傷部位都對超聲波起到了調制作用，使得超聲波的頻帶寬度發生了較大變化。