國內外儲罐維護模式差異分析與新技術介紹

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國內外儲罐維護模式差異分析與新技術介紹

儲罐的檢測與維護是油庫安全運營管理的重要工作。與國外發達國家相比，我國在儲罐維護模式和檢測技術應用上仍有一定差距。

1. 國內外技術差異分析

我國常壓儲罐的維護主要采用定周期的模式，一般5～7年實施一次，主要方式是儲罐開罐清洗后，采用常規無損檢測技術對罐體進行腐蝕和焊縫缺陷檢測，并依據相關標準進行評價，對不合格部位進行修理。這種定周期維護模式往往造成狀態良好的儲罐頻繁開罐，而且存在檢修時間長、成本高等問題。國外發達國家，儲罐維護主要采用動周期模式，下一次開罐檢修周期往往依據本次檢測評價確定的安全運行周期為依據，這種維護模式不會出現頻繁開罐的現象，很多時候儲罐運行12～20年才開罐一次，從而在確保安全的情況下，大大降低儲罐維護成本，提高儲罐的使用率，增加效益。

罐體缺陷檢測方式上，我國與歐美發達國家也存在較大差異。國外罐體檢測區分外部檢測（儲罐在役時的外部罐壁目視與超聲測厚檢測）和內部檢測（開罐后的底板檢測），通常內部檢測和外部檢測周期并不一致，一般外部檢測容易實施，且檢測周期短（每5年或者腐蝕速率確定的1/4剩余壽命內實施一次），而內部檢測的周期相對較長，根據腐蝕速率的不同一般10～20年實施一次。內部檢測通常開罐實施，實際上一旦儲罐開罐，儲罐業主會實施最為全面的儲罐檢測維護，相當于我國的儲罐大修。我國儲罐的大修周期短而且是定周期，罐體的檢測并不像國外那樣區分外部檢測和內部檢測，而是開罐后一次性對罐體進行同步檢測。定周期維護模式不僅不利于儲罐的高效利用，而且給儲罐業主的安全維護帶來巨大壓力，特別是在有限的人力、物力和財力資源下，往往會造成同一時期建設的儲罐運行一定時間后難以同步實施開罐檢測維護。

罐體缺陷檢測是儲罐維護的重要內容，主要包括罐壁、罐頂和罐底的腐蝕檢測和焊縫檢測。在具體的檢測技術上，國內外在儲罐焊縫檢測方面主要采用超聲波、磁粉、滲透、真空試漏等手段，與國內差異不大；在腐蝕缺陷檢測方面與國內差異較大，國外儲罐外部腐蝕檢測主要采用超聲測厚或者超聲爬行器在線掃描技術，內部檢測主要在開罐的情況下采用漏磁掃描技術配合超聲測厚復驗的方式，或者采用機器人定量在線檢測技術代替開罐檢測，甚至采用聲發射技術進行底板泄漏檢測；國內針對罐體腐蝕檢測普遍停留在開罐超聲測厚抽檢的階段，缺乏全面的掃描檢測，缺陷漏檢的情況時有發生，特別是底板背面或者保溫層下壁板的缺陷。

由于儲罐底板是儲罐最容易發生腐蝕的部位，業界對儲罐底板在線檢測技術的需求強烈，國外在此領域主要有三種技術：聲發射、超聲導波和機器人技術。其中，聲發射技術在儲罐腐蝕狀態的定性預評估方面具有突出優勢，但是不能定量評價儲罐底板的腐蝕類型和腐蝕部位，不具有與開罐檢測同等的效果；導波技術在儲罐底板檢測方面具有相當大的局限性，往往只能檢測儲罐邊緣板部分，其結果不能反映整個底板的狀況，因此一般只作為輔助性技術應用；機器人技術是最為先進的底板在線檢測技術，也是目前為止唯一的定量檢測技術，可定量給出缺陷的信息，準確性高，能夠達到開罐檢測的效果，美國的儲罐機器人內檢測技術發展迅速，并且已經出現多款工業化產品。近些年，我國對底板在線檢測技術的應用需求較為強烈，其中聲發射技術的研究與應用較為迅速，其他在線檢測技術發展相對滯后，特別是在罐底板機器人定量在線檢測技術方面。

2. 實用型新技術簡介

（1）罐底淤積層形貌檢測技術。目前，基于超聲波原理對罐底淤積層形貌進行檢測的技術已經成熟。該方法通過罐頂支柱套管孔將超聲傳感器插入罐內，利用油品和淤積層界面會反射聲波的特性，對整個罐底淤積層進行測量，從而實現淤積層形貌的精確成像（圖1）及體積計算，具有不接觸淤積層、測量精確，速度快等特點。

圖1 檢測原理示意圖（左）和罐底淤積層輪廓（右）

（2）脈沖渦流檢測（Pulsed eddy current testing，PECT）是渦流檢測（Eddy current testing，ECT）技術一個新的分支。與傳統渦流檢測技術相比，PECT技術采用的激勵信號為矩形脈沖而不是正弦波，其寬頻譜、大電流的激勵特性使其具有非接觸式遙感的能力，從而能透過包覆層檢測管道腐蝕。PECT技術具有以下優點：（1）可以實現完全不拆卸包覆層的在線檢測，無須停機；（2）適合于快速的掃查檢測；（3）可用于惡劣環境下的檢測，檢測結果不受管表面狀況的影響，如高溫、粗糙不平、布滿水下生物等；（4）檢測成本低，安全性好。

PECT技術對于帶包覆層管道/容器的腐蝕檢測具有顯著優勢。在帶包覆層管道的檢測方面，美國大西洋里奇菲爾德公司（Atlantic Ridgefield Company，ARCO）、荷蘭皇家殼牌集團（Shell Group）和荷蘭RTD公司進行了深入研究并開發出了商用化檢測設備。目前，荷蘭RTD公司在該領域處于世界領先地位。

我國原油儲罐和柴油儲罐往往采用保溫層，一方面可以減少熱量損失、維持操作系統的溫度、節約能源，另一方面也可以阻止外界有害介質接觸到設備金屬表面，提高其安全運行能力。然而，一旦保溫層的外防護層發生破損，在保溫材料和基體金屬間局部區域就會形成腐蝕環境，導致保溫層下腐蝕的發生。PECT技術的出現為儲罐保溫層下腐蝕的檢測提供了可行方法，避免了大量拆除保溫層進行傳統目視和測厚檢測的不足。

（3）浮頂罐邊緣密封在線檢測技術。浮頂原油儲罐密封狀態檢查是儲罐維護的內容之一。其中，外浮頂儲罐由于人員可以上到罐頂，對密封的目視檢查容易實施；內浮頂儲罐由于罐頂的遮擋，內浮盤邊緣密封難以觀察，通常維護人員打開罐頂透光孔進行目視檢查，甚至下到內浮頂上進行直接的檢查。1993年美國ARD環境有限公司著手開發針對浮頂密封的遠程遙控視覺檢測技術，1996年開發出了Quik-Look產品。目前，Quik-Look不僅可用于內浮頂邊緣二次密封的檢查，還可以檢測拱頂儲罐頂板內表面和介質液面以上壁板內表面的腐蝕情況。

3. 總結

（1）儲罐長周期的動態安全維護不僅可以提高儲罐的運行效率，而且節約維護成本，有利于維護資源的合理利用，是大型罐區維護的科學做法。目前，我國的定周期大修維護模式較為保守，未來基于儲罐剩余壽命預測的動態周期維護模式是發展趨勢。

（2）罐體缺陷的檢測對于儲罐的安全至關重要，為了確保儲罐的長周期安全運行，一方面應全面推廣漏磁掃描技術在開罐缺陷檢測中的應用，并充分挖掘檢測數據的價值，改變只用來評價是否合格的單一應用模式；另一方面應加強在線檢測技術的應用，特別是罐底在線檢測技術，提升儲罐的維護效率、節約維護成本。

（3）隨著科技的進步，過去儲罐維護過程中難以精確檢測，甚至無法經濟高效檢測的內容，現在已經成為可能。其中，罐底淤積層超聲檢測技術、保溫層下腐蝕的脈沖渦流檢測技術、浮頂邊緣密封在線檢測技術值得開展應用研究，并加強新技術與成熟技術的集成應用，推動儲罐長周期的安全、高效、經濟、環保運行。

康葉偉 管道科技研究中心防腐所