点。利用超声检测法可以对材料厚度钢材的淬硬层深度晶粒度等物理属性进行检测。但常规的超声检测利用压电晶片振动产生超声波，通过耦合剂将超声波导入被测件内部，因而对被测件的表面粗糙度，形对焊缝的检测仍然存在困难，但储罐底板的大部分面积为钢板，焊缝区域所占面积较小，实际检测中可以辅助以其他检测手段实现对焊缝的检测。而漏磁检测方法作为大范围的扫查方法仍然具有重要的应用价值，但基于漏磁检测法的不开罐检测设备仍然存在空白。因此，本课题致力于将漏磁检测与机器人作业技术相结合，开发种应用于在油储罐检测的漏磁检测系统，以满足石化行业需求，填补行业空白。第二章储罐底板漏磁检测器总体设计.引言由钢板构成的大型储罐可以利用漏磁检测法进行检测。漏磁检测法的信号强度受探头形式，提离距离影响较大。为了得到较好的信噪比，本文利用模块化思想对检测器的机械结构进行了总体设计，使漏磁检测器的磁化器提离距离可变，以更好的适应于不同板厚的储罐的在油检测需求。最后对检测系统的电机控制以及检测软件平台的设计进行了介绍，使检测系统具有自动化快速检测的能力。.漏磁检测器总体机械结构漏磁检测需要对被测构件进行充分磁化以使铁磁性构件达到磁化饱和，以削弱铁磁性构件内部应力自身剩磁等因素对构件缺陷处漏磁场强度的影响。当磁化器励磁元件磁场强度不变时，磁化器对构件的磁化能力受磁化器与构件之间的提离距离影响，提离距离越大，磁化效果越弱，反之则磁化效果越强。为了使被测构件能产生足够强度的漏磁场，应尽量减小磁化器与被测构件之间的距离。而在实际的检测中，过强的磁化会使空气中的背景磁场强度增加，影响检测元件对于漏磁场的辨识能力。此外，实际的储罐表面不仅有平面的钢板，还有凸起的焊缝，由于漏磁检测往往采用强磁元件作为励磁构件，当励磁构件与焊缝直接接触时，过大的磁吸附力容易导致检测器的载荷高于电机所能提供的动力，造成机构卡死，因此，在保证足够的磁化能力的基础之上，又必另方面，从世纪年代开始，国外先后开发了多种类型的储罐底板在油内检测系统。目前，国际上储罐底板腐蚀在油内检测系统产品主要有可潜入式的系统，储罐在线检测，成像与腐蚀检测系统，储罐罐底与罐壁在线检测等，如图.所示。这些检测系统均采用压电陶瓷超声波检测的技术，导航定位系统主要运用声学定位系统，根据报道，仅和系统开展了成熟的工程检测应用。我国在这方面的研究和开发还为空白。图.国外储罐底板在油检测系统储罐在线检测系统是美国马里兰州罗莱尔的服务公司推出的，遵循美国石油协会以及其它立式储罐定期检测的标准，是国际上最为成熟的储罐罐底板在线检测产品。截止年月，全球已有台储罐采用机器人进行了在线检测。此系统采用超声检测采集罐底板厚度数据，通过软件进行分析评估，并利用压力传感器测试底板沉降。如图所示，它主要由导航传输器声纳灯光和摄像头超声探头阵列压力传感器刷子和吸尘系统等部分构成。其中，专利声学系统导航传感器在储罐底部运动，并记录运动路线，同时在运动过程中需做到不撞到罐壁和描述超声测厚数据两个要求旋转的声纳用于识别储罐内的障碍物管道支撑柱，和导航系统并用，描述出罐底的地图。上述检测系统均采用超声检测法作为检测手段，虽然具有灵敏度高，扫描速度快的优点，但超声检测法检测范围小，对于大型钢制立式储罐的底板检测效率不高。而漏磁检测法可以对较大区域实现实时扫查，检测效率高，虽然漏磁检测法漏磁检测法利用的是铁磁性材料被磁化后，磁场因材料分布不均匀而出现局部强度变化的现象，通过霍尔元件或者线圈获取磁场的强度信息，从而推断缺陷位置。基本原理如图.所示，在钢板上布置有对极性相反的永久磁铁，通过衔铁构成回路加强磁化强度，当两永久磁铁间的钢板上存在缺陷裂纹或者腐蚀坑洞时，部分磁场从缺陷处“泄漏”出来，使得空气中的磁场强度增强，当检测元件检测到这种磁场增强时，便可以推断此处可能存在缺陷。图.漏磁检测原理图对于储罐检测而言，常见的缺陷形式为腐蚀点坑和裂纹，采用常规的超声波检测法灵敏度不高。同时，常规超声探头布置时需要对被测构件表面进行打磨处理以方便耦合超声波，对于构件本身有定的损伤，而漏磁检测法可以直接用于表面有漆层覆盖的铁磁性构件，且从构件外部即可测出内部存在的缺陷，并通过漏磁信号对缺陷的大小和深度做出评估。漏磁检测法在工程实际中已经有相当的实验与应用，但对于储罐检测中位于焊缝处的缺陷检出率不高。原因在于焊缝表面般比较粗糙，磁场分布不均匀，会在检测信号中引入难以滤除的噪声，且焊缝的凸起导致漏磁探头的提离值增大,使得检测灵敏度降低。尽管存在定的局限性，漏磁检测法的检测速度快，对表面无需处理的特点使得携带漏磁检测装置的爬行器可以实现储罐内除焊缝外的钢板的大面积区域的快速自动扫查，对设备的整体安全性进行无损评价有重大意义,仍然具有较好的应用前景。各种常见储罐检测方法比较见表.。表.检测方法比较通过对比可以发现上述检测方法各有优缺，针对现代大型储罐在油检测的需求，智能化在线化检测是个必然的趋势。磁粉以及渗透法不适于在承载流性介质的环境中使用，且不易实现智能化。第章绪论.课题概述课题来源本课题来源于老师给的毕业设计课题。课题的提出大型储罐是广泛应用于石油石化行业的重要存储设备，通常用于存储石油产品。由于制造水平，施工工艺，使用管理等多方面因素，储罐物料泄漏问题时有发生。据美国石油协会提供的数据，美国有的炼油厂存在因为储罐泄漏而引起的地下水污染问题。的市场销售终端和的管道上也同样存在泄漏。而在我国，在用储罐的检验率很低，许多储罐从投入运行后未实施过有效的检验，导致泄漏事故不能及时发现解决，不仅浪费物料，而且危害环境安全。在大型常压储罐检测方面，由于缺少有效不开罐在油快速检测技术和仪器，我国对大型储罐的检验主要采用停产倒空清罐割板检查修理和重新投运的传统方式，这种检验方式耗时长，工作量大，劳动强度高，而且经济成本高，以台万立方米的储罐为例，每次检验周期为两个月以上，清罐与维修的直接费用在万元以上，停产造成的间接损失更大。大量的储罐用户为了节约成本和不影响生产，采用随机抽检的方式检测储罐，这种抽检方式往往造成两方面的弊端，方面被抽检的储罐无危及安全的缺陷或隐患时会就造成不必要的检验以及停产损失，另方面，大量的储罐又因未抽及检测而不能按期进行检验。部分储罐已连续使用年之久，致使储罐泄漏等安全事故时有发生，损失惨重，既破坏环境，又威胁人民生命财产的安全。具体到我国的多项重大工程，如国家原油战略储备库千万吨炼油百万吨乙烯工程等，均拥有数量众多的储罐从原油储备角度出发，迫切需要种无需清罐的检测器，以此提高储罐的利用率从石化工艺流程角度出发，迫切需要种可实现不开罐进行快速安全检测的技术和仪器，既能确保储罐的安全运行，又能提高储罐的运营周期。课题的目的和意义本课题的目的是通过对储罐的磁性检测方法进行研究，设计储罐底板漏磁检测器，研制能在不开罐情况下在储罐底板爬行并对储罐的重点检测区域进行漏磁检测的系统，实现储罐的在线无损检测。.大型储罐检测国内外研究现状储罐是广泛应用于石油石化行业的关键承压设备，其安全状况直接关系到所存储物料的存储安全和生产安全。因此，对储罐的安全状况进行检测对保证安全生产，提高经济效益具有重要意义。年月美国石油学会首次出版了标准，该标准为了保证储罐不会发生泄漏性损害，提出了系列的检测要求。这些检测要求的检测对象包含储罐基础壁板底板结构罐顶附件以及管嘴等。国内也相应发布了立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程和立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程。目前对储罐的常规检测方法主要有超声检测法磁粉检测法声发射检测法射线检测法和渗透检测法等。近年来，声发射和漏磁扫查技术也开始在储罐检测中得到了应用。下面对这些方法进行些简短的介绍。超声检测法超声检测是利用超声波在介质内传播时能量逐渐衰减，而在遇到界面时会反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。由于超声波波长小，传播速度快，因此超声检测法具有检测灵敏度高指向性好检测速度快的优点。利用超声检测法可以对材料厚度钢材的淬硬层深度晶粒度等物理属性进行检测。但常规的超声检测利用压电晶片振动产生超声波，通过耦合剂将超声波导入被测件内部，因而对被测件的表面粗糙度，形状，缺陷的形式难以检测与波传播方向平行延伸的缺陷都有定的要求。近年来，为了克服上述技术缺陷，出现了些新型的超声方法，如电磁超声，激光超声等，通过改变超声波的激励方式避免对耦合剂的依赖，减弱对被测件表面粗糙度的要求。磁粉检测法磁粉检测法是利用被磁化的铁磁性材料在存在裂纹或气孔等缺陷时表面磁场表现出不均匀性而吸附磁粉的现象来判别缺陷位置的种无损检测方法。磁粉检测法对铁磁性材料的表面缺陷有很高的检测灵敏度，检测准确可靠性好检测结果直观，是较为常用的且经济方便的无损检测方法之。在现行的储罐检测中，该方法常用来检测储罐壁板，但由于检测时需要搭设脚手架，通过人工打磨的方式去除储罐壁板的防腐层，检测时间长，劳动强度大，且对壁板的减薄会削弱储罐强度。射线检测法射线检测法利用等射线可穿透物体，且在穿透过程中会因材质的不同而呈现不同的衰减的特性获取物体内部信息。当物体中存在缺陷时，缺陷区域的透射射线就会与旁边的透射射线强度不同，利用胶片或者成像器件获取透射射线，形成影像，通过对影像的识别与处理判断被测件内部是否有缺陷。射线检测的精度受探伤仪的聚焦方式影响较大，对被测件表面质量操作人员的经验水平也有定的要求。此外，射线对于人体健康也有定的危害，操作过程中需要有安全防护。