[发明专利]大型储罐罐底腐蚀检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及腐蚀检测装置，特别是涉及一种基于声发射的大型储罐罐底腐蚀检测系统及其检测方法。 

背景技术

随着我国能源结构的变革和对能源需求的不断增加，石油、天然气在我国能源需求中的比例逐年加大。近年来不仅储罐数量激增，而且储油罐的设计及施工也朝着大型化的方向发展。目前，基地内单台储罐的容积一般都在5～15万立方米，10万立方米储罐已经成为我国石油化工行业原油储罐建设的主要结构。储罐大型化具有很多优点，但大型储罐容积大、分布集中，且多用来储存易燃、易爆、有毒介质，一旦发生泄漏或爆炸事故，往往会造成灾难性的后果及严重的环境污染，给社会带来巨大损失和危害。 

储罐事故主要是由罐底腐蚀和泄漏引起的，由于其破坏的严重性，世界各国均以法律的形式要求必须定期对储罐罐底的腐蚀及泄漏情况进行检测。在我国，按照国务院颁布的《危险品化学安全管理条例》的要求，必须对化学危险品储罐进行定期检验，但目前具体年限和检验规则还没有明确的要求；SY/T 592标准规定，新建储罐第一次检测修理期限不大于10年，以后的检验周期为5～7年。为保障储罐安全，目前已经开发出多种检测方法对储罐罐底进行检测，罐底超声波测厚技术、罐底涡流检测技术、漏磁检测技术和声发射检测。其中前三种检测技术均需要先清罐，然后工作人员进入到罐中进行检测，这样不仅成本高，而且对工作人员的身心健康都会造成不良影响。而声发射检测是一种在线检测方法，可以在不停产的情况下对储罐罐底进行评估，以延长“好罐”的检测周期，减少和避免因清罐造成的环境污染，使用户获得直接和潜在的经济效益，同时也可以及时发现和维修“坏罐”，避免其引发事故所造成的损失。在声发射检测过程中必须使用声发射仪，目前所使用的声发射仪进行罐底腐蚀检测的基本检测原理如图1所示，将多个声发射传感器2均匀分布于储罐1的罐壁外表面，声发射传感器2所接收的信号经前置放大器(图中为传感器内置前放)放大后再由导线3传输给声发射仪4。这种声发射仪的检测方法是一种集中采集方法，即一台声发射仪上有多个通道，所有声发射传感器都通过导线连接到各个通道。 

但是，这种声发射仪对于大型储罐的声发射检测来说有以下不足：1、有些导线长度需达上百米，而声发射信号是一种微弱信号，经过长距离传输后容易衰减，使信噪比降低；2、长距离的导线使信号在传输过程中被干扰的可能性加大；3、由于导线很长，其体积和质量都很大，在布置和回收传感器过程中给实施检测的工作人员造成不便。4、仪器需要采用电缆供电，在大型油库中，必须严格按照规定进行电缆的架设方可使用，降低了检测操作的效率，并需要投入一定的人力和物力。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种信号传输距离短、使用方便的大型储罐罐底腐蚀检测系统。 

本发明要解决的另一个目的在于提供一种采用电池供电、提高检测效率的大型储罐罐底腐蚀检测系统。 

另外，本发明还提供了一种使用本发明的声发射检测系统进行大型储罐罐底腐蚀的检测方法。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种大型储罐罐底腐蚀检测系统，其特征在于：包括多个声发射信号采集器和用于对多个声发射信号采集器进行时钟同步的母钟，每个声发射信号采集器有两个采集通道，分别连接一个声发射传感器，所述的声发射信号采集器包括连接声发射传感器并对声发射传感器接收的信号进行放大的放大器；连接放大器的带通滤波器；与带通滤波器的输出端连接的A/D转换器；用于控制A/D转换器的FPGA芯片；与FPGA芯片连接的EEPROM；与FPGA芯片连接、用于存储信号的缓存RAM和高速存储器；与FPGA芯片连接，用于与母钟连接的通讯接口；与FPGA芯片连接，为所述的声发射信号采集器提供时钟的温补晶振和与FPGA连接用于在存储数据时点亮的声发射信号接收指示灯。所述的通讯接口由时钟同步触发脉冲通道和数据通讯接口组成。 

所述的母钟包括主控制芯片、存储器、温补晶振、与PC机连接的接口、与声发射信号采集器连接的通讯接口以及电源。所述的电源为8V锂电池组，锂电池组的容量≥3Ah。 

所述的检测系统中，传感器的谐振频率为30kHz，灵敏度≥-70dB；带通滤波器的通带频率范围为20kHz至400kHz；所述声发射信号采集器和声发射传感器通过导线连接，导线为长1至2m的50欧姆同轴线缆。 

所述的声发射信号采集器的电源为12v锂电池，锂电池组的容量≥3Ah。一种用上述检测系统进行罐底腐蚀检测的方法，包括以下步骤：

1)用母钟对所有声发射信号采集器进行时钟同步和参数设置；