本发明专利技术公开了一种基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，包括试验台底座(10)、水平移动机构(20)和探头提升机构(30)，探头提升机构(30)能够使探头(32)沿Z轴方向移动；水平移动机构(20)能够使探头提升机构(30)和探头(32)沿X轴和Y轴方向移动；试验台底座(10)能够放置和固定待测储罐(40)。该基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置具有在储罐测量底板厚度时夹持稳定、牢固，探头移动方便，安全性高等优点。
Ultrasonic based testing device for crude oil and LNG tank bottom
【技术实现步骤摘要】
基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置
本专利技术涉及储罐检测设备领域，具体的是一种基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置。
技术介绍
石油是现代工业发展的血脉，作为国家发展不可或缺的战略物资，在促进国家经济社会的发展和保障国防安全方面有着不可替代的地位。随着人类的不断开发，目前世界上可开采的石油越来越少。为了满足对石油的需求，保障国家能源安全，世界上许多国家都建立了自己的石油储备基地。据相关报道，截至目前，我国已建成天津、舟山、大连、兰州等9个国家石油储备库，总库容量超过3000万吨，大型储罐近7000座。石油储罐受所处环境和使用条件的影响，常会受到腐蚀因素的影响。储罐底板位置特殊，不仅会会受到石油中二氧化硫、硫化氢等的腐蚀，还会受到水溶液与金属底面构成的微电子腐蚀。因此，石油储罐罐底是储罐最易受到侵害的部位之一。储罐一旦受到腐蚀，其使用寿命会大大降低，严重的情况更是会造成储罐开裂，使储罐无法正常使用。储罐一旦开裂或爆炸，将会引发严重的安全事故，造成不可预计的经济损失，且会对环境造成极大的污染，引发一系列的生态问题。据不完全统计，截至目前，世界上由石油储罐引发的安全事故不低于八十起，造成了近500人死亡和巨额的财产损失，并且导致了大面积的环境污染。因此，定期对储罐进行安全检查，特别是最易受到侵害的储罐罐底，保证储罐在运行期间内安全，对存在安全隐患的石油储罐进行及时维修和更换，对于保证生产的安全性很有必要。常规的储罐安全检查，首先需要对储罐进行停产处理，再对储罐的内表面进行一系列的清洗工作，保证储罐内表面的清洁度，最后才进行储罐检测。耗费时间周期长、检测工序多、停产损失大，也无法实时对储罐进行检测，具有一定的局限性。随着我国石油储罐数量的不断增多以及人们安全意识的不断加强，探索研究出一种检测精度更高、检测更加安全、一种无需开罐就能准确判断储罐各方面性能的在线储罐检测方法，是实现安全生产、绿色发展的重要途径，也是石油储罐检测发展进步的大方向之一。目前，常见的石油储罐的检测方法主要有：1、X射线检测X射线检测是用X射线机对储罐进行透照，直观的显示出石油储罐缺陷的物理信息，包括缺陷的形状、位置等。能检测的缺陷有：裂缝、气孔、熔合不足、未焊透等。利用缺陷对X光感光能力的不同，X射线检测常用来检测石油储罐的焊缝缺陷。这是由于焊缝中各元素的含量与其他正常地方各元素含量不同，因此对X射线的感光能力也不同。X射线检测是以图像的形式显示出石油储罐内部的情况，检测者可以清晰的看到缺陷的位置等信息。但是X射线检测的主要部位是石油储罐的罐体，不针对石油储罐的罐底。而且X射线对人和周围环境都有辐射，不符合绿色发展的理念。2、声发射检测声发射检测是利用声发射仪器产生弹性波，波传到储罐表面会引起储罐表面的位移，再利用相关的传感器感知弹性波的变化，将位移信号转化为可观测到电信号，通一系列的变换、处理得到储罐受损的相关信息。声发射检测可以实现对石油储罐罐底的检测，但是对储罐罐底的清洁度要求较高。罐底若是有较多的附着物或者沉淀物，将会使弹性波信号大大衰减，降低检测效果。声发射可以实现实时动态监测，但是无法探测静态的缺陷，且设备昂贵，一般需要其他常规无损检测方法复验。3、涡流检测涡流检测不需要预先对储罐进行清洁处理，工业上常用来对球形石油储罐进行检测。涡流检测的设计思路来源于熟悉的电磁感应原理。当导体接近一根通有交流电的线圈时，导体周围也会激发出自身的磁场，产生的磁场会改变之前的磁场，当导体表面有缺陷时，导体激发的磁场会产生相应的变化，用检测线圈感知测量这一变化，就可以间接检测出储罐缺陷的信息。涡流检测的检测精度高，很小的缺陷都能被检测出来。但是涡流检测也有自身的不足，它只能检测储罐表面的缺陷，对于内部的腐蚀或者缺陷，常常是检测不到的。4、磁粉检测磁粉检测是目前相对成熟的一种储罐检测方法之一。在对储罐进行磁粉检测之前，需要储罐清洁干净，再将磁粉均匀地洒在待测的储罐罐底上，由相关的技术人员通过磁粉的显示情况判断罐底是否存在缺陷。磁粉检测有许多优点，首先它的操作成本低，相比于其他检测方法，磁粉检测比较简单，而且检测精度一般也能符合要求。但是磁粉检测也有其不可弥补的不足，磁粉检验对石油储罐表面的光滑度有较高要求，且其只能检测出缺陷的位置，无法得到缺陷尺寸等的相关信息。储罐检测的结果不能以数据的方式进行保存，技术人员的经验对检测结果影响较大，不能满足当今智能化检测的要求。5、超声波检测超声波作为导波的一种特殊形式，存在于板状结构的试件中。超声波检测首先利用探头在板状试件中激励产生超声波，然后超声波在试件中传播，会发生发射、折射等，当试件内部存在缺陷时，超声波会发生衰减，波形信号会发生突变；再利用探头将声信号转化为电压信号，将携带缺陷信息的波形信号在示波器上显示出来。通过对波形信号进行分析和研究，就可以得到试件中缺陷的相关信息。利用超声波对石油储罐罐底进行检测，具有许多优点，其检测精度能够满足工业上的要求，并且超声波对人体没有辐射，不会对人的人体和周围环境造成影响，非常适合储罐罐底的检测。目前，工业生产中常用的常压储罐的超声波测厚装置通常为手持式，手持式超声波测厚仪虽然具有使用方便、便携等优点，但检测时需要人体进入罐内，如果通风措施不当，会存在有害气体，对人体安全形成隐患。
技术实现思路
为了更安全方便的对小型及实验型常压储罐的底板进行检测，本专利技术提供了一种基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，该基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置具有在储罐测量底板厚度时夹持稳定、牢固，探头移动方便，安全性高等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，所述基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置包括:探头提升机构，能够使探头沿Z轴方向移动；水平移动机构，能够使探头提升机构和探头沿X轴和Y轴方向移动；试验台底座，能够放置和固定待测储罐。试验台底座呈凹槽状结构，试验台底座含有依次连接的第一上平板、第一立板、底板、第二立板和第二上平板，第一上平板的上表面与第二上平板的上表面位于同一水平面内，待测储罐能够位于第一立板和第二立板之间。试验台底座还含有用于夹持固定待测储罐的夹持机构，所述夹持机构含有依次连接的夹持片和气缸，气缸与第一立板和第二立板一一对应连接，夹持片呈圆弧形结构，夹持片所对应的圆心角为90°。水平移动机构含有第一X轴丝杠和第二X轴丝杠，第一X轴丝杠和第二X轴丝杠均与X轴平行，第一X轴丝杠的两端通过第一丝杠底座与第一上平板连接，第二X轴丝杠的两端通过第二丝杠底座与第二上平板连接，第一X轴丝杠的一端连接有X轴电机，第一X轴丝杠和第二X轴丝杠外均套设有滚珠螺母。水平移动机构还含有Y轴丝杠和Y轴桥架，Y轴丝杠和Y轴桥架均与Y轴平行，Y轴丝杠的一端连接有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，其特征在于，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，所述基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置包括:/n探头提升机构(30)，能够使探头(32)沿Z轴方向移动；/n水平移动机构(20)，能够使探头提升机构(30)和探头(32)沿X轴和Y轴方向移动；/n试验台底座(10)，能够放置和固定待测储罐(40)。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，其特征在于，在以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系中，所述基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置包括:
探头提升机构(30)，能够使探头(32)沿Z轴方向移动；
水平移动机构(20)，能够使探头提升机构(30)和探头(32)沿X轴和Y轴方向移动；
试验台底座(10)，能够放置和固定待测储罐(40)。
2.根据权利要求1所述的基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，其特征在于，试验台底座(10)呈凹槽状结构，试验台底座(10)含有依次连接的第一上平板(11)、第一立板(12)、底板(13)、第二立板(14)和第二上平板(15)，第一上平板(11)的上表面与第二上平板(15)的上表面位于同一水平面内，待测储罐(40)能够位于第一立板(12)和第二立板(14)之间。
3.根据权利要求2所述的基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，其特征在于，试验台底座(10)还含有用于夹持固定待测储罐(40)的夹持机构，所述夹持机构含有依次连接的夹持片(16)和气缸(17)，气缸(17)与第一立板(12)和第二立板(14)一一对应连接，夹持片(16)呈圆弧形结构，夹持片(16)所对应的圆心角为90°。
4.根据权利要求2所述的基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，其特征在于，水平移动机构(20)含有第一X轴丝杠(21)和第二X轴丝杠(22)，第一X轴丝杠(21)和第二X轴丝杠(22)均与X轴平行，第一X轴丝杠(21)的两端通过第一丝杠底座与第一上平板(11)连接，第二X轴丝杠(22)的两端通过第二丝杠底座与第二上平板(15)连接，第一X轴丝杠(21)的一端连接有X轴电机(23)，第一X轴丝杠(21)和第二X轴丝杠(22)外均套设有滚珠螺母。
5.根据权利要求4所述的基于超声波的原油及LNG储罐底板检测实验装置，其特征在于，水平移动机构(20)还含有Y轴丝杠(24)和Y轴桥架(25)，Y轴丝杠(24)和Y轴桥架(25)均与Y轴平行，Y轴丝杠(24)的一端连接有Y轴电机(26)，Y轴丝杠(24)的另一端连接有第三丝杠底座(27)，Y轴电机(26)与第一X轴丝杠(21)外套设的滚珠螺母连接固定，第三丝杠底座(27)与第二X轴丝杠(22)外套设的滚珠螺母连接固定。
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【专利技术属性】
技术研发人员：顾继俊，刘松，徐翔，张香怡，常冉，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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