西南研究院 (SwRI) 研发出一种磁致伸缩 (MST) 探头，该探头利用导波技术检测储罐腐蚀情况，从而提供了一种更经济高效的检测方法。SwRI 的探头可安装在储罐侧壁上，并生成内部受损区域的高精度图像。西南研究院 (SwRI) 开发了一种磁致伸缩传感器 (MST) 探头，旨在检测储罐中的腐蚀情况，而无需操作人员清空储罐进行检查。传统上，这一过程会造成大量停机时间，并且需要人工进入密闭空间。
该技术利用超声波导波检测技术，从罐壁外部识别腐蚀和结构缺陷。由于无需在检测前排空和清洗罐体，该探头为石油和天然气运营商提供了一种潜在的降低维护成本、同时提高安全性和运营效率的方法。
储罐在能源行业被广泛用于储存原油、成品油、液化气和其他液体。行业法规要求定期检查储罐，以识别可能导致泄漏、环境事故或设备故障的腐蚀或结构劣化。这些检查通常需要将储罐停用、清空并清洗，然后由技术人员进入罐内进行人工测量。
西南研究院 (SwRI) 的 MST 8x8 探头旨在通过实现非侵入式检测来应对这些挑战。该设备是一条柔性条带，包含八个超声波传感器，可安装在罐壁外侧。安装后，传感器会产生沿罐体结构传播的声波。
如果存在腐蚀或其他缺陷，电磁波会反射回传感器阵列。通过分析这些反射信号，工程师可以识别储罐结构中的异常情况。
该系统采用剪切水平导波，这是一种超声波，由于其对缺陷的敏感性以及能够在金属表面长距离传播的能力，特别适合结构检测。
“许多行业都需要定期检查储罐，”西南研究院的谢尔盖·维诺格拉多夫博士说道，他最近发表了一篇论文，描述了该探头的功能。“这可能是一个成本非常高昂的过程，因为它需要清空储罐、清洗并进行人工检查。我们的探头无需清空储罐即可进行检查，从而减少了昂贵的停机时间，并通过避免在危险的密闭空间内作业，提高了检查的安全性。”
该探头的八传感器配置使其能够同时从多个角度采集数据。这种多传感器设置支持一种称为全矩阵捕获的技术，该技术可以记录阵列中每个发射器-接收器组合的信号。
收集到的数据随后会通过一种称为全聚焦法的先进成像算法进行处理。该方法使系统能够生成储罐结构的详细二维图像，突出显示可能发生腐蚀或材料损失的区域。
这项技术不仅能指出潜在缺陷的存在，还能生成高分辨率图像，显示异常的位置和大致大小。这种细节程度使操作人员能够更好地评估结构完整性，并确定是否需要维护或维修。
“因此，它不仅可以指示异常情况的存在，还可以生成高分辨率的结构图，显示潜在的腐蚀区域，”维诺格拉多夫说。“这有助于用户评估损坏程度，从而决定何时安排昂贵且耗时的储罐维修。”
西南研究院（SwRI）对多个储罐进行了现场测试，以评估该探头在实际工况下的性能。据该研究院称，该系统无需进入储罐内部即可检测腐蚀和其他结构问题。
这种检测方法也适用于几何形状复杂的结构，包括曲面和带有支架或配件等附件的区域，这些附件可能会使传统的检测技术变得复杂。
虽然这项技术最初是在储罐上进行评估的，但西南研究院表示，同样的检测方法也可以应用于其他大型工业结构。潜在应用包括管道、船体、风力涡轮机塔架和航空航天结构。
对于石油和天然气行业而言，这项技术可能对拥有大型储罐区或码头的设施尤为重要，因为在这些设施中，储罐停机会中断运营。能够减少停机需求的非侵入式检测工具可以帮助运营商在维持产能的同时管理老化的基础设施。
西南研究院表示，计划通过设备销售、许可协议以及与检测公司的技术转让计划，向业界提供这项技术。
