摘要：在石油、化工、交通运输等诸多行业中，常压储罐被广泛使用。在现场运行条件下，储罐受环境中温度、土壤以及储存介质等诸多因素影响，不可避免的会出现腐蚀现象。一旦腐蚀过重，就会引起储存介质的泄漏，可能会进一步引发安全问题。因此，本文以储油罐为切入点，对腐蚀检测方法进行了归纳整理，并对下步发展趋势提出了指导性意见。

关键词：储罐；腐蚀检测；下步趋势

中图分类号：TE988

0 前言

石油及各种提炼产生的石油化工材料需要储油罐来进行储存。因此在石油行业中，储罐不仅是一种十分重要的储存设备，更是石油化工行业储存资源及产品的重要基础设施。随着全球工业的迅速发展，石油作为发展的战略资源，更是成为了抢手货和命脉，间接促进了石油化工行业的发展[1]。因此，作为储存和中转设施，储油罐被大量生产和应用。在石油、化工、交通运输等诸多行业中，储罐的存储介质也不尽相同。受在不同使用条件及不同的储存的介质影响，外加环境因素的作用，在储罐的使用过程中，不可避免的会产生腐蚀的现象，如何高效、准确的对腐蚀程度进行评价成为了储罐行业的重点工作。

数十年以来，我国经济保持增长状态，对于室友的需求量已经呈现出供不应求的状态。石油有着“工业血液”的美誉，在经济发展及工业建设中扮演着十分重要的角色。而同时，我国的石油消耗增长速度也在不断增加。近几年，我国的年均石油消耗总量已成为世界第二，仅次于美国[2]。2019年年底，石油与天然气双双刺穿安全红线，严重依赖国外进口。面对严峻的能源安全形势和巨大的能源需求缺口，国家对储油罐的发展也给予了大力的支持，不论是规模还是数量都在快速增长。储油罐产业的迅猛发展，犹如一把锋利的双刃剑，既闪耀着巨大的经济效益之光，也暗藏着安全风险的阴影。一方面，它为国家的能源储备和经济发展注入了强劲动力；另一方面，随着产业的快速扩张，安全形势也愈发严峻，如同悬在头顶的达摩克利斯之剑。据统计，在过去的十年里，我国储油罐领域发生了数十起触目惊心的泄漏、爆炸等重大事故，每一次都造成了不可估量的损失。这些事故不仅威胁着人们的生命安全，也对环境造成了严重破坏，警钟长鸣，提醒我们必须高度重视储油罐的安全管理。因此，预防储油罐泄漏、爆炸等重大事故，已成为当务之急。我们必须加强安全监管，提升检测技术，确保储油罐的安全运行，让这把双刃剑只发挥其积极的一面，为国家的繁荣和发展保驾护航，给国家经济造成了大量的损失。因此，手中掌握可靠、高效的腐蚀检测技术，外加严明制度的加持，可以有效的缓解安全形势[3-5]。本文对常用的检测技术进行了归纳整理，在检测领域形成了理论储备，对于各行各业从自身需求出发，选择合适的检测技术具有重大指导意义。

1 储罐腐蚀原因

1.1 内腐蚀

在使用储油罐存储石油及相关化工产品时，在使用的过程中，各部件不可避免的会出现不同程度的腐蚀问题。剖析其原因，各腐蚀原因也不完全相同。其中，储油罐罐壁上端由于没有太多的接触油品，腐蚀的概率相对较大，属于电化学腐蚀类别。储油罐罐壁中间的腐蚀概率也很高，主要是因为油罐中油品运输容积变化比较频繁，油中含有少量硫化氢，使电化学腐蚀程度更强，硫酸在与其他物质发生反应后产生氧化作用，储油罐底的表面层和输送管道下端是最会腐蚀性的部分，这主要是由于这一区域存在污水富集层位，加速了腐蚀，导致出现电化学腐蚀[6]。

1.2 外腐蚀

由于储油罐罐体暴露在室外，极易与空气中的氧化还原物质长期接触后引发化学反应，会对外部产生一定的腐蚀。通过对当前储油罐外部腐蚀现象的分析与评估发现，钢材是制造储油罐罐体的主要材质。因此，储罐建造的时候，必须有针对罐体表面的防腐工艺，以此来增加使用寿命。最常见的防腐手段一般为加涂防腐层。防腐层失效之后，罐体就会出现开裂或扭曲现象，最终导致在空气环境中，钢材结构被暴露后引发化学反应，不同程度的反应带来的腐蚀程度也不同。除此以外，长期与环境接触，防腐层总会有脱落的时候，在脱落过程中，还可能因为涂层与钢结构的粘附力导致钢结构发生腐蚀。因此，在储油罐罐体和输油管管道外部腐蚀过程中，通常是由于钢材结构与蒸汽直接接触，发生相应的电化学腐蚀现象，最终生锈[7，8]。

2 储油罐腐蚀检测技术研究

传统无损检测技术，如声发射、漏磁、红外成像和涡流检测，虽应用广泛，但检测工序繁琐，周期较长。为此，科研人员巧妙融合高科技，提出了罐底检测机器人的创新设想。这一方法利用机器人替代人工，高效进行腐蚀检测。这种方式不需要停产，即进行停工和清罐。在保持较高效率的同时，基本解决了检测人员检测期可能出现受伤害的安全隐患。该技术主要采用超声波检测方式进行检测[9]。

2.1 超声波检测技术

超声波在材料中进行传播时，在表面会发生反射、透射等不同现象，与遇到的介质有关系。对这个现象进行深刻剖析，并与特定的计算方法进行结合，可以确定被测物体的厚度。厚度与超声波在介质中的传播时间有关。通过厚度的大小可以判断腐蚀情况的轻重。该方法优势较多，诸如高灵敏度、能检测较大深度的物体等等，因此在国内得到了广泛应用。已有专家采用超声波检测技术对储油罐底板腐蚀进行了在线实验，结果表明，该技术能有效探测罐底钢板的缺陷，并能根据缺陷回波信号准确判断缺陷的大小、位置等信息[10]。

2.2 涡流检测技术

涡流检测技术依赖于多个线圈的协同工作，其中包括激励线圈、检测线圈以及接收线圈。激励线圈负责向检测线圈发送涡流信号，这一过程是通过激励电流来实现的。检测线圈作为检测的核心部件，在接收到信号后，利用集肤效应在被测金属物体的近表面产生涡流场。由于不规则或不均匀的物体表面会导致涡流场的强度分布不同，因此这项技术能够有效地检测出储油罐表面的缺陷。在国内，谭小川成功研发了一套全面的涡流检测系统，该系统融合了涡流检测技术、相控阵技术以及磁饱和技术。而种玉宝则基于加拿大Russell NDE公司开发的Ferroscope308远场涡流检测系统，实现了对储罐底板腐蚀的快速检测。[11]。

2.3 漏磁检测技术

漏磁检测技术基于磁场漏失原理，通过精确检测磁场的变化来准确识别缺陷。该技术离不开永磁铁的支持，利用其令检测对象发生磁化现象，若检测对象出现破损，无论是表面还是近表面，都会有漏磁场形成，从而对破损的程度及方位进行判断。漏磁检测技术优势较为明显，尤其是在检测效率和灵敏度这两个指标。除此之外，对内部缺陷的检测精确度不亚于外部缺陷。因此，对储罐底板进行缺陷检测的时候，优先考虑该技术。在国内，孙贵舟成功研发了一台便携式储罐底板腐蚀漏磁检测仪，该仪器基于漏磁检测技术，有效解决了检测过程中直线行走、转向等技术难题。该设备在中国石化镇海炼化进行了现场应用试验，取得了良好的检测效果。此外，张重阳等人利用小波分析在时域和频域上的独特特性，深入研究了漏磁信号的奇异点定位方法以及奇异性程度的计算方法，为漏磁检测技术的进一步发展和应用提供了有力支持[12]。

2.4 声发射技术

声发射技术依据缺陷在释放能量时伴随产生的声音信号特性，通过在被测位置布置换能器来接收这些声音信号。随后，将接收到的信号与标准数据库中的数据进行比对，若存在显著差异，即可判断该位置存在缺陷。在国内，邱枫提出了储罐声发射衰减特性模拟与底板腐蚀声发射源识别技术。这一技术通过在储罐内部介质、罐外壁及罐底附近分别布置传感器，共同发射声波信号对储罐底板进行全面探测。该方法显著提高了声发射技术对储罐底板声源的识别与定位精度，使得检测工作更加快速有效[13]。

2.5 机器人检测技术

由于我国工业化起步较晚，国内早期工业基础较薄、科技发展较慢，国内相比于世界上其他国家，尤其是欧美等发达国家，在机器人方面的研究起步较晚，技术底子较薄，相当于白手起家，导致前期进展缓慢。在国家大力支持的基础上，科研环境得到极大地改善。在一代又一代科研人员的顽强拼搏与持续探索下，我国在石油相关设备的检测领域结出了累累硕果，不仅实现了跨越式的进步，更取得了里程碑式的突破。其中，沈阳工业大学凭借其在科研领域的深厚底蕴，首次在高精度管道漏磁在线检测机器人系统上攻克了技术难题，为这一领域的发展奠定了坚如磐石的技术基石。这套开创性的系统，由沈阳工业大学的杨理践教授领衔在线检测实验室的团队，经过无数次的摸索与实践，终于打破了石油管道检测技术领域的空白，让我国在该领域从零基础迈出了坚实的一步，成功研制出适合国内需求的国产化系统。这套系统的出现极具意义，预示着国外公司无法再继续对国内石油管道检测市场进行垄断，实现了国内自主化的油气管道检测技术[14-15]。

3 未来发展方向

国内科研人员对储油罐腐蚀检测过程进行了深入分析，发现了多个待解问题。针对这些问题，他们提出了无损检测技术，并明确了其在储油罐检测中的应用方向。具体而言，他们研发了一种储油罐底板三维漏磁检测系统，该系统利用漏磁技术快速、便捷地完成检测任务，通过优化电路设计和实现高速数据采集与传输，重点检测储油罐的缺陷。同时，科研人员对声发射技术进行了优化，深入研究了储油罐罐底在压力变化下的声发射信号特性，并全面改进了分析方案。此外，他们还采用了地磁场弱磁检测技术来检测储油罐底板的腐蚀及穿孔情况，通过概率法与小波分析法有效鉴别缺陷信号，提高了检测的准确性。另悉，徐泽亮等学者借鉴Halbach永磁阵列原理，设计了一种新型履带式吸盘结构检测系统，该系统基于履带式爬壁机器人技术进行了优化。创新性地采用了多体渐变磁化系统，通过在履带吸盘与金属罐壁间隙建立简化的镜像模型，既确保了检测系统行走的稳定性，又大大增强了磁化吸盘的吸附力。然而，随着履带式多体磁化结构吸附爬壁系统吸附能力的不断提升，其运动性能也会受到一定影响。值得一提的是，华东科技大学成功研发出了储油罐机器人检测系统，该系统巧妙融合了漏磁检测技术，以机器人替代人工，实现了对储油罐腐蚀缺陷的自动化无人检测。经过无数次的科学试验与深入的理论研究，该系统已被证实为一套高效、可靠的检测方案。

4 结论

综上所述，储罐的腐蚀检测至关重要，一旦出现泄漏，轻则污染环境，重则引发安全事故，造成财产及人员的损失。目前国内几种常见的检测方法虽然经过技术上的优化改进与迭代升级，检测精度以及可靠程度已经趋于完善，但进行检测的时候需要清空被测物体，费时费力，且设备停止运转后对生产有一定的影响。在科学技术飞速发展，尤其是人工智能突飞猛进的时代。如何向科技要效益，向科技要效率已经成为了时代的主流。用机器人取代人工劳动存在诸多优势，不仅用人成本在降低，同时劳动效率和安全性也全面提高。机器人的出现解决了无人检测技术方面的空白，解决了从无到有的问题，下一步的科技攻关方向为提高信号传输精度以及在机器人身上安装多种检测设备来提高检测的准确性，将检测效率及精准程度进一步提高。

参考文献：

[1]杨厚源.储油罐底外边缘板的腐蚀与防护[J].油气储运，2008（09）：42-44+47+64+6.

[2]田磊，金琴琴，付晓晴.2018年我国石油市场形势分析与2019年展望[J].中国能源，2019，41（02）：25-28.

[3]石咏衡.关于石油化工油气储罐大型化的探讨[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2015（10）：267.

[4]刘文权.储油罐常见安全问题分析及维护[J].石油化工腐蚀与防护，2003（05）：51-53.

[5]陈家川，税爱社，刘丽川.储油罐底板的无损检测技术[J].中国储运，2012（05）：124-125.

[6]戴光，李伟，王娅莉.常压立式储罐腐蚀状态检测与评价技术的研究与应用[J].无损检测，2011，33（12）：58-61+65.

[7]张曦阳.在役储罐罐底检测技术的研究[D].沈阳：沈阳工业大学，2012.

[8]谭小川，刘丽川，柳明.涡流新技术在油罐底板腐蚀检测中的应用[J].无损检测，2004（10）：494-496+513.

[9]种玉宝，白国荔，唐文庆.远场涡流技术在储罐底板腐蚀检测中的应用[J].石油和化工设备，2014，17（02）：61-63.

[10]孙贵舟.便携式储罐底板腐蚀漏磁检测仪研制[D].武汉：华中科技大学，2006.

[11]张重阳，张丽娜.储罐底板的漏磁检测信号处理中小波奇异性检测理论的应用[J].自动化技术与应用，2010，29（06）：85-86+92.

[12]邱枫，戴光，张颖.储罐底板腐蚀声发射源的识别定位[J].无损检测，2015，37（02）：14-19.

[13]康叶伟，林明春，王维斌.立式储罐底板在线检测技术国内外动态[J].无损检测，2010，32（09）：725-729.

[14]康叶伟，崔琳，孙万磊.储油罐底板机器人在线检测技术的适应性[J].油气储运，2016，35（10）：1087-1091.

[15]卢军科，徐继刚.国内储罐罐底腐蚀检测技术研究进展[J].中国储运，2018（5）：116-118.

作者简介：陈仙桃（1994—），内蒙古巴彦淖尔人，毕业于中国石油大学胜利学院/油气储运工程。