管道科技研究中心研究儲油罐底板機器人在線檢測技術

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管道科技研究中心研究儲油罐底板機器人在線檢測技術

儲罐底板機器人在線定量檢測技術能夠在儲罐不停運的情況下進行罐底檢測，其原理（如圖8所示）是檢測時首先將配置特殊超聲傳感器的機器人通過罐頂人孔放置到儲罐底板，再由罐外的控制平臺通過臍帶纜繩遠程控制機器人實施檢測，機器人運動時會不斷發射特殊聲信號，布置在儲罐外壁的傳感器接受這些信號，控制平臺利用時差定位原理計算各定位傳感器收到信號的時差，最終確定機器人在罐內的位置，從而使機器人可以定量地給出缺陷的具體位置和相應的腐蝕深度信息，實現罐底的在線定量檢測。目前，國內尚無該技術的應用先例，因而有必要針對我國大型地面立式金屬儲油罐的結構特點，從技術應用的經濟性、安全性、檢測條件要求、檢測結果的可靠性、儲罐結構的影響等方面分析其在我國發展的適應性。

圖8 儲罐底板機器人在線檢測原理示意圖

在經濟性方面，通過與國內外常規的開罐檢測所消耗的成本相比，機器人檢測費用相對較高，但是遠低于開罐清洗、檢測、恢復的整體費用，若考慮儲罐停運造成的損失以及溫室氣體排放、廢物處理等產生的費用，機器人檢測技術的經濟效益更加明顯；在安全性方面，機器人檢測的防爆設計較為嚴格，對于油品閃電高于38℃的機器人設備，制造商僅依據美國國家電氣規范的安全工程標準制造，如油品閃電低于38℃，機器人設備必須由美國國家認可實驗室或應用機器人的國家制定認證機構重新認定，因此其安全設計與操作經過實踐檢驗，能夠滿足現場應用需求；在檢測條件方面，依據機器人檢測產品說明，其檢測條件對罐頂人孔直徑大小、儲罐底部淤泥厚度、固定頂罐的液位以及罐頂支持力都作出了明確說明，經分析得出，國內的儲罐在上述的要求中都可以滿足機器人在線檢測所需的條件；在儲罐結構的影響方面，拱頂、內浮頂成品油儲罐內部附件少，結構簡單，非常適合機器人技術的應用，對于存儲原油的外浮頂罐來說，其內部附件較多，且結構較為復雜，通常的內置附件有犧牲陽極、加熱器及排水系統，其中，加熱盤管會造成機器人技術無法應用，犧牲楊集合排水系統會減少機器人自由通行的區域面積，給檢測帶來困難，但不會造成技術無法實施，研究表明，實際檢測時只要在局部區域采集一定量的數據，通過極值分析的數據外延手段，即可實現可靠的評價，一般掃描罐底總面積的2%以上即可；可靠性方面，美國ExxonMobil公司在1994-2000年對8座儲罐的機器人在線檢測和常規開罐離線檢測進行對比，結果顯示機器人檢測與離線測試結果一致，在一定程度上，機器人檢測更精細、準確，事實上，儲罐底板機器人檢測技術已通過國外多家知名石化公司的驗證并得到應用，1998年正式被API 653《儲油罐、修理、改造和重建》認可。

通過上述對比分析，機器人技術不僅檢測效率高、成本低、檢測結果可靠，而且大幅度降低了勞動強度，減少了環境污染。隨著機器人技術的發展以及儲罐機構的改進，其應用范圍將進一步擴大，機器人作為一種高度自動化的工具，必將在儲罐檢測過程中發揮重要作用。

高山卜 摘編自《油氣儲運》2016年10月

《儲油罐底板機器人在線檢測技術的適應性》原作者康葉偉等