前言

1.漏磁检测原理

储罐底板多由铁磁性材料构成，对储罐底板进行磁化，当缺陷存在于被磁化的储罐底板中时，会在底板表面产生漏磁场，检测设备中的磁敏元件接受到漏磁场电变化的电压和电流，通过漏磁设备的计算就会显示出缺陷的大小和位置。被磁化后的铁磁性材料，如果材料中存在结构不连续或者缺陷，因为储罐底板材料的磁导率大于空气的磁导率，则磁感应线优先通过磁导率高的底板，这就迫使一部分磁感应线从缺陷周围绕过。但是，底板材料通过磁感应线数目是有限制的，通过材料之间的磁感应线互相排斥，因此，一部分磁感应线从缺陷中穿过，一部分磁感应线从材料表面溢出进入空气中躲过缺陷又回到底板，形成了漏磁场。

2.声发射检测原理 

利用增高液位方法使储罐内介质受到载荷发生变化时，在压力的作用下材料中的活性缺陷会产生瞬态弹性波，在材料中传播到底板表面，造成底板表面轻微的机械振动，通过声发射探头对振动等信息进行采集。通过数模转换，把表面的振动信号转变成电信号，最终经过前放、过滤等处理，会得到材料中声发射源的特征信号，通过分析信号特征对罐底是否存在泄漏及腐蚀做出判断。并根据声发射事件的密集程度和时差定位系统对腐蚀区域进行定位及严重性评价。根据评价结果可以将底板声发射源分为5种状态，见表1。

表1 声发射腐蚀缺陷评定结果 

3.漏磁与声发射组合检测技术

常压储罐的定期检验是按照一定周期对储罐进行较全面的检测，综合运用各种检测技术对储罐安全状况进行评价，定期检验可根据实际情况采用在线检验或开罐检验方法。针对常压储罐，声发射可提供整体或范围内的快速检测。由于没有复杂的扫查操作，只需要在储罐四周布置好足够数量的传感器，经过一次试验过程，就可以确定缺陷的部位。

在线对储罐的底板腐蚀情况进行排序和分级，起到了一个初步筛查的作用。但声发射检测目前只能给出声发射源的部位、活性和强度，不能给出声发射源内缺陷的性质和大小。

漏磁检测技术能有效减少人为因素的干扰，具有可靠性高、高度自动化等优点，可通过计算机软件自动进行缺陷定位及定量，而且能够自动识别是上表面还是下表面缺陷，经过计算处理得到的缺陷信号显示与实际缺陷在外观、形状方面具有很好的对应效果，检测结果直观可靠。

二、声发射与漏磁组合检测的案例分析

对广州某油库10台1000立方成品油储罐进行在线底板腐蚀检测，该储罐均为拱顶储罐，介质为柴油，已投用20年。检测仪器采用美国PACSAMOS多通道声发射检测仪。根据储罐的周长来确定传感器的数量，1000立方储罐周长近40米，推荐探头间距不超过13米，因此一圈放置4个主传感器，探头位置距离罐底板0.3米处。在主传感器9#、10#、11#、12#各自对应的上方布置数量相同的护卫传感器，护卫传感器13#、14#、15#、16#用来屏蔽来自罐顶及罐体上方的信号。传感器布置图如图一所示。

图1 声发射传感器布置图

检测开始前24小时将罐内介质液位加至检测高度，并保持静止。同时提前关闭物料进出口阀门及超声波液位计开关。控制现场环境噪声，避免其他施工作业影响检测结果。检测开始前，采用断铅试验进行测试，测试无异常后开始检测。同理，其他9台储罐采取相同条件下进行声发射信号采集。本次检测执行标准参考JB/T10764-2007 [4] ，对该油库10台油品进行在线声发射检测，最终结果如下：3台评为Ⅱ级，存在轻微局部腐蚀迹象，建议3年后开罐检修；6台评为Ⅲ级，存在明显局部腐蚀迹象，建议2年后开罐检修；1台评为Ⅳ级，存在较严重腐蚀迹象，建议1年内考虑检修，声发射检测定位源分布图如图2显示。 

图2 声发射定位源分布图

使用单位依据声发射检测结果，随即安排对评为Ⅳ级的储罐进行开罐漏磁检验。漏磁检测仪器采用英国银翼公司FLOORMAP VS2i对储罐底板进行全面腐蚀扫描，发现声发射定位源处存在严重腐蚀减薄。腐蚀定位1和2处，在储罐外边缘板上表面发现腐蚀；腐蚀定位3处附近底板下表面金属腐蚀量高达60%，原底板壁厚6mm，现壁厚不足3mm，腐蚀情况如下图3所示。

图3 底板下表面腐蚀图

三、腐蚀机理分析

罐底板的腐蚀状况因装载的原料不同而不同，归纳起来主要分为2类：内腐蚀和外腐蚀。内腐蚀主要因素有沉积水腐蚀、硫化物腐蚀、细菌微生物腐蚀。沉积水腐蚀：主要由于成品油中含有水分，在罐底板形成电化学腐蚀，腐蚀产物为氢氧化铁；硫化物腐蚀：原油中含硫量较高，易发生低温下的硫化氢腐蚀；细菌微生物腐蚀：厌氧环境下，为硫酸盐还原菌提供了生存环境，使沉积水对罐底板的腐蚀性加大。 

外腐蚀的主要原因有储罐底板外表面下方通常铺有砂层与沥青，不与土壤直接接触，由于储罐常年使用和外界温度的变化，砂层与沥青层在压力和热胀冷缩的作用下出现细小的裂缝，含盐分的地下水在毛细作用下渗透到储罐底板外表面而发生电化学反应，对底板造成腐蚀甚至穿孔。另外，长期使用过程中，在储罐内介质重力作用下，储罐基础边缘板微微翘起，容易使得雨水进入基础边缘板与基础的缝隙当中，造成腐蚀。