澳大利亞石油儲罐運行管理標準分析

馬偉平　蔡　亮　劉　娜　劉　翀　單麗麗

1.中國石油管道科技研究中心,　河北　廊坊　065000；

2.中國航油集團津京管道運輸有限責任公司,　天津　300300；

3.廊坊中油朗威工程項目管理有限公司,　河北　廊坊　065000；

4.中國石油天然氣管道局第四工程分公司,　河北　廊坊　065000

5.中國石油西部管道公司，　新疆　烏魯木齊　830000

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澳大利亞石油儲罐運行管理標準分析

馬偉平1蔡亮2劉娜3劉翀4單麗麗5

1.中國石油管道科技研究中心,河北廊坊065000；

2.中國航油集團津京管道運輸有限責任公司,天津300300；

3.廊坊中油朗威工程項目管理有限公司,河北廊坊065000；

4.中國石油天然氣管道局第四工程分公司,河北廊坊065000

5.中國石油西部管道公司，新疆烏魯木齊830000

基于儲罐事故頻發的問題,提出借鑒國外儲罐運行管理標準改進國內標準的理念。目前儲罐消防安全、儲罐清洗已開展了國外標準研究,但對澳大利亞管道和儲罐標準的研究較少。對澳大利亞石油儲罐運行管理標準(AS 4971-2008標準)與國內相關標準進行比較,得到差異主要體現在儲罐日常巡檢制度和儲罐附屬設施檢驗方面。通過對比分析，提出借鑒澳大利亞石油儲罐運行管理標準改進國內運行管理標準的建議。

澳大利亞；石油儲罐；標準分析；運行管理

0　前言

隨著我國石油戰略儲備需求增加,儲罐建設趨于大型化[1]。通過借鑒美國API 650《焊接鋼制石油儲罐》、日本JIS B 8501《焊接鋼制石油儲罐》等技術標準,我國已掌握15×104m3大型儲罐的設計和建造技術[2]。近年來儲罐事故時有發生,極易造成巨額財產損失和生態災難,例如2010年7月16日大連油庫火災爆炸事故[3]。因此,有必要深入研究國外儲罐運行管理標準,提升儲罐安全管理水平[4-5]。目前國內已開展相關研究,例如《國內外儲罐事故案例及儲罐標準修改建議》[6]基于國外典型儲罐事故案例的經驗教訓提出了國內標準改進建議；《儲罐設計標準關鍵技術問題探討》[7]研究了國外儲罐標準在消防設計、安全附件設計領域的先進理念；《美國消防協會標準NFPA 326-2010分析》[8]介紹了美國消防協會(National Fire Protection Association,NFPA)標準NFPA 326-2010在儲罐進入、氣體檢測和儲罐清洗等方面的推薦做法。

澳大利亞是天然氣管道行業較發達國家,截止2009年,澳大利亞高壓長輸管道近30 000 km,低壓配送管道超過90 000 km。目前國內針對澳大利亞管道和儲罐標準研究較少,《澳大利亞管道運行管理標準AS 2885.3-2012剖析》[9]以AS 2885.3-2012為例,介紹了澳大利亞管道投產、站場安全和管道線路管理的先進理念。本文以澳大利亞國家標準AS 4971-2008《大型鋼制立式石油儲罐的檢驗和完整性監控》(以下簡稱AS 4971-2008標準)[10]為例,研究了澳大利亞石油儲罐標準與國內相關標準的差異,借鑒澳大利亞石油儲罐標準的先進理念,對提高我國儲罐運行管理技術水平具有重要意義。

1　澳大利亞石油儲罐運行管理標準簡介

澳大利亞標準協會(Standard Australian,AS)出版的AS 4971-2008標準,前身是澳大利亞石油協會(Australian Institute of Petroleum,AIP)標準AIP CP 16-1993,AS ME-017可燃和易燃液體委員會(Flammable and Combustible Liquids)將AS 4971-2008標準提升為澳大利亞國家標準。AS ME-017成員包括澳大利亞消防理事會、澳大利亞工業協會、澳大利亞石油學會、國防部、昆士蘭緊急事務部、維多利亞工傷保險局、澳洲消防協會和澳洲消費者保障協會等,基本涵蓋儲罐設計、施工、運行的制造商、運營商、公眾、政府和學術團體,在一定程度上代表了澳大利亞石油儲罐檢測和運行監控的技術水平。

AS 4971-2008標準核心內容是石油儲罐檢測和運行管理的技術要求和推薦做法,以保證在役運行大型石油儲罐的結構完整性。該標準適用于終端或轉運油庫、商業油庫的大型立式鋼制石油儲罐。

2　中國儲罐運行管理標準

涵蓋儲罐運行管理、操作維護和檢驗檢測的中國標準主要有：SY/T 5921-2011《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程》(以下簡稱SY/T 5921-2011標準)[11]，SY/T 6926-2012《常壓和低壓儲罐檢驗的推薦做法》[12]，SY/T 6620-2005《油罐檢驗修理改建和翻建》(等同采標API Std 653-2001)[13]等。中國標準針對儲罐工藝操作的技術要求比較完善,建立了日常維護保養、季度維護保養和年度維護保養的管理制度,以及罐底板、罐壁和儲罐附屬設施的檢測修理。存在的主要問題是隨著罐區規模擴大,人員定額不能滿足要求,因此在儲罐巡檢異常報告、儲罐附屬設施檢查等方面有待改進,儲罐設施安全可靠性和員工安全責任意識有待提高[14]。

3　儲罐運行管理制度

SY/T 5921-2011標準規定應建立儲罐巡回檢查制度,以及儲罐運行工藝參數表和儲罐技術檔案。AS 4971-2008標準規定應建立儲罐維護和檢測的標準程序、記錄文件和安全工作方法,鼓勵操作維護人員或巡檢人員在儲罐巡護過程中發現異常情況并報告。

針對儲罐運行管理制度,中澳標準基本一致,AS 4971-2008標準重視巡護人員的主觀能動性。近年來國內油庫應用了油庫中控SCADA系統、液位報警系統、工業電視監控系統和周界防護系統等,但仍不能完全避免儲罐事故,人工檢尺、人工巡護、人工上罐檢查等方式對于及時發現儲罐隱患、事故報告和初期處置仍具有不可替代的作用[15]。

4　儲罐日常維護

SY/T 5921-2011標準規定儲罐維護分為日常維護、季度維護和年度維護；AS 4971-2008標準規定月度例行檢查由經驗豐富的技術人員負責完成,中澳標準關于儲罐日常維護項目見表1。

表1中澳標準規定的儲罐日常維護項目

標準編號維護類型儲罐日常維護項目AS4971-2008月度維護罐壁滲漏和外腐蝕、液位計及控制和報警裝置、罐頂雨水排放管、量油孔、保溫層、浮頂、浮艙與密封、接地連接通風口(包括低壓、常壓和緊急通風口)、排污水系統、儲罐閥門、盤梯(扶梯)、基礎泄漏跡象,以及罐底板與基礎滲水、庫存管理與損耗記錄SY/T5921-2011日常維護罐體滲漏、液位計及高低報警、罐頂緊急排水管、量油孔、儲罐保溫伴熱、一二次密封、靜電導線接地季度維護呼吸閥、排水閥、進出罐閥年度維護盤底(扶梯)、基礎與罐底

針對“罐壁滲漏、液位計、緊急排水管、量油孔、保溫層、二次密封、接地”等,中澳標準基本一致；針對“儲罐閥門”檢查,中澳標準檢測周期分別為每月一次和每季度一次,SY/T 5921-2011標準側重檢查閥門閥體、填料函完好狀況,AS 4971-2008標準側重通氣孔檢測,確認儲罐處于負壓、常壓或低壓狀態,如適用啟動緊急通風裝置；針對“盤梯(扶梯)、罐底和基礎滲漏”,中澳標準檢測周期分別為每月一次和每年一次；此外AS 4971-2008標準還規定了儲罐庫存管理和損耗記錄。針對儲罐維護項目,AS 4971-2008標準均每月一次,SY/T 5921-2011標準則按照設施重要程度、使用頻率和易損性劃定維護頻率,儲罐和附件設施故障、失效具有不可預見性,人為劃定儲罐維護周期不合理,也不利于制定高效的儲罐維護計劃文件。AS 4971-2008標準重視日常儲罐巡檢報告制度,儲罐及附屬設施維護統一執行每月一次的規定具有借鑒意義。因此針對儲罐日常檢查維護,AS 4971-2008標準更嚴格細致。

5　儲罐定期檢驗

5.1儲罐外部檢驗

SY/T 5921-2011標準規定了儲罐檢測內容和評定要求；AS 4971-2008標準規定儲罐外部檢驗項目,見表2。

SY/T 5921-2011標準針對儲罐基礎(沉降)、罐壁板、罐頂的檢測評定技術要求比較完善,規定儲罐附件檢測按照GB 50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲罐施工及驗收規范》側重對儲罐焊縫質量、幾何尺寸進行檢查,未涉及儲罐工藝管道和人孔等儲罐附件。AS 4971-2008標準規定了扶梯(盤梯)檢驗項目,包括鋼結構、焊接件、底座、踏板間隙和扶手,中國標準未涵蓋,建議補充工藝管道變形、人孔焊縫、扶梯(盤梯)鋼結構等儲罐附件設施的外部檢驗項目。

表2AS 4971-2008標準規定的儲罐外部檢驗項目

檢驗項目檢驗內容盤梯、平臺及扶梯鋼結構,焊接附件,踏板間隙,扶手護欄固定罐頂穿孔,接縫處滲漏和腐蝕,扶手,通風口正常工作浮頂罐頂罐頂定心與防轉裝置,浮頂密封,浮艙室腐蝕與泄漏,緊急排水管,電氣連接,泡沫管線,泡沫產生室罐壁涂層狀況,外腐蝕與泄漏,抗風圈和加強圈,罐壁板彎曲,罐底板裂縫,接地連接,焊縫質量基礎儲罐不均勻沉陷,泄漏跡象,罐底板與基礎滲水儲罐附件管道變形狀況,人孔和管道與儲罐的焊縫,閥門狀況

5.2儲罐壁板厚度測試

AS 4971-2008標準規定儲罐壁板厚度檢測應與儲罐外部檢驗共同實施,并根據腐蝕速率、運行狀況確定檢測周期,在滿足條件的情況下，優先采用超聲掃描方式,其次是現場測試儲罐底板厚底,但儲罐每塊壁板應至少現場測試一個點；重點檢查腐蝕嚴重區域；為保證測試準確,應去除涂層,凹坑應打磨表面；重點測試罐底板以上300 mm區域,以及水底沉降的儲罐。

SY/T 5921-2011標準針對罐壁板腐蝕檢測點的布置、數量的規定比較嚴格,例如采用超聲波測厚儀對于一個檢測區(一塊板或者局部腐蝕區)的檢測點不少于5個；罐壁板重點檢測區域一般在底板向上1 m范圍內。AS 4971-2008標準規定了罐底板以上300 mm,針對罐壁板重點檢測區域,SY/T 5921-2011標準則更嚴格。罐壁板檢測周期SY/T 5921-2011標準未規定,AS 4971-2008標準規定儲罐壁板厚度檢測應與儲罐外部檢驗共同實施,檢測周期不超過10年,具有借鑒意義。建議中國標準規定儲罐底板檢測周期不超過10年,并結合腐蝕速率、運行狀態、上一次檢測評價結果等因素綜合確定儲罐底板檢測周期。

5.3儲罐內部檢驗

AS 4971-2008標準規定儲罐應優先進行外部檢驗,根據外觀檢驗結果確定維修,以及是否進行內部檢驗,檢驗項目見表3。

SY/T 5921-2011標準未明確區分儲罐外部和內部檢驗。SY/T 6620-2005標準規定內部檢驗主要查明罐底板腐蝕和滲漏，罐底板和罐壁板厚度，儲罐底板沉降狀況等。中國管道行業一般在儲罐大修的同時進行外部和內部檢驗[16],此外罐底板由于沉積水存在,罐壁板與油品直接接觸,罐底板內腐蝕程度相對罐壁板腐蝕程度更為嚴重[17]；由于制造質量問題,出現如圖1、2、3的儲罐排水管金屬軟管部分容易失效，刮蠟器和加熱盤管腐蝕嚴重的現象,應通過儲罐內部檢驗驗證其性能狀況[18]。因此，中國標準應補充儲罐中央排水管、立柱、加熱盤管和攪拌機等儲罐內部設施檢驗的內容。

表3AS 4971-2008標準規定的儲罐外部檢驗項目

檢驗項目檢驗內容儲罐底板罐壁板與底板連接區域,罐底板點蝕、穿孔、彎曲,罐底板下部腐蝕儲罐罐壁罐壁板與底板連接區域,進出罐管線內部焊縫,罐底板垂直焊縫,內涂層狀況,內腐蝕固定罐頂如外部檢驗測試罐頂板材厚度減少,應進行內部檢驗,特別注意罐頂邊緣角鋼區域浮頂浮艙泄漏,罐頂排水管,中央排水管金屬軟管,扶梯,立柱,靜電消除器內部設備加熱盤管,攪拌器

圖1　儲罐內部中央排水管金屬軟管失效

圖2　儲罐內部刮蠟板腐蝕

圖3　儲罐內部加熱盤管腐蝕

5.4儲罐檢驗周期

SY/T 5921-2011標準規定儲罐修理周期一般為5～7年,新建儲罐第一次修理周期不宜超過10年,儲罐檢測一般在修理周期到達前一年內進行,根據儲罐檢測評價結果,儲罐修理周期可適當延長或縮短。AS 4971-2008標準規定儲罐外部檢驗周期不超過10年,儲罐檢驗周期取決于運行年限、環境狀況、設計標準、運行和維護狀況等。綜合考慮中澳標準,建議儲罐檢驗周期可適當延長至10年,近年來隨著儲罐聲發射等技術的應用[19-20],可對儲罐整體狀況進行科學評價,準確掌握儲罐腐蝕速率和剩余厚度等參數,另一方面可減少工作量,降低儲罐維護費用[21-22]。

6　結論

通過分析AS 4971-2008標準,建議中國標準可以借鑒以下幾方面：

1)重視儲罐日常巡檢報告制度,充分發揮員工主觀能動性,鼓勵操作維護人員或巡檢人員在儲罐巡護過程中發現異常情況,盡可能消除儲罐潛在事故隱患。

2)考慮儲罐設施故障時效具有不可預見性,按照設施重要程度、使用頻率和易損性劃定維護頻率等因素確立儲罐維護周期。儲罐設施執行統一維護計劃,此外涵蓋了儲罐負壓/常壓狀態檢查、庫存管理和損耗記錄等新增項目。

3)建議中國標準補充工藝管道變形、人孔焊縫、扶梯(盤梯)鋼結構等儲罐附件設施的外部檢驗項目。

4)建議中國標準補充儲罐中央排水管、立柱、加熱盤管和攪拌機等儲罐內部設施檢驗的內容。

5)建議根據腐蝕速度、運行狀態確定儲罐結構完整性和剩余使用壽命,儲罐檢驗周期約10年,有利于降低儲罐維護費用。

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2015-05-06

馬偉平(1979-),山東惠民縣人,高級工程師,碩士,主要從事國外標準跟蹤和采標、油氣管道技術標準研究工作。

10.3969/j.issn.1006-5539.2016.02.021