高清晰度储罐底板漏磁检测器的研制

　　1　引　言

　　储罐是油库、港口和石油化工企业存储液体原料和中间产品的重要设备。随着石化工业的快速发展以及国家战略原油储备体系的逐步建立,我国储罐数量和容量都在迅速增加。因此,加强对储罐的质量监测,提高检测效率和检测结果的可靠性,已成为确保储罐安全运行的基础条件。位于储罐最底层的罐底板,其上表面接触含水的存储介质,下表面则与罐基础接触,是储罐最容易发生腐蚀的区域[1]。

　　储罐一旦发生泄漏,往往会引起大火、爆炸和环境污染等灾难性事故,导致重大经济和财产损失。因此,对罐底板腐蚀状态实施检测是储罐定期检修的重要内容之一。为了实现对罐底板的快速普查并对其腐蚀缺陷做出定量评价,人们研究出了多种方法[2]。

　　其中,漏磁无损检测方法直接利用罐底板材料良好的导磁性能,具有原理简单、检测速度快、不受罐底板表面油污及其它非导磁覆盖物限制等优点,因此在罐底腐蚀缺陷检测方面表现出独特的优势。美国石油学会(API)颁布的《储罐检测、维修、更换和重建》标准API Std 65322001中规定,“内部开罐检验时,应采用漏磁技术对罐底板的腐蚀状态进行扫描检测”[3]。相比较而言,英国Silverwing公司开展储罐底板漏磁检测技术研究较早,其研制的FLOOR2MAP 2000型储罐底板检测仪已取得了较好的应用效果,在我国有一定的用户。但是,从实际应用情况看,其尚存在检测灵敏度与量化精度均不高、软件使用不方便、电机驱动轮易打滑等不足,因此,进一步研究储罐底板腐蚀检测技术,开发高效、实用的数字化无损检测装备,具有十分重要的现实意义。①

　　2　储罐底板漏磁检测技术的特点

　　磁化是漏磁检测的前提,如果磁化得不充分,缺陷引起的磁力线畸变,或无法在钢板表面形成可被检出的漏磁场,或形成的漏磁场很弱而易被噪声湮没[4]。因此,磁化合适与否是影响漏磁检测器性能的关键。一般来说,外加磁场越强,铁磁构件被磁化得越充分,缺陷处产生的漏磁场也就越大。所以,为了提高检测的灵敏度和可靠性,通常采用尽可能强的外加磁场来磁化储罐底板。但对储罐底板漏磁检测器而言,磁化场越强,所要求的永磁体体积就越大,这势必要求检测器的尺寸、重量增加,进而给检测器进出储罐带来困难。同时,外加磁场越强,所产生的磁吸附力也越大,这就要求检测器的驱动电机有更大的功率,而这又是不太现实的。因此对于尤其是较厚的储罐底板,一般都采用近饱和磁化的方法,以实现检测器尺寸、驱动电机功率、检测灵敏度及检测效率之间的优化配置。

　　然而,在采用近饱和磁化条件下,缺陷处的漏磁场往往不大,加之储罐底板表面不平顺、局部弯曲、表面涡流场等的影响,很容易导致所获得的缺陷检测信号的信噪比较低;而若漏磁检测探头的灵敏度也不高的话,那必然会影响最终缺陷量化评价的准确度。因此在检测器设计过程中,必须加强对其硬件部分的抗干扰设计,提高电磁兼容性,并根据噪声信号的特征对检测数据进行有效预处理,以削弱因近饱和磁化给检测带来的不利影响。