金属管线、储罐等设备在石化行业中应用广泛，但其在服役过程中容易受到诸多因素的影响，产生腐蚀甚至引发事故。从运输介质来看，管线、储罐运输存储的介质中常伴有H2S，CO2等物质，这类物质的加入使得管道的腐蚀以垢下腐蚀为主，多积于管道内底，较为常见的是点蚀和坑蚀，严重时可呈现沟槽状或坑洞。同时，金属管道有其固有的缺陷，在有氧和水的情况下就会受环境介质的化学或电化学作用而产生反应。由于传输介质在流动过程中会不断冲击管壁，加快了管壁的内部腐蚀，进一步发展可造成管道的穿孔、开裂，高压下易引发火灾、爆炸等严重事故。

我国每年因为腐蚀所造成的经济损失，占国民生产总值的5%左右。设备事故往往具有突发性、灾难性，引起爆炸、火灾、中毒和环境污染等，造成灾难性的恶果，不但造成重大经济和环境损失，还常常使人民生命财产受到重大损失。管道腐蚀问题长期得不到解决会引发管漏、腐蚀穿孔、管裂、爆管等事故，会造成巨大的财产损失甚至威胁人身安全。若不能及时进行监测预防和管控，可能形成重大隐患，给化工企业带来严重的人员伤亡。

从检测方式上来看，现阶段对管线及储罐的腐蚀评估多以人工定期抽样检测为主。许多工业管道所处环境恶劣或运输腐蚀性物质，人工检测时需要长时间停工；同时，日常运行中无法实现对架空管道的检修，需要在停机期间搭设工作支架；若将常用的便携式检测设备应用于含包覆层管道时，常需要提前拆除包覆层，这些检测前的准备工作都显著降低了检测效率，增加了工业管道的维护成本。同时人工检测还容易出现漏检、误检等问题，无法消除安全隐患。

从检测技术上来看，常用的管道腐蚀检测方法有超声检测法和探针法。探针使用时需要插入管道壁内，这会对管道结构产生破坏且无法应用于管径较细的管道及高温管道，而超声波检测法是一种应用广泛的管道无损检测技术，具有绿色安全、检测精准等特点，目前超声管道测厚已经成为炼油厂等石化企业应用广泛的管道腐蚀检测手段。

                 图1超声检测法                                         图2 探针法

传统超声检测采用压电超声原理，需要采用耦合剂，无法适应高温，具有较大的局限性，采用波导技术可对高温管线、储罐进行检测，但波导杆检测受耦合效果影响大，电磁超声是一种新兴的非接触式超声检测方法，无需耦合剂，可应用与复杂场景下的腐蚀检测。因此，课题提出采用电磁超声检测方式对管线、储罐腐蚀情况进行定点监测，通过物联网技术将检测数据进行上传，最后采用计算机对数据进行分析计算，实现腐蚀预测和智能预警，形成数字化腐蚀监测管理系统，实现管线、储罐的全天候腐蚀在线监测。

上世纪五十年代，超声无损检测被引入中国，并应用于工业生产中。近年来，固定化的检测作为便捷性优于传统人工移动检测的一种技术，受到了学者和行业内许多公司的青睐。

2009年，王淑娟等通过构建三维的电磁超声表面波仿真模型，使用正交试验的方法对电磁超声换能器的关键设计参数进行确定，提出了电磁超声换能器中永磁体、线圈等关键部件的设计准则。

2010年，段伟亮等设计了一款基于FPGA的电磁超声测厚装置，其内部采用SOPC技术进行开发设计，该装置的检测分辨力可以达到0.1mm。

2012 年，高松巍等利ANSYS限元仿真软件构建了电磁超声换能器的三维仿真模型，研究了电磁超声表面波的辐射声场分布情况。其研究结果对于电磁超声进行长距离缺陷扫查时，电磁超声换能器的安装位置、安装角度等关键参数的确定具有重要指导意义。

2017年，哈尔滨工业大学的孙峥等人利用ARM和FPGA设计了一款三通道的管道内部电磁超声实时测厚系统，测量精度可以达到0.1mm，测量范围在 8~35mm之间，将电磁超声换能器在管道内部进行扫查，可以实现一定范围内的管道内部厚度变化检测。

2019年，中国石油大学的杨德成利用Fluent软件进行了弯管处的仿真模型构建与分析，通过Oka冲蚀预测方程分析了颗粒参数和管道结构参数对弯管冲蚀的影响，研究了颗粒直径和管径比对弯管最大冲蚀位置的影响。其研究结果对管道弯管处的科学检测具有重要的指导意义。

2020年，王亚平等利用COMSOL以及JMatPro软件分析了高温环境下对于电磁超声的换能过程的影响，以及温度与超声横波的能量传递、传播速度等参数之间的关系，研究发现超声波的能量衰减程度、传播速度均与环境温度成负相关关系，并且提出了温度补偿算法，为研究高温环境下电磁超声测厚的工作情况提供科学指导。

2021年，刘志运等将电磁超声与涡流检测技术相结合，将两种无损检测技术的特点进行互补融合，并分析了复合检测技术在轨道交通检测方面的应用前景，为电磁超声检测技术的发展方向提供了新的思路。

综上所述，目前国内学者对于管道弯管固体冲蚀模型以及电磁超声无损检测技术进行了深入的科学研究，对管道弯管固体冲蚀影响因素和电磁超声换能器的工作机理、结构设计以及系统研制等研究课题均有相关介绍，但是实际案例较少，未开展大规模的应用。