劉凱

中國中化集團南通石化儲運有限公司

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

關鍵詞：儲罐；完整性管理；聲發射檢測；漏磁檢測；變形檢測；RBI；外部宏觀檢查

儲罐是石油化工企業重要的生產設備，其儲存介質具有易燃、易爆、易擴散、腐蝕、甚至有毒等特性，近年來多次發生泄漏、火災爆炸事故，造成人員傷亡、經濟損失、環境污染等嚴重后果和重大社會影響，儲罐的安全問題日益凸顯，引起了有關部門和儲罐管理人員的高度重視。

如何解決儲罐的安全問題，國內有學者已提出了儲罐完整性管理的理念，它來源于油氣輸送管道完整性管理。《油氣輸送管道完整性管理規范》(GB 32167-2015)規定了管道完整性管理的定義：對管道面臨的風險因素不斷進行識別和評價，持續消除識別到的不利影響，采取各種風險消減措施，將風險控制在合理、可接受的范圍內，最終實現安全、可靠、經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，持續消除不利的風險因素，保證儲罐始終處在安全運行的狀態。

1 儲罐的檢測

1.1 檢測分類及檢測方法

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 在線檢測

在儲罐正常生產運行時，通過聲發射方式檢驗儲罐底板腐蝕狀況，并以超聲波測厚儀測量儲罐壁厚，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。在線檢測與開罐檢測相比，具有快捷、經濟的優點，是儲罐罐底檢測今后主流發展方向。

1.1.3 開罐檢測

開罐檢測也叫離線檢測，指停止儲罐正常生產后清理儲罐，進入儲罐進行漏磁掃描。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，具有很高的實用性，檢測效果也很好。也可以根據聲發射檢測結果，進行定點漏磁檢測。

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）《無損檢測 常壓金屬儲罐聲發射檢測及評價方法》JB/T 10764―2007。

（3）《無損檢測 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10年）到達前一年內進行；對于延長修理周期的油罐宜每年進行一次檢測評價”。

2 案例分析

2.1儲罐基本情況介紹

某公司典型儲罐（建設時間最早、儲罐容積最大）A101，為拱頂罐，建于1994年，材質A3F、A3鋼板，直徑28 m，罐壁高度17.32m，公稱容積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，儲存介質為柴油。

2.2 儲罐外部宏觀檢查

2016年2月26日進行了儲罐外觀宏觀檢查，主要有混泥土環墻、瀝青層、浸油碎石或砂墊層、現場排水、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。檢測未發現異常問題，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頂部及底部的水平距離，觀測方向為東西、北南、西北、南北四個方向。以測量儲罐頂部和底部的距離計算罐體頂部檢測點相對于罐體底部檢測點的傾斜方向，結果見表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油罐總高度的1%，但最大為127mm”。

2.3.2 儲罐沉降觀測

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

2.4 基于風險的檢驗（RBI）

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

2.4.1 儲罐管理系統評價

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，開展問卷調查或面談，依據安全生產責任制、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、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、安全生產管理系統評價等14項調查內容對企業管理系統進行綜合評價，通過發現的儲罐管理系統缺陷，指導企業改進和加強儲罐管理工作，全面提高儲罐管理水平和技術水平。

2.4.2 儲罐平均失效概率

以《無損檢測 常壓金屬儲罐聲發射檢測及評價方法》（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儲罐罐壁實際狀況不存在罐體破裂失效狀況可能性發生，因此在評估時，選擇小、中、大三種失效概率進行計算，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間和檢驗有效性（包括檢驗次數）相關的函數，其計算通常考慮4種損傷因子：減薄損傷因子、外部損傷因子、應力腐蝕開裂損傷因子、脆性斷裂損傷因子。A101儲罐主要用于儲存油品介質，且工作溫度為常溫，因此不存在應力腐蝕開裂損傷失效模式。

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，有開裂和爆炸危險。因此，報告對眼睛、身體、手部防護進行了說明，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行了詳細分析。

2.4.5 總體風險評價

A101儲罐的主要損傷機理為腐蝕減薄損傷，總體風險為低風險1。

2.5 在線檢測——聲發射檢測

2016年2月26日進行了聲發射檢測，聲發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，關閉罐根閥并保持儲存介質靜置2 h以上.檢測時，繼續關閉罐根閥及其它干擾源，如攪拌器、加熱設施、泵、施工機械等。采用聲發射檢測儀PAC SAMOS-48，檢測頻率20~100 kHz，檢測過程中周邊環境干擾因素滿足檢驗要求。檢測厚，從罐底板的定位事件圖（圖2）上可以看出，罐底中心基本無定位事件，說明底板的腐蝕或定位較低，底板處于穩定狀態。經對噪聲信號濾波處理后，剩余聲發射事件數量基本消滅，排除罐底產生泄漏缺陷。依據《無損檢測 常壓金屬儲罐聲發射檢測及評價方法》（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  儲罐底板聲發射檢測定位圖

2.6 在線檢測——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的罐體表面，在第一層沿罐體四周進行測厚（儲罐介質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），其余點沿罐體扶梯進行測厚。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

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

圖4  罐底板漏磁檢測結果

圖5  修復前后對比

3 結束語

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

儲罐檢測是一個系統工程，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間、檢測內容、檢測方法，有助于儲罐管理者在本次檢測后開展具體的管理工作，同時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）