采用超声导波的储罐罐顶腐蚀深度检测方法

刘文才，樊建春，杨 进

（1.中国石油大学（北京），北京102249；2.中国石油天然气股份有限公司安全环保技术研究院，北京102200；3.重庆大学 光电工程学院 光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400044）

1 引 言

大型石油储罐作为保障我国油气资源的重大基础性关键装备，一旦发生腐蚀，不仅使储罐结构强度降低，严重情况下还会引发火灾爆炸事故［1-4］。目前对储罐的完整性检测评估主要是针对罐底、罐壁等部位，对储罐罐顶的检测还没有受到足够的重视，由于大气和氧浓差化学作用不可避免的引起罐顶腐蚀，当腐蚀严重并引起介质泄漏时将导致火灾爆炸等事故。虽然目前对板状结构的腐蚀检测有漏磁检测、声发射检测、射线检测、超声测厚等技术［5-7］以及基于深度学习进行图像后处理显示定位技术［8］，但罐顶高空作业和危险品区域检测的条件限制了这类离线、局部腐蚀缺陷检测技术的应用。与传统无损检测方法相比，超声导波的应力分布在板结构的整个厚度上，具有传播距离远、衰减较小、无辐射且受环境影响因素小等优点［9-10］，被认为是最具潜力的结构健康监测技术之一，能对储罐的健康状态做出判断，减少危险事故发生。

国内外学者采用导波技术对板结构的腐蚀缺陷检测做了大量的研究。智达［11］等人对锥形剖面腐蚀缺陷板中S0波进行数值仿真分析，得到不同深度、剖面倾角及直径对导波信号的影响。张瑾超［12］等人，利用有限元数值模拟分析了激发效率与信号频率的关系以及激发出的导波场分布特征，比较了损伤对SH 0波和S0波的反射系数，评估SH波检测腐蚀损伤的可行性。……