[发明专利]一种基于电磁层析成像的储罐底板腐蚀检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于电磁层析成像的储罐底板腐蚀检测装置，包括平面阵列电磁层析成像传感器支架、电磁线圈模块、通道切换模块、功率放大模块、信号发生模块、信号调理模块、数据采集模块、FPGA和上位机。检测方法如下：由上位机控制通道切换模块依次选通激励线圈，产生激励信号，其它线圈作为检测线圈，完成测量信号的采集和调理，经FPGA传输至上位机，在上位机上进行数据解调，利用图像重建算法重建出底板腐蚀缺陷的二维分布图像，直观显示底板腐蚀缺陷的个数、位置等信息，及时定位缺陷。本发明利用电磁层析成像技术对储罐底板表面及浅表面的腐蚀缺陷进行成像和定位，实现对储罐底板的非接触、非侵入检测，结构简单，成本低廉，使用方便。

技术领域：

本发明涉及储罐底板腐蚀检测领域，具体涉及一种基于电磁层析成像的储罐底板腐蚀检测装置及方法。

背景技术：

大型储罐广泛应用于工业生产和国家石油战略储备领域，是储装原油、中间油、成品油、石化产品和石化原料的重要容器。随着我国石化工业的快速发展以及石油储备量的扩增，对大型储罐的需求也越来越大。储罐是由铁磁性材料的钢板组装加工而成，经年累月的使用会在储罐底板产生腐蚀、老化等缺陷，甚至导致原油等的泄漏，由于储罐具有容积大、分布集中且储存易燃、易爆、有毒介质等特点，一旦发生泄漏，极有可能造成连锁灾害，造成重大损失。因此，为确保储罐安全稳定的运行，对储罐底板进行严格的定期缺陷检测就显得尤为重要，对我国石油战略储备和国民经济发展具有重要意义。

目前，储罐底板腐蚀检测的方法主要分为两大类：离线检测和在线检测。离线检测采用定期检测方式，即当储罐的运行时间达到安全检测周期时，需要停产，并对储罐进行清罐、除垢、除锈，甚至开罐等操作，然后采用无损检测的方法，对储罐底板进行全方位扫描检测。常用的无损检测方法主要有超声探伤、涡流检测、漏磁检测、磁粉检测、机器视觉等。在线检测技术主要包括声发射技术、机器人在线检测技术和超声导波检测技术等，可以实现在不开罐的情况下对储罐底板进行检测。

但是，超声探伤需要耦合剂，并且需要与被测对象密贴，探测速度慢，无法很好的对储罐底板表面及浅表面的缺陷进行有效的检测；涡流探伤具有非接触和探测速度快的检测优势，由于趋肤效应的存在，涡流探伤只适用于储罐底板表面以及浅表面缺陷的检测；漏磁场探伤需要强激励源磁化，速度慢；磁粉探伤需要强磁场或大电流使储罐底板磁化，探测完成需要退磁处理，探测速度慢，并且磁粉探伤机体积大，搬运不便；机器视觉对被测对象表面情况要求较高，可以探测出底板表面的微小裂纹，但不能对底板浅表及以下的缺陷进行有效检测；声发射技术可以实现在线实时监测，但是它易受外界噪声信号的干扰，并且属于定性检测，实际使用中需要与常规无损检测方法相结合；电磁超声导波检测具有非接触检测、无需预处理试件表面、探头形式多样等优势，但是其换能效率较低、对外界噪声敏感、易受提离距离影响，适合表面缺陷检测；机器人在线检测技术是机器人和传统无损检测技术相结合的产物，实现自动式作业，根据环境需要，选择合适的传感器，其自动化程度高、检测效率高，但是其对罐内介质和结构有要求，并且其内部有电路系统，风险较大。

电磁层析成像技术(electromagnetic tomography，EMT)是一种新颖的电层析成像技术，它基于电磁感应原理，可以用来研究材料的电磁特性，对其分布成像。由于其本身的非接触、非侵入、无辐射、低成本、体积小、成像速度快等优点，并且具有对导电和导磁材料同时敏感的测量优势，特别适合于复杂工业现场的长期监测，是一种具有极大发展潜力和广泛应用前景的无损检测技术。

为了克服其它检测技术的缺点，本发明将电磁层析成像技术应用于大型储罐底板腐蚀缺陷检测中，EMT可以应用在大型储罐出厂交付前裂纹缺陷检测、定期开罐时的腐蚀缺陷检测以及与定性的在线检测技术相结合实现腐蚀缺陷的快速定位，将来也可以配合机器人技术实现对在役储罐的在线腐蚀缺陷检测，帮助企业及时掌握储罐底板的健康状况，消除安全隐患，降低损失，具有很好的发展前景。

发明内容：