中国石化管道储运有限公司宁波输油处册子岛油库 浙江宁波 315202
摘要：在石油化工行业，储罐是储备原料油、成品油、液体化工原料及其产品的专用设备。由于各种大型储罐的制造和检验一直未纳入国家强制管理的范畴，相关的标准和规范也比较少。为确保储罐安全运行，进行有效的罐体评价，掌握其运行参数，变过去的不足维护、过剩维护为科学的视情维护，以延长金属储罐的使用寿命。为此，根据漏磁检测原理，专门为地上立式圆筒形钢制储罐的钢板腐蚀检测而研制的LCTS-1储罐漏磁探伤仪。目前储罐的钢板厚度均在5～12mm范围内，若采用LCTS-1储罐漏磁探伤仪检测储罐钢板后，再用测厚仪对该检测区域精确测厚，这样就可以确保罐体钢板检测率超过99%，有效地提高了检测精度和检测效率。
关键词：漏磁技术；储罐钢板；腐蚀检测；应用
1、前言
常压储罐一般具有体积大、多个储罐集中于同一罐区、储存介质易燃易爆、有毒等特点，其泄漏甚至燃烧或爆炸将会威胁人身安全并引起财产的巨大损失，也会对环境造成严重污染。因此，开展在用常压储罐的检测与评定，及时了解储罐的结构完整性及运行状况，对保证其安全使用具有重大的意义。
2、底板漏磁检测技术分析
当铁磁性板材被外加磁化装置磁化后，在板材内可产生感应磁场。若板材上存在腐蚀或机械损伤等体积性缺陷，则磁力线会泄漏到板材外部，从而在其表面形成漏磁场。如在磁化装置中部放置一个磁场探头(通常采用霍尔元件或线圈等磁场传感器)，则可探测到该漏磁场。由于漏磁场强度与缺陷深度和大小有关，因此可以通过对漏磁场信号的分析来获得板材上产生体积性缺陷的情况。
对储罐底板进行的漏磁检测是采用磁化装置(永久磁铁或电磁铁)与阵列磁场探头一体化的设备通过扫描来进行的。磁化装置将储罐底板被检测部位磁化，使之达到磁饱和或近磁饱和的水平，磁场传感器将底板上由缺陷产生的漏磁信号转换为电信号，然后通过放大、滤波和信号处理。对于储罐底板壁厚减薄缺陷，可给出缺陷深度的当量;对于裂纹性质的缺陷，可以通过漏磁信号的波形来进行分析。
漏磁检测法与磁粉法一样，都是利用了铁磁性构件缺陷的漏磁现象来进行检测，只是其漏磁场的拾取工作是由磁敏感元件来进行的。漏磁检测方法速度很快，检测灵敏度也很高，可以对检测结果定量化，不受储罐底板表面粗糙度的影响。更重要的是，它能够检测内部的缺陷，因此很适合储罐底板的检测。当然，漏磁检测方法也有其局限性，只能适用于铁磁性构件的检测。
根据科研成果，中国特种设备检测研究院组织编写了JB/T10764 2007 无损检测 常压金属储罐底板声发射检测及其评价 标准，可作为常压储罐的漏磁检测依据。常压储罐的中幅板和边缘板绝大部分区域都可以采用自动化程度高的自动漏磁车进行扫查，检测效率高，劳动强度低，仪器采集的信号平稳，探头移动速度和提离值的变化影响小。但是对于储罐的边角部位，漏磁车无法接近，通常使用手持式边角漏磁扫查器进行补充检测。由于储罐的底板焊接通常采用搭接方式，漏磁车和手持式边角扫查器都无法进行检测，因此对于底板的搭接焊缝以及底板与壁板连接的角焊缝，一般需要用常规无损检测方法，如磁粉或渗透的方法进行补充检测。也可以采用表面点式探头等其它电磁方法进行检测。
3、漏磁技术在储罐钢板腐蚀检测中的应用
31 LCTS-1储罐漏磁探伤仪的构成及工作流程
（1）技术性能
LCTS-1储罐漏磁探伤仪重75kg，其主要技术参数见表1。
表1 LCTS-1储罐漏磁探伤仪的主要技术参数
（2）结构
LCTS-1储罐漏磁探伤仪是基于漏磁的检测原理，专门为地上立式圆筒形钢制储罐的钢板板面腐蚀检测而设计，主要由机壳、把手、磁钢、探头、运动轮、线路、电源、电脑等组成。
机壳：由铝合金材料制成，用于保护内部设备，释放静电。
把手：利于拖动检测小车在钢板上移动。
磁钢：强磁性材料，磁钢与待测钢板的间距必须保持在5cm之内，利用磁钢将下部钢板磁化，若磁力线聚集于钢板内，则表明被测钢板无缺陷，若磁力线漏出缺陷表面，则表明被测钢板有缺陷。
探头：位于仪器下部，紧贴于钢板，检测从缺陷处泄漏出的磁信号。
运动轮：用于保持磁钢与钢板的间距一致，
减少运行阻力。
线路：主要用于传输信号、数据等。
电源：采用高能电池或使用外接电源，针对不同情况采取相应的供电方式，如检测部分使用小型密封免维护蓄电池，无需外接电源。仪器内最高电压仅为12V，保证了罐内操作的安全。
电脑：处理数据，显示检测曲线。
（3）工作流程
LCTS-1储罐漏磁探伤仪主要是依靠底部安装的磁钢使被测钢板处于满磁场中，将被测钢板励磁，再通过该仪器底部装的10个紧密排列的漏磁传感器(简称探头)，探测到微小的漏磁。并将信号放大传输到电脑处理系统，及时显示出直观的测量曲线图，直接判读数据。
此外，由于实际钢板缺陷的形状是千变万化的，不同形状缺陷的漏磁场分布也不相同，加之由漏磁检测器采集回来的数据不仅与缺陷有关，而且与罐体的材质、钢板的残余应力、励磁装置与钢板间距、传感器的位置、罐体钢板平整度、建罐施工质量等测量因素有关，这些因素的变化也会改变漏磁信号的形状和大小，更加大了鉴别钢板缺陷的难度，所以还需借助经验判读，并且必须用超声波测厚仪对异常处进行认真验证，对上表面较深点腐蚀，无法用测厚仪测厚的，还须用微米规或深度计来测量腐蚀厚度。因此，应尽量减少测量因素的影响，以便能够确定钢板缺陷的准确位置、形状及尺寸。
3.2LCTS-1储罐漏磁探伤仪检测曲线的应用分析
根据LCTS-1储罐漏磁探伤仪显示的无缺陷曲线波形(见图1(a))、凹陷曲线波形(见图1(b))和平面隆起曲线波形(见图1(c))即可判断出被测钢板是否存在缺陷，当出现波峰时，探头的位置就是缺陷所处位置。由于波形波幅大小与缺陷大小成正比关系，所以还可定性地判断出缺陷的严重程度。根据LCTS-1储罐漏磁探伤仪4号探头显示的钢板缺陷曲线，可直接找到钢板腐蚀缺陷所处的位置。即在波形图上发现4号探头出现了波峰最高值，所以断定此处有缺陷。通过对3～5号探头所处位置超声波测厚，就可确定该点腐蚀缺陷的准确位置、范围、剩余厚度等，整个波形图简洁明了，易于判读。
图1，检测曲线波形示意图,
运用金属储罐漏磁检测技术，对克拉玛依总站油库、701站油库、百口泉油库、王家沟油库、石西联合站、彩南联合站等近20座大型储油罐进行检测，检测出了许多储油罐存在着随时渗漏的危险。针对这种情况，各站对检测出的缺陷及时采取了更换、补板等维修措施。彩南联合站对检测出的缺陷钢板(300×300mm)还进行了现场切下验证，实测结果与实际情况完全吻合，表明了该检测技术具有良好的准确性和可靠性。在运行周期内，经检测评价完好的罐和检测之后进行维修的罐均未出现问题，确保了储罐的安全使用。
4、结语
漏磁检测技术的发展，形成了储罐底板全厚度内的腐蚀、穿孔等缺陷检测能力，尤其能检测储罐底板下表面腐蚀状态。可确定腐蚀的具体位置和程度，排除了人为因素，降低劳动强度，提高检测效率，可以很好地指导罐底板的返修工作，减小储罐底板返修的盲目性。但其检测灵敏度、检测能力等方面仍有待进一步提高。
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论文作者:敖镇海
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/3
标签：储罐论文; 钢板论文; 缺陷论文; 底板论文; 磁场论文; 波形论文; 磁钢论文; 《防护工程》2017年第22期论文;