十萬方原油儲罐浮頂滲漏原因和防滲漏方法

摘 要：某原油商業儲備庫工程10座10萬方儲罐年底完工投產，7座罐在進油半年后，出現不同程度滲漏。對剩余三座罐采用“船艙底板搭接縫正壓試漏法”進行檢查、修補后，進油后至今未出現滲漏，效果十分明顯。本文針對浮頂底板滲漏，從浮船底板焊接設計和試漏檢測兩方面，闡述浮頂滲漏的原因，并提出防滲漏措施和方法。

關鍵詞：原油儲罐；浮頂底板；滲漏

中圖分類號：TE133+.1 文獻標識碼：A

1案例介紹

某原油商業儲備庫工程共新建10座10萬方儲罐，年底竣工投產，次年初1#、2#、3#、7#、8#、9#、10#儲罐陸續進油，6-7月管理人員巡檢時發現進油的7座罐共32個船艙出現不同程度的滲漏，滲漏點共40處，經檢查發現，滲漏點位置及缺陷類型如表1：

滲油事故發生后，為保證其余三座罐進油后不再滲油，我們采用了“船艙底板搭接縫正壓試漏法”進行檢查，檢查出多處漏點，修補后繼續進行試壓直至合格，該三座罐進油后，至今未發現滲漏。

2滲漏發生原因分析

2.1從浮船底板焊接設計分析

2.1.1雙盤式浮頂儲罐的浮船底板厚5mm，焊接均采用搭接方式。《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》規定：“船艙底板上表面的搭接焊縫，應采用連續滿角焊，下表面可采用間斷焊”。以往的設計下表面均采用間斷焊，近年來，隨著儲罐容積的增大，一些設計單位擔心浮船漏油，將底板下表面焊縫設計為密封焊。

2.1.2通常認為采用密封焊能使浮頂底板焊縫起到雙密封的作用，與間斷焊相比能有效解決浮頂滲油事故，但根據某原油商業儲備庫工程的滲漏分析，事實是浮船底板下表面采用密封焊后反而增加了浮頂滲油事故。出現滲油事故增加的原因，有以下兩種不同的觀點。

（1）第一種觀點（《石油工程建設》2010年04期論文《大型原油儲罐浮船底板滲漏問題的探討》）：“浮船底板上下表面搭接焊縫采用全密封焊接形式，焊接完成后形成了一個寬近40mm（即浮船底板搭接寬度）、長達數千米以上的狹長通道。該狹長通道內為一個大氣壓，只要試驗負壓值不小于53KPa，一般的缺陷能被發現。但當漏點較多而缺陷較小時，隨著焊道試漏頻次的增加，被抽出的空氣量將遠大于自然補充的空氣量，使焊道狹長通道空間內的氣壓小于一個大氣壓（其負壓值與試漏頻次、漏點的大小——即自然補充的空氣量成反比），此時若還按53KPa的負壓值進行試驗，則實際作用于焊道上的負壓值小于53KPa，嚴密性試驗的負壓值減小了，就很難檢查出微小漏點，從而使檢查失效。”

這種說法欠妥，現場的施工順序可以不同，但需要先完成浮船底板上表面焊縫真空試漏后，才進行浮船底板下表面密封焊。因此，上述觀點中焊道搭接處狹長通道還未形成密閉空間，也就不會出現所謂的負壓，從而影響真空試漏的檢查效果。

（2）第二種觀點，我們認為密封焊設計本身影響了儲罐充水試驗對浮船漏點的檢查效果。分析如下：

浮船底板下表面焊縫屬于仰焊，且在儲罐浮頂下有限空間內作業，焊接時受到照明不良、通風不暢、夏天溫度高等條件限制，焊接難度大，無法保證焊接質量，起不到完全密封的效果。

儲罐充水試驗時，只能從船艙內觀察到船艙底板上表面焊道的滲漏點。如果浮頂底板上下表面焊道同時存在幾處氣孔和夾渣，而且上下表面焊道的缺陷相距很遠。在儲罐充水試驗時，下表面焊道缺陷處滲漏出的水需要通過很長的距離（幾十上百米）才能滲到上表面焊道缺陷處，在整個滲漏過程中可能因為氣溫高而使水分還未到達上表面焊道缺陷處就已蒸發完，導致不能發現漏點；也可能因為充水試驗時間短，還未等水從下表面焊道缺陷處滲到上表面焊道缺陷處，充水試驗就結束了，導致不能發現漏點。故，充水試驗對于檢查浮船底板下表面焊縫采用密封焊的效果不如采用間斷焊的好，部分缺陷沒被發現，從而導致滲油風險的增加。

2.2從施工和檢測分析

2.2.1施工分析

某儲備庫滲漏點處焊縫的主要缺陷是氣孔，氣孔的產生有以下幾種可能：

（1）浮船底板在焊接組裝前，板邊緣50mm范圍內不能防腐，在防腐施工時需粘貼膠帶對邊緣50mm進行保護，這樣就要求焊接前撕掉膠帶，有的膠帶粘貼的很牢，不易清理干凈，殘留在焊縫處的膠帶在焊接時，就會導致焊縫產生氣孔。

（2）鐵銹是極有害的，對金屬既有氧化作用，促使形成CO氣體；其中的結晶水在高溫下會析出大量氫而引起氫氣孔，焊縫鐵銹未處理干凈也是產生氣孔的重要原因。

（3）焊接過程中，工人為了完成工作量，經常會加快焊接速度，這樣會因為在電弧功率不變時，隨焊接速度的增快導致熔池存在時間減小，氣泡不容易浮出，產生大量氣孔。

2.2.2檢測分析

（1）浮船底板真空試漏

1）浮船底板真空試漏工作枯燥、施工速度慢，對試漏人技術要求很低，但對責任心要求很高。在檢查中曾經發現個別試漏人為完成工作量，弄虛作假只刷肥皂水不做真空試漏，導致部分缺陷未被發現。

2）《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范》關于真空試漏，只對真空度作了不低于53KPa的要求，未對保壓和觀察時間進行要求，這就導致試漏人為了加快施工，在真空度還為達到53KPa時就開始觀察，一旦真空度達到53KPa，未發現漏點，就結束試漏，可能會遺漏部分漏點。

3）該工程位于吐魯番地區，夏季氣溫很高，鋼板最高溫度可達80度。做真空試漏時涂抹在焊縫上的肥皂水，有時還未等真空度達到53KPa就蒸發完了，導致真空試漏失敗；還可能因鋼板溫度高水分蒸發快，在真空箱有機玻璃觀察口上凝結大量水蒸氣，觀察不清，導致部分缺陷未被發現。

（2）儲罐充水試驗

在設計分析中已經說明，浮船底板下表面焊縫密封焊時，儲罐充水試驗對浮船底板焊縫的檢查效果不佳。

3浮頂底板滲漏防治

3.1設計的選用

從設計規范來看，浮船底板下表面焊縫密封焊是合理的，但是這種設計限制了儲罐充水試驗檢測效果，如果選用這種設計應當增加一種新的檢測方法。通過實際檢驗，我們已經找到了一種行之有效檢測方法：“船艙底板搭接縫正壓試漏法”， 這樣就保障了船艙底板焊縫的雙重密封性。

3.2施工質量控制

（1）焊接前清理干凈焊縫處的膠帶、鐵銹、氧化鐵皮、油污等雜質；

（2）選擇質量可靠的焊接材料和現場考試合格的焊工；

（3）嚴格按照焊接工藝規程，控制焊接電流、電壓和焊接速度。

3.3檢測控制

3.3.1船艙底板搭接縫正壓試漏法

在浮船底板所有焊縫焊接完成后，通過向浮頂底板搭接縫間隙內鼓入壓縮空氣，在焊道上刷肥皂水或發泡液檢查焊道質量。因為船艙底板搭接縫相互之間是相通的，所有只需要在一個地方開孔注入壓縮空氣，就可以檢查所有底板搭接焊縫的質量。該方法方便有效，具體做法簡介如下：

（1）浮頂底板焊接完成后，安排多名管理人員對浮頂底板下表面焊縫逐一進行檢查、修補。

（2）在靠中央的第二圈船艙選一處靠近罐壁人孔的部位，在艙內底板三層搭接處（約30mm寬）中間部位用電鉆將第一層鋼板開通8mm信號孔，鉆孔時使用平頭鉆頭小心將第一層鋼板銑通，注意不能傷及最二層鋼板。在8mm信號孔上焊接一個M18的細絲螺母，螺母焊接時注意不能破壞內螺紋。

（3）事先加工好與細絲螺母配套的雙頭螺栓：一端帶細螺紋與螺母相配，一端帶細螺紋與帶由壬的壓縮空氣管線相接，雙頭螺栓中間有貫通的10mm內孔。

（4）將螺栓、螺母安裝好接通壓縮空氣管線，由信號孔向船艙底板焊縫內通入0.5Mpa壓縮空氣后，刷肥皂水檢查底板上下所有焊縫的嚴密性，無氣泡、無壓降為合格。若發現漏點，在對應的罐底和船艙底板上同時畫上記號，待泄壓后補焊，補焊完成后重新做正壓檢漏，直到無氣泡、無壓降為合格。

（5）試驗完成后將信號孔螺母切除，焊接封堵并加焊一塊加強板。

3.3.2真空試漏法

（1）真空試漏法簡介

真空試漏法是用來檢查浮頂底板上表面焊縫質量的方法，具體做法如下：

1）在船艙底板焊縫表面刷肥皂水或亞麻子油；

2）將真空箱壓在檢查的焊縫上，用真空泵抽氣，使真空度不低于53KPa；

3）觀察焊縫上是否有氣泡產生在有氣泡處做好記號；

4）修補處理漏點后，再進行復試直至合格。

（2）真空試漏法改進

1）因船艙底板焊縫是搭接縫，焊縫兩側不在同一平面上，真空箱底面與焊縫兩側底板無法做到同時重合，連接處的密封性比較難以控制，建議把真空箱底面由平面改成高差為5mm的臺階面，這樣就能更好的與底板搭接縫重合；

2）真空箱與底板搭接處的密封，棄用傳統的油泥膩子密封，改用高密度海綿密封，油泥膩子密封施工速度慢，溫度升高時，油泥膩子變軟，密封性降低；高密度海綿粘貼在真空箱底面，同真空箱一體，施工速度快，密封性好，在實踐中已經得到認同；

3）建議適當加大檢測真空度，延長保壓觀察時間至2min；

4）夏季不宜在中午試驗。

結語

通過以上分析，浮艙底板采用密封焊時，應做好以下幾個方面：

（1）做好施工前的技術交底，對真空試驗、船艙底板搭接縫正壓試漏人員進行崗前培訓；

（2）焊接前用電動鋼絲刷將焊縫處的鐵銹、膠帶等雜質清理干凈，焊接過程中嚴格控制焊接電流、電壓、焊接線能量和焊接速度；

（3）上表面焊道采用改進后的真空試漏時，控制真空度并適當延長檢查時間至2min，夏季不宜在中午試驗；

（4）下表面焊道進行船艙底板搭接縫正壓試漏檢測，保證下表面沒有漏點，做到浮船底板焊縫雙密封。

通過以上一系列措施將可以有效地解決浮艙底板滲漏問題。

參考文獻

[1] GB50341-2003，立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范[S].

[2] GB50128-2005，立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范[S].

[3] 大型原油儲罐浮船底板滲漏問題的探討[Z].