一种罐顶缺陷检测的方法、系统及设备与流程

本发明涉及能源储存，特别涉及一种罐顶缺陷检测的方法、系统及设备。

背景技术：

1、能源是现代经济发展的重要支柱，也是国家经济发展的重要战略物资。国家能源统计局2021年信息显示，2021年我国能源生产原油日均产量为54.65万吨，比2020年日均产量增长2.5％；同时，尽管国际原油价格不断上涨，从2021年1月的55美元/桶涨至2021年12月的85美元/桶，我国原油进口量仍旧保持在月均4246.4万吨，进口总量达到5.0957亿吨。为了降低我国原油对外依存度高所带来的风险，同时满足国内石油需求，保障国家能源安全，国家正在逐步健全石油储备体系，而储罐成为保障我国油气资源及化工物料储备的重大基础性关键装备，用于收集、储备石油并保证后续供给输油量的稳定。我国石油储备基地(库)多为单罐容量10×104m3的外浮顶罐，其中最大浮顶储罐已达20×104m3；常见的拱顶油罐容积从100m3、1000m3，到50000m3、100000m3不等。

2、由于储罐的体积大，导致维修费用高，一般情况下，对大型储罐进行常规无损检测方法，都需要在停产条件下对储罐进行除垢、除锈等操作，有时甚至要开罐检测。这些检测方法需停产检测，并且检测周期长，检测成本高，劳动强度大，同时罐顶板的结构特点，施工难度较大，并且传感器在罐顶板的布置有较大的限制，常规的无损检测是不可能进行的，以上问题要求对石油储罐顶板进行健康结构监测时，需要一种能够适用于储罐顶板的大面积缺陷检测系统，能够减少检测周期、检测成本，并且传感器易于布置。

3、现有的储罐腐蚀缺陷检测仪器主要包括使用漏磁检测技术实现的floormap系列机器人、基于声发射技术的disp声发射测试系统、基于超声波检测技术研发的scorpiondcp检测系统及依赖机械装置实现罐体爬壁超声测厚机器人dema系列机器人等。floormap系列机器人针对不同检测环境利用电磁检测技术，能够实现检出20％罐底板厚度腐蚀量的缺陷，实现腐蚀缺陷精确定位及定量评估，通过生成的检测报告显示储罐底板整体的缺陷分布，并区分腐蚀缺陷位于近表面还是下表面。scorpion dcp检测系统和dema系列机器人均是通过具有磁性的机械链带，实现在被检试件上自由移动并实现远距离信号传输，结合超声测厚技术实现一定范围内的缺陷扫查，检测过程中不需要对防腐层进行打磨且无需耦合剂，调整检测步径可获得相应检测精度的检测结果。

技术实现思路

1、本发明人发现，由于储罐罐顶检测的特殊性，现有检测方法检测过程中操作复杂，且检测过程中成本较高。

2、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种罐顶缺陷检测的方法、系统及设备。

3、第一方面，本发明实施例提供一种罐顶缺陷检测系统，其特征在于，包括：上位机、信号激励仪、至少一个激励传感器带、至少一个接收传感器带及信号采集仪；

4、所述上位机用于发送检测指令信号和接收指令信号，并且接收所述信号采集仪发送的第二电信号，根据所述第二电信号进行罐顶缺陷分析；

5、所述信号激励仪与所述上位机相连，用于根据所述上位机发送的检测指令信号，生成并输出相应的第一电信号；

6、所述激励传感器带与所述信号激励仪相连，用于设置于罐顶上，以接收所述第一电信号，并将所述第一电信号转化为声信号并在所述罐顶上传播；

7、所述接收传感器带，用于设置于罐顶上，以采集罐顶的声信号，并将采集的声信号转换为第二电信号；

8、所述信号采集仪与所述接收传感器带及所述上位机相连，用于根据所述上位机发送的接收指令信号将所述接收传感器带的所述第二电信号传输给所述上位机。

9、在一些可选的实施例中，所述罐顶缺陷检测系统还包括：通信中继器；

10、所述通信中继器与所述上位机、信号激励仪及信号采集仪相连，以进行所述上位机与信号激励仪及所述信号采集仪与上位机之间的信号传输。

11、在一些可选的实施例中，所述通信中继器与所述上位机通过有线网络连接，所述通信中继器与所述信号激励仪及信号采集仪之间通过无线网络连接。

12、在一些可选的实施例中，所述激励传感器带包括：激励基底带及至少一个激励传感器组；

13、所述激励基底带为带状结构，且所述激励基底带上有至少一个镂空结构以放置所述激励传感器组。

14、在一些可选的实施例中，所述接收传感器带包括：接收基底带及至少一个接收传感器组；

15、所述接收基底带为带状结构，且所述接收基底带上有至少一个镂空结构以放置所述接收传感器组。

16、在一些可选的实施例中，所述激励传感器组底端水平位置与所述激励基底带底端平行；所述接收传感器组底端水平位置与所述接收基底带底端平行。

17、在一些可选的实施例中，所述接收传感器组为单组双元传感器，所述单组双元传感器为包含有两个压电陶瓷片及一个控制开关的传感器。

18、在一些可选的实施例中，所述激励传感器带的激励基底带和接收传感器带的接收基底带为柔性材料。

19、第二方面，本发明实施例提供一种利用上述罐顶缺陷检测系统进行罐顶缺陷检测的方法，其步骤如下：

20、将罐顶划分为至少一个检测区域，在所述检测区域布置至少一个激励传感器带与至少一个接收传感器带；

21、激励信号仪根据所述上位机发送的检测指令信号生成并输出相应的第一电信号；

22、激励传感器带接收所述第一电信号并将第一电信号转化为声信号在罐顶进行传播；

23、接收传感器带收集罐顶的声信号，并将采集的声信号转换为第二电信号；

24、信号采集仪根据所述上位机发送的接收指令信号收集所述第二电信号并传输给所述上位机，在所述上位机中进行罐顶缺陷分析。

25、在一些可选的实施例中，所述在罐顶检测区域内布置至少一个激励传感器带与至少一个接收传感器带，包括:

26、从罐顶边缘向罐顶中心沿半径方向，铺设至少一个激励传感器带与至少一个接收传感器带；

27、所述激励传感器带与接收传感器带在同一检测区域内间隔布置，且互相之间平行或呈预设的夹角。

28、第三方面，本发明实施例还提供一种导波激励采集一体化设备，所述导波激励采集一体化设备用于分别与所述上位机、激励传感器带及接收传感器带相连；

29、所述导波激励采集一体化设备用于接收所述上位机的检测指令信号，生成并输出相应的第一电信号，将所述第一信号传输给所述激励传感器带，并接收接收传感器带输出的第二电信号，最后将所述第二电信号传输给所述上位机。

30、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

31、本发明实施例提供的罐顶缺陷检测方法和系统中，信号激励仪根据上位机发送的检测指令信号输出相应的第一电信号，第一电信号通过连接导线传输给激励传感器带，激励传感器带将第一电信号转化为声信号并在罐顶进行传播，该声信号被接收传感器带接收并转换为第二电信号，信号采集仪根据上位机的接收指令信号收集第二电信号并传输给上位机，在上位机中进行罐顶缺陷分析。本发明实施例的缺陷检测方法操作简单，只需在罐顶布置激励传感器带及接收传感器带，无需分多次对多个传感器进行布置，进而缩短了罐顶缺陷检测的时间，节约了检测的成本。

32、与传统的罐顶检测方法相比，该实施例的激励传感器带及接收传感器带为柔性结构，在激励传感器带及接收传感器带的布置过程中能对罐顶不平整的表面结构具有较强的贴合能力，从而使通过激励传感器带转换的声信号能更好的在罐顶上进行传播，同时各传感器组与其基底带直接固定连接，保证了各传感器组之间的相对位置，确保罐顶信号准确的传递与收集，增加了罐顶缺陷分析的精准性。

33、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

34、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。