常压立式储罐是原油、成品油、中间产品等石油化工原料以及产品的重要存储设备。储罐底板腐蚀状态是影响储罐安全运行的决定性因素,其严重程度是指导储罐维修决策制定的主要指标,而储罐底板腐蚀状态检测则是确保储罐下一个周期平稳运行的主要方法。声发射在线检测技术以其无需停产开罐等技术优势,成为目前国际上主要采用的储罐底板腐蚀状态监测和评估方法之一。然而储罐底板金属腐蚀溶解发声机理尚不明确,同时储罐底板腐蚀声发射信号较弱,腐蚀过程中声源较多且状态复杂,大型储罐底板中心区域声源信号难以获取等问题,是现阶段应用声发射方法对储罐底板腐蚀状态进行检测评估需要解决的关键问题。针对上述问题,本文采用理论研究、数值模拟以及实验研究手段,对储罐底板腐蚀声源特性与严重度分析方法进行研究。论文的主要研究内容及研究成果如下:开展储罐底板腐蚀声发射源产生机理研究。应用Knopoff点应力脉冲理论计算得到析氢腐蚀阴极气泡破裂声源信号幅度,利用Fluent软件对气泡远离底板破裂和近底板破裂模型求解,得到两种情况底板所受压力变化曲线和位移变化量,结果表明储罐底板析氢腐蚀阴极气泡破裂可以形成一定强度的声发射源。提出阳极过程金属溶解可以形成声发射源,通过腐蚀动力学分析、损伤热力学能量转化分析以及原子第一性数值计算结果确定了金属溶解过程存在局部能量释放,辐射弹性波脉冲,表明储罐底板吸氧腐蚀和析氢腐蚀的阳极金属溶解是声发射源。进行储罐底板腐蚀声发射源机制实验研究。通过极化曲线的测试进行阴极过程和阳极过程的专项研究,分别验证了阴极气泡破裂声发射源机制,获得了阳极金属溶解的能量转化值,证明金属腐蚀溶解声源可以产生一定强度的声发射信号。利用k均值聚类方法,提取气泡破裂、金属腐蚀溶解以及二者混合的声发射信号特征。表明声发射方法不仅可以对储罐底板有气泡产生的析氢腐蚀源进行识别,同样可以对无气泡产生的吸氧腐蚀源进行识别。对储罐底板腐蚀声发射行为进行实验研究。进行析氢腐蚀和吸氧腐蚀的自腐蚀、极化曲线及电化学阻抗谱测试过程的声发射监测,对比电化学监测结果,表明声发射振铃计数率可以描述储罐底板腐蚀过程,建立了声发射典型参量对储罐底板腐蚀行为的表征公式,同时获得可以表征储罐底板腐蚀严重程度的声发射典型参量。进行储罐底板腐蚀弱声信号提取方法研究。综合储罐底板腐蚀声发射源特性分析结果,提出储罐底板腐蚀声发射全域监测方法,根据储罐的实际运行情况分为浸入式和预埋式两种方法,对两种方法的声波传播特性进行分析,同时进行声发射信号的参数分析和波形特征提取,结果表明两种方法均可用于储罐底板腐蚀状态检测,可根据实际情况及转化系数R值进行选择。开展储罐底板腐蚀多声源辨识方法研究。基于相关分析方法对同源信号进行聚类,结合储罐底板腐蚀声发射全域监测方法,根据声波相位阵列原理,建立短基线平面网格拓扑阵列,对多声源进行识别。该方法可以实现对储罐底板不同强度声发射源的所属网格区域识别。进行基于声发射全域监测的储罐底板腐蚀严重度分析方法研究。综合多声源辨识方法,基于MAS理论,建立传感器幅度权重分析方法,结合信息熵严重度综合指标分析方法,建立储罐底板腐蚀多声源严重度评价方法。结果表明该方法可以基于对析氢腐蚀和吸氧腐蚀声源的网格识别,得到储罐底板各网格区域腐蚀严重程度声发射评价级别,指导维修决策。论文在理论研究的基础上,对储罐底板腐蚀声源特性,多源弱声信号的提取、辨识与严重度评价进行了系统的研究,实现对储罐底板腐蚀状态更精细的评估。研究结果为储罐底板腐蚀声发射全域监测方法的应用与发展提供了理论基础与实验依据。