劉凱

中國中化集團南通石化儲運有限公司

摘要：通過(guò)對儲罐進(jìn)行的基于完整性管理的專(zhuān)業(yè)性預防檢測，掌握了儲罐基本情況，分析和驗證了部分檢測結果，并根據檢測發(fā)現的缺陷進(jìn)行了修復，保證了儲罐安全運行，為儲罐完整性管理提供了參考。

關(guān)鍵詞：儲罐；完整性管理；聲發(fā)射檢測；漏磁檢測；變形檢測；RBI；外部宏觀(guān)檢查

儲罐是石油化工企業(yè)重要的生產(chǎn)設備，其儲存介質(zhì)具有易燃、易爆、易擴散、腐蝕、甚至有毒等特性，近年來(lái)多次發(fā)生泄漏、火災爆炸事故，造成人員傷亡、經(jīng)濟損失、環(huán)境污染等嚴重后果和重大社會(huì )影響，儲罐的安全問(wèn)題日益凸顯，引起了有關(guān)部門(mén)和儲罐管理人員的高度重視。

如何解決儲罐的安全問(wèn)題，國內有學(xué)者已提出了儲罐完整性管理的理念，它來(lái)源于油氣輸送管道完整性管理�！队蜌廨斔凸艿劳暾�性管理規范》(GB 32167-2015)規定了管道完整性管理的定義：對管道面臨的風(fēng)險因素不斷進(jìn)行識別和評價(jià)，持續消除識別到的不利影響，采取各種風(fēng)險消減措施，將風(fēng)險控制在合理、可接受的范圍內，最終實(shí)現安全、可靠、經(jīng)濟地運行管道的目的。因此借鑒管道完整性管理方法解決儲罐的安全性問(wèn)題，就是要加強儲罐的預防檢測，并根據檢測情況采取措施，持續消除不利的風(fēng)險因素，保證儲罐始終處在安全運行的狀態(tài)。

1 儲罐的檢測

1.1 檢測分類(lèi)及檢測方法

1.1.1 例行檢測

可結合日常操作、日常維護保養等工作，通過(guò)目測方法檢查儲罐及其附件是否有損壞。立式儲罐的日常操作及維護保養依據《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程》（SY/T 5921―2011）執行。

1.1.2 在線(xiàn)檢測

在儲罐正常生產(chǎn)運行時(shí)，通過(guò)聲發(fā)射方式檢驗儲罐底板腐蝕狀況，并以超聲波測厚儀測量?jì)�罐壁厚，或以渦流法不拆保溫檢測壁厚損失，然后根據罐壁厚度變化情況分析罐壁腐蝕狀況。在線(xiàn)檢測與開(kāi)罐檢測相比，具有快捷、經(jīng)濟的優(yōu)點(diǎn)，是儲罐罐底檢測今后主流發(fā)展方向。

1.1.3 開(kāi)罐檢測

開(kāi)罐檢測也叫離線(xiàn)檢測，指停止儲罐正常生產(chǎn)后清理儲罐，進(jìn)入儲罐進(jìn)行漏磁掃描。漏磁檢測不僅可以檢測儲罐底板上表面的腐蝕缺陷，還可以檢測儲罐底板下表的腐蝕缺陷，具有很高的實(shí)用性，檢測效果也很好。也可以根據聲發(fā)射檢測結果，進(jìn)行定點(diǎn)漏磁檢測。

1.2 主要檢測標準

（1）《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》GB 50341―2014。

（2）《無(wú)損檢測 常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價(jià)方法》JB/T 10764―2007。

（3）《無(wú)損檢測 常壓金屬儲罐漏磁檢測方法》JB/T 10765―-2007。

（4）《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程》SY/T 5921―2011。

（5）  《油罐的檢驗、修理、改建及翻建》SY/T 6620―2014（采用標準API653―2009）。

（6）《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工規范》GB 50128―2014。

1.3 檢測內容

儲罐檢測內容一般包括：儲罐外部宏觀(guān)檢測、罐壁測厚、罐頂測厚、儲罐底板腐蝕狀況檢測、垂直度檢測、基礎沉降評估、基于風(fēng)險的檢驗（RBI）等。

1.4 檢測周期

參考《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程》（SY/T 5921―2011） “儲罐的檢測評價(jià)一般在修理周期（一般為5~7年，新建油罐第一次修理周期不宜超過(guò)10年）到達前一年內進(jìn)行；對于延長(cháng)修理周期的油罐宜每年進(jìn)行一次檢測評價(jià)”。

2 案例分析

2.1儲罐基本情況介紹

某公司典型儲罐（建設時(shí)間最早、儲罐容積最大）A101，為拱頂罐，建于1994年，材質(zhì)A3F、A3鋼板，直徑28 m，罐壁高度17.32m，公稱(chēng)容積10000m3.每層罐壁板厚度從底到高依次為18、16、14、12、10、8、8、6、6、6 mm，罐底中幅板厚度8 mm，罐底邊緣板厚度12 mm，罐頂板厚度6 mm，儲存介質(zhì)為柴油。

2.2 儲罐外部宏觀(guān)檢查

2016年2月26日進(jìn)行了儲罐外觀(guān)宏觀(guān)檢查，主要有混泥土環(huán)墻、瀝青層、浸油碎石或砂墊層、現場(chǎng)排水、雜物堆放等基礎檢測；外部腐蝕情況、罐底與基礎之間的密封情況、罐壁附件等罐壁檢測；頂板內部腐蝕、頂板外部腐蝕、頂板排水、罐頂絕熱層等罐頂檢測；取樣口、液位高度指示、固定頂支撐平臺、罐頂緊急排放口、防雷靜電接地等儲罐安全附件檢測。檢測未發(fā)現異常問(wèn)題，檢驗結論是繼續使用。

2.3 儲罐變形檢測

2.3.1 儲罐罐體垂直度檢測

2017年8月24日進(jìn)行了垂直度檢測，利用MS05型全站儀自由設站測量罐體同一垂線(xiàn)頂部及底部的水平距離，觀(guān)測方向為東西、北南、西北、南北四個(gè)方向。以測量?jì)�罐頂部和底部的距離計算罐體頂部檢測點(diǎn)相對于罐體底部檢測點(diǎn)的傾斜方向，結果見(jiàn)表1。檢測結果符合《油罐的檢驗、修理、改建及翻建》（SY/T 6620―2014） 10.5.2.1 “罐壁頂部相對于罐壁底部的不垂直度不應超過(guò)油罐總高度的1%，但最大為127mm”。

2.3.2 儲罐沉降觀(guān)測

2017年8月24日進(jìn)行了沉降觀(guān)測，采用間視測量的方法。沿罐壁四周原12個(gè)沉降觀(guān)測點(diǎn)（采用L型固定沉降標志），以有關(guān)工作基點(diǎn)為后視點(diǎn)，計算各沉降點(diǎn)高程。本次沉降觀(guān)測結果與上年度結果基本一致。

2.4 基于風(fēng)險的檢驗（RBI）

常壓儲罐基于風(fēng)險的檢驗（RBI），依據《常壓儲罐基于風(fēng)險的檢驗及評價(jià)》（GB/T 30578―2014）進(jìn)行，對儲罐進(jìn)行損傷機理分析和風(fēng)險的定量計算，并根據風(fēng)險大小以及檢驗的有效性確定儲罐的檢驗策略（包括檢驗類(lèi)型、檢測方法、檢測部位和下次檢驗時(shí)間）。2016年3月28日進(jìn)行了RBI檢驗（）,形成了《常壓儲罐風(fēng)險評估報告》主要內容如下。

2.4.1 儲罐管理系統評價(jià)

對公司管理決策層、運行、維護、檢驗檢測、教育培訓、設計、承包商等部位或單位，開(kāi)展問(wèn)卷調查或面談，依據安全生產(chǎn)責任制、工藝安全信息、工藝危害性分析、安全檢查、變更管理、操作規程、安全作業(yè)、人員培訓、檢驗和維護、投用前的安全檢查、應急措施、事故調查、承包商管理、安全生產(chǎn)管理系統評價(jià)等14項調查內容對企業(yè)管理系統進(jìn)行綜合評價(jià)，通過(guò)發(fā)現的儲罐管理系統缺陷，指導企業(yè)改進(jìn)和加強儲罐管理工作，全面提高儲罐管理水平和技術(shù)水平。

2.4.2 儲罐平均失效概率

以《無(wú)損檢測 常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價(jià)方法》（JB/T 10764-2007 ）規定，按表2選取常壓儲罐底板和壁板的平均失效概率為小、中、大3種泄漏孔和破裂共4種損壞形式出現的概率。

A101儲罐罐壁實(shí)際狀況不存在罐體破裂失效狀況可能性發(fā)生，因此在評估時(shí)，選擇小、中、大三種失效概率進(jìn)行計算，罐底板的平均失效概率為7.20×10-4，罐壁板的平均失效概率為10.01×10-5。

2.4.3 罐體損傷系數

儲罐損傷系數是與儲罐使用時(shí)間和檢驗有效性（包括檢驗次數）相關(guān)的函數，其計算通�？紤]4種損傷因子：減薄損傷因子、外部損傷因子、應力腐蝕開(kāi)裂損傷因子、脆性斷裂損傷因子。A101儲罐主要用于儲存油品介質(zhì)，且工作溫度為常溫，因此不存在應力腐蝕開(kāi)裂損傷失效模式。

2.4.4 儲罐失效后果

柴油遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引燃爆炸的危險，若遇高熱，容器內壓增大，有開(kāi)裂和爆炸危險。因此，報告對眼睛、身體、手部防護進(jìn)行了說(shuō)明，并對泄漏應急處理、急救措施、滅火方法及滅火劑、呼吸系統防護等方面進(jìn)行了詳細分析。

2.4.5 總體風(fēng)險評價(jià)

A101儲罐的主要損傷機理為腐蝕減薄損傷，總體風(fēng)險為低風(fēng)險1。

2.5 在線(xiàn)檢測——聲發(fā)射檢測

2016年2月26日進(jìn)行了聲發(fā)射檢測，聲發(fā)射檢測液位宜在最高操作液位的85%～100%之間，若遇特殊情況，檢測液位應至少高于傳感器安裝位置1 m以上。檢測前，關(guān)閉罐根閥并保持儲存介質(zhì)靜置2 h以上.檢測時(shí)，繼續關(guān)閉罐根閥及其它干擾源，如攪拌器、加熱設施、泵、施工機械等。采用聲發(fā)射檢測儀PAC SAMOS-48，檢測頻率20~100 kHz，檢測過(guò)程中周邊環(huán)境干擾因素滿(mǎn)足檢驗要求。檢測厚，從罐底板的定位事件圖（圖2）上可以看出，罐底中心基本無(wú)定位事件，說(shuō)明底板的腐蝕或定位較低，底板處于穩定狀態(tài)。經(jīng)對噪聲信號濾波處理后，剩余聲發(fā)射事件數量基本消滅，排除罐底產(chǎn)生泄漏缺陷。依據《無(wú)損檢測 常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價(jià)方法》（JB/T 10764-2007）將該罐底板評定為Ⅰ級（分Ⅰ-Ⅴ級，Ⅰ級為最低級別，表示少量腐蝕，不需要維修）。

圖2  儲罐底板聲發(fā)射檢測定位圖

2.6 在線(xiàn)檢測——儲罐罐體壁板和頂板厚度檢測

采用超聲波測厚儀TT100檢測罐體壁板厚度，檢測前先用砂輪打磨檢測點(diǎn)的罐體表面，在第一層沿罐體四周進(jìn)行測厚（儲罐介質(zhì)中的含水主要沉積在罐底，因此腐蝕缺陷主要集中在罐體第一層），其余點(diǎn)沿罐體扶梯進(jìn)行測厚。檢測結果最大腐蝕量為0.2 mm，符合《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程》（SY/T 5921―2011）規定，不影響儲罐的安全使用。

同法檢測罐頂板厚度。檢測結果最大腐蝕量為0.1 mm，不存在厚度小于2.3 mm或有穿孔的現象，不需修補或更換。

2.7 漏磁檢測

圖3  罐底板漏磁檢測現場(chǎng)

2017年11月23日對儲罐底板進(jìn)行了漏磁檢測（圖 3），紅點(diǎn)處為底板表面發(fā)現腐蝕缺陷，共計13處（直徑5 mm，深度3 mm）（圖4），。根據漏磁檢測結果開(kāi)展了儲罐底板缺陷點(diǎn)修復工作，修復前后對比見(jiàn)圖5。

圖4  罐底板漏磁檢測結果

圖5  修復前后對比

3 結束語(yǔ)

A101儲罐底板漏磁檢測結果表明罐底板腐蝕較輕，同時(shí)也驗證了2016年開(kāi)展的儲罐底板聲發(fā)射檢測、超聲波測厚檢測、基于風(fēng)險的檢驗（RBI）結果比較真實(shí)、合理。

儲罐檢測是一個(gè)系統工程，還需完善儲罐檢查內容，細化儲罐檢測標準，使儲罐完整性管理標準化、規范化。建議檢測報告應明確下次檢測時(shí)間、檢測內容、檢測方法，有助于儲罐管理者在本次檢測后開(kāi)展具體的管理工作，同時(shí)加強儲罐信息的收集與分析，做到“一罐一檔”。

作者：劉凱，1983年生，男，工程師，碩士，主要從事油氣儲運工程設計及工程項目管理。

《管道保護》2018年第3期（總第40期）