CN101806711A - 基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，有以下步骤：将带有声发射传感器的游弋传感节点放入储罐，让其游弋于罐内油品中；通过声发射传感器对罐内金属结构进行检测，并把检测到的声发射信号转换为数字信号；对上述数字信号进行分析处理判断是否为腐蚀信号，如果是，根据腐蚀信号确定腐蚀区域的位置，不是，返回步骤2；游弋传感节点主动游弋到腐蚀区域附近进行近距离检测；根据检测到的腐蚀声发射信号的强弱以及数量的多少来判断该腐蚀区域的腐蚀程度并记录；将腐蚀区域的位置及腐蚀程度信息传输到罐外的接收装置。本发明提高了检测结果的准确性和检测效率，可以有效防止储罐泄漏事故发生。本发明适用于各种类型的大型储罐罐内检测。

Description

基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法

技术领域

本发明涉及一种腐蚀检测方法。特别是涉及一种检测结果准确，灵敏度高，检测效率高的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法。

背景技术

目前，随着能源结构的变革和对能源需求的不断增加，原油和成品油的储备受到了世界各国的普遍关注，大型储罐数量激增。储罐大型化具有很多优点，是石化行业中油品储存的重要设施，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。

由于其腐蚀破坏的严重性，储罐内的腐蚀检测一直是世界各国的重点研究课题，因为既使是一个蚀点形成的穿透性孔眼，也可能导致储罐工作能力的丧失并引发不可预料的危险事故。长期以来，我国主要采取按固定检测周期定期开罐检查的方法来评价储罐的强度和安全性。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。传统的罐检测都是定期开罐检查，需要停工、倒罐、清罐后才能对储罐内板进行漏磁、涡流、超声等常规无损检测方法的检测，不仅检测费用高，而且倒罐清出的罐内残油如果直接排放也会对环境造成极大污染。

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内进行评估，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。

但是，这种大型储罐罐外声发射检测有以下缺点：1、罐内声发射信号通过在油品中传播，并经过罐壁最终被传感器接受，整个传播过程中声发射信号模态会发生变化，这对声发射定位评估产生不利影响；2、罐外环境比较复杂，噪声干扰很严重；3、罐外声发射检测技术无法直接评价罐内可疑腐蚀区域的腐蚀情况；4、在管壁外围布置传感器时，需要对罐壁的保护层、保温层以及防腐层进行一定程度的破坏；5、有些与传感器连接的导线长达上百米，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，并且在传输过程中被干扰的可能性加大；6、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；7、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

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有通用性强、使用方便、无线控制、检测准确的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，包括以下步骤：

1)将带有声发射传感器的游弋传感节点放入储罐，让其游弋于罐内油品中；

2)通过声发射传感器对罐内金属结构进行检测，并把检测到的声发射信号转换为数字信号；

3)对上述数字信号进行分析处理判断是否为腐蚀信号，如果是，根据腐蚀信号确定腐蚀区域的位置，不是，返回步骤2；

4)游弋传感节点主动游弋到腐蚀区域附近进行近距离检测；

5)根据检测到的腐蚀声发射信号的强弱以及数量的多少来判断该腐蚀区域的腐蚀程度并记录；

6)将腐蚀区域的位置及腐蚀程度信息传输到罐外的接收装置。

所述的步骤2的罐内金属结构包括罐内板、罐壁以及加热盘管装置。

所述的步骤3是通过游弋式传感节点内部中央处理器完成的，所述的中央处理器利用通用的数字滤波和模式识别技术对数字信号进行处理识别，判断是否为腐蚀信号并确定腐蚀区域的位置。

所述的步骤6是基于声通信原理将腐蚀区域的信息传输到罐外的接收装置。

本发明的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，能够在储罐内部进行检测，并可以主动游弋到罐内腐蚀区域附近进行近距离检测。由于采用罐内检测方式，不需要布置导线，不但可以避免声发射信号的衰减以及罐外噪声干扰，并且为现场操作人员带来了极大的方便。由于本发明的方法可以主动游弋到罐内腐蚀区域附近进行近距率检测，所采集到的声发射信号绝大部分为腐蚀信号，提高了检测结果的准确性和检测效率，可以有效防止储罐泄漏事故发生。本发明适用于各种类型的大型储罐罐内检测。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图；

图2是游弋式传感节点的结构示意图；

图3是基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法的流程图。

其中：

1：游弋式无线传感节点    2：水声换能器基阵

3：储罐                  4：中心控制站

5：声发射传感器          6：信号调理器

7：中央处理器            8：水声换能器

9：游弋驱动器

具体实施方式

下面结合附图的具体实施例对本发明的基于游弋式传感节点技术的大型储罐罐内腐蚀检测方法进行详细说明。

图1、图2是根据本发明的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法设计的一种检测装置。

如图1所示，使用本发明的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法进行检测的装置，是用于内部装有油品的储罐3，所述的储罐3内放置有若干个游弋式传感节点1。所述的储罐3的罐壁上设置有水声换能器基阵2，所述的水声换能器基阵2与中心控制站4连接。利用所述的水声换能器基阵2完成罐内与罐外之间的通信。

如图2所示，所述的游弋式无线传感节点1包括有声发射传感器5、信号调理器6、中央处理器7、水声换能器8和游弋驱动器9，其中，声发射传感器5通过信号调理器6与中央处理器7相连，游弋驱动器9与中央处理器7连接，水声换能器8与中央处理器7为双向连接，所述的水声换能器8与水声换能器基阵2相互通信。

上述设备全部有传输电缆连接。所述的信号传输电缆采用同轴电缆，因此具有良好的抗干扰性能。

如图3所示，本发明的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，包括以下步骤：

1)将带有声发射传感器的游弋传感节点放入储罐，让其游弋于罐内油品中；

声发射传感器可以选用具有防水功能的压电陶瓷传感器。游弋传感节点可以根据油品的密度自由调整自身比重，从而保证其可以在罐内油品中游弋。

2)通过声发射传感器对罐内金属结构进行检测，并把检测到的声发射信号转换为数字信号；

罐内金属结构主要包括罐底板、罐壁以及加热盘管等附件结构。声发射信号通过油品介质向四周传播，并被声发射传感器检测到。由于声发射传感器是在罐内检测罐内腐蚀，可以避免来自罐外的大量噪声干扰，有效地提高了检测的准确性。

3)通过游弋式节传感节点内部的中央处理器利用通用的数字滤波和模式识别技术对上述数字信号进行分析处理识别判断是否为腐蚀信号，如果是，根据腐蚀信号确定腐蚀区域的位置，不是，返回步骤2；

分析处理过程包括将数字信号放大并进行数字滤波，并提取处理后信号的特征值参数，根据其特征值参数判断是否为腐蚀。游弋传感节点内中央处理器根据检测到的腐蚀信号利用时间差法来确定腐蚀区域的位置。

4)游弋传感节点主动游弋到腐蚀区域附近进行近距离检测；

在确定腐蚀区域具体位置后游弋传感节点主动游弋到腐蚀区域附近，对该区域产生的声发射信号进行近距离检测。近距离检测的优点在于可以最大程度的检测到来自腐蚀区域的声信号，并且可以避免声信号在远距离传播过程中的衰减以及来自罐内的噪声干扰。

5)根据检测到的腐蚀声发射信号的强弱以及数量的多少来判断该腐蚀区域的腐蚀程度并记录；

腐蚀程度主要是指腐蚀区域的大小及腐蚀阶段。腐蚀信号的强弱是指其幅值的大小。根据腐蚀信号的强弱和数量的多少可以判断出腐蚀程度。

6)基于声通信原理将腐蚀区域的位置及腐蚀程度信息传输到罐外的接收装置。

在游弋传感节点完成对罐内金属结构的检测后，基于声通信原理利用水声换能器将其记录的腐蚀区域的位置及腐蚀程度信息传输到罐外接收装置，即中心控制站，并最终显示输出给操作人员。

Claims (4)

1.一种基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将带有声发射传感器的游弋传感节点放入储罐，让其游弋于罐内油品中；

2)通过声发射传感器对罐内金属结构进行检测，并把检测到的声发射信号转换为数字信号；

3)对上述数字信号进行分析处理判断是否为腐蚀信号，如果是，根据腐蚀信号确定腐蚀区域的位置，不是，返回步骤2；

4)游弋传感节点主动游弋到腐蚀区域附近进行近距离检测；

5)根据检测到的腐蚀声发射信号的强弱以及数量的多少来判断该腐蚀区域的腐蚀程度并记录；

6)将腐蚀区域的位置及腐蚀程度信息传输到罐外的接收装置。

2.根据权利要求1所述的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，其特征在于，所述的步骤2的罐内金属结构包括罐内板、罐壁以及加热盘管装置。

3.根据权利要求1所述的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，其特征在于，所述的步骤3是通过游弋式传感节点内部中央处理器完成的，所述的中央处理器利用通用的数字滤波和模式识别技术对数字信号进行处理识别，判断是否为腐蚀信号并确定腐蚀区域的位置。

4.根据权利要求1所述的基于游弋式传感节点技术的储罐罐内腐蚀检测方法，其特征在于，所述的步骤6是基于声通信原理将腐蚀区域的信息传输到罐外的接收装置。

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