5 000 m3原油儲罐底板的漏磁檢測

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(中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化分公司研究院，新疆 獨山子 833600)

儲罐是油庫、港口和石油化工企業(yè)存儲液體原料及中間產(chǎn)品的重要設(shè)備。位于儲罐最底層的罐底板，其上表面接觸含水的存儲介質(zhì)，下表面則與罐基礎(chǔ)接觸，是儲罐最容易發(fā)生腐蝕的區(qū)域[1]。

為了對罐底板進行快速普查并對其腐蝕缺陷做出定量評價,人們研究出了多種方法。其中漏磁無損檢測方法受到廣泛關(guān)注,其直接利用罐底板材料良好的導(dǎo)磁性能，具有原理簡單、檢測速度快、不受罐底板表面油污及其他非導(dǎo)磁覆蓋物限制等優(yōu)點，因此在罐底腐蝕缺陷檢測方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。

現(xiàn)以某石化公司5 000 m3原油罐為例介紹漏磁檢測技術(shù)的應(yīng)用。該儲罐1986年1月由河南化建制造安裝投用。該罐為拱頂常壓儲罐，容積5 000 m3；儲罐內(nèi)介質(zhì)為柴油；儲罐規(guī)格：φ21 000 mm×15 800 mm×5 mm/6 mm/8 mm/10 mm/12 mm，材質(zhì)為Q235B。

1 漏磁檢測技術(shù)

1.1 原 理

漏磁檢測的原理如圖1所示。當鐵磁性板材被外加磁化裝置磁化后，在板材內(nèi)可產(chǎn)生感應(yīng)磁場，若板材上存在腐蝕或機械損傷等體積性缺陷，則磁力線會泄漏到板材外部，從而在其表面形成漏磁場。在磁化裝置中部放置一個磁場傳感器(通常采用霍爾元件或線圈等磁場傳感器)，磁場傳感器將底板上由缺陷產(chǎn)生的(漏磁場)漏磁信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后通過放大、濾波和信號處理，對于儲罐底板壁厚減薄缺陷，可給出缺陷深度的當量；對于裂紋性質(zhì)的缺陷，可以通過漏磁信號標準JB/T 10765—2007《無損檢測 常壓金屬儲罐漏磁檢測方法》進行分析。

1.2 設(shè)備簡介

該次檢測所使用的底板漏磁檢測儀為Floormap 3D漏磁掃描儀,64通道(256個傳感器,有效檢測寬度300 mm,掃描速度0.5 m/s；測試底板最大厚度12.5 mm,最大穿透涂層厚度6 mm；靈敏度為20%；質(zhì)量55 kg；掃查范圍為100%(機械障礙除外)。

2 檢測前準備

2.1 確定儲罐基準、板基準和底板編號

在檢測前，檢驗人員對該儲罐底板進行了儲罐基準、底板編號、板基準以及板方向的確認，如圖2所示。

2.2 漏磁檢測設(shè)備校準

為了保證設(shè)備的靈敏度，必須在與檢測底板相同厚度的標準校準試板上進行標定。此次被檢儲罐的底板厚度為6 mm，底板材質(zhì)為Q235B。所以選擇的標準校準試板也是6 mm。校準曲線如圖3所示。

圖2 儲罐底板編號示意

圖3 6 mm校準曲線

3 現(xiàn)場檢測及結(jié)果分析

利用Floormap 3D漏磁掃描儀，對某廠5 000 m3原油儲罐罐底板進行漏磁檢測(無障礙區(qū)域)。該儲罐直徑21 000 mm，其底板中幅板設(shè)計厚度6 mm，邊緣板設(shè)計厚度8 mm，罐底板防腐蝕層破損嚴重，承裝介質(zhì)為原油，材質(zhì)Q235B。漏磁檢測發(fā)現(xiàn)中幅板4處深度超過壁厚40%的腐蝕缺陷，詳細缺陷位置及腐蝕深度見圖4至圖7。

漏磁檢測發(fā)現(xiàn)的4處缺陷分別進行宏觀檢查和超聲波壁厚檢測的復(fù)驗，利用焊接檢驗尺對表面腐蝕坑進行深度測量發(fā)現(xiàn)，板編號為5-4的腐蝕坑深2.90 mm，具體缺陷如圖8所示；板編號為6-7的腐蝕坑深3.50 mm，具體缺陷如圖9所示。利用超聲波測厚儀對上表面無明顯腐蝕的板4-4和5-5漏磁掃查區(qū)域的缺陷定位處進行壁厚檢測，發(fā)現(xiàn)4-4壁厚最小值2.61 mm，發(fā)現(xiàn)5-5壁厚最小值2.05 mm。漏磁檢測的數(shù)據(jù)與實際復(fù)驗測量的結(jié)果及偏差見表1。

圖4 4-4號缺陷位置及腐蝕深度

圖5 5-4號缺陷位置及腐蝕深度

圖6 5-5號缺陷位置及腐蝕深度

圖7 6-7號缺陷位置及腐蝕深度

板編號最大缺陷深度當量,%腐蝕坑深度/mm最小壁厚值/mm偏差/mm4-4573.422.61+0.035-4482.883.10-0.025-5663.962.05+0.016-7583.482.54-0.02

注：缺陷深度當量表示缺陷相對于板厚的百分比。

圖8 5-4號腐蝕坑

圖9 6-7號腐蝕坑

綜合漏磁檢測結(jié)果、宏觀檢查結(jié)果及超聲波測厚結(jié)果，根據(jù)SY/T 5921—2011《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規(guī)程》，對發(fā)現(xiàn)的超標缺陷進行評價，決定對超過45%的缺陷進行區(qū)域貼板補焊[2]。

4 結(jié) 論

儲罐底板漏磁檢測技術(shù)在儲罐檢測中應(yīng)用越來越多，和其他無損檢測方法相比其優(yōu)點是能夠快速、直觀地檢測出儲罐底板腐蝕坑狀缺陷，尤其能夠檢測出儲罐底板下表面的腐蝕坑狀缺陷，其結(jié)論對于做出不修、修補和更換底板的決定起著重要作用。底板漏磁檢測技術(shù)雖然有其特有的優(yōu)點，但經(jīng)過大量的檢測實例也發(fā)現(xiàn)了一些局限，如鐵磁性雜質(zhì)對檢測精度的影響、檢測覆蓋率由于儲罐底板的結(jié)構(gòu)原因不能保證對底板100%的檢測、底板厚度對漏磁檢測的靈敏度的影響、具體缺陷信號的分析及缺陷的定位精度等，在日后檢測中需做進一步研究。