儲罐檢驗技術的完整性體系研究

劉斌(中海石油技術檢測有限公司，天津 300452)

0 引言

海上石油開采后需要運送至陸地終端存儲，因此儲罐是終端重要設施之一，保障儲罐的安全就是保障日常生產安全。伴隨各種先進的檢測檢驗技術的誕生、完善和進步，完整性管理技術也隨之產生，是一種高級的綜合設備管理模式。儲罐的完整性管理評價是通過先進的檢驗技術，獲取與專業管理相結合的儲罐信息，對儲罐的實用性進行評估的過程[1]。

完整性是指以安全和可靠為目標，以設備設施物理結構完整和功能正常為表現的一種受控的服役狀態[2]。過去常采用的檢測手段外觀檢測和開罐檢測為主，外觀檢測結果分析不全面或者內容不詳細，加上管理者對外觀檢測結果的忽視，不能及時的理解和重視報告建議。開罐檢驗常采用超聲波、磁粉檢驗等抽檢的方式檢測，造成檢測效率低，一些危險性缺陷漏檢等現象，且檢測費用高。以上這些缺點造成不能滿足業主長期運行并安全管理儲罐的要求，隨著先進檢測技術的發展，需要將新舊檢測技術組合在一起形成檢測技術完整性體系，滿足儲罐的完整性管理要求。

1 儲罐檢測檢驗完整性體系

儲罐的在用檢驗包括例行檢查、年度檢驗、定期檢驗三種形式，其中定期檢驗由可以根據實際情況分為在線技術檢驗方法和開罐檢驗方法[3]。為了滿足儲罐完整性管理的需求和長期安全運行的經濟效果的體現，結合先進的檢驗技術的發展及完善，以及新舊檢驗技術的互補性、驗證性，在根據多年檢驗案例的總結分析，提出了建立以年度檢驗、聲發射技術為主的在線檢驗技術和漏磁技術為主的開罐檢驗技術三級組合的檢測檢驗完整性技術體系，未儲罐的完整性管理提供科學的基礎數據，辨識危害儲罐的因子，預測和評價儲罐長期安全運行的實用性，實現事故“ZERO”的目標。

1.1 年度檢查

年度檢查以外部宏觀檢查為主要手段，此外還必須要使用全站儀設備對儲罐的基礎進行沉降觀測，并對儲罐罐壁進行變形測量，使用宏觀檢查不能及時發現這些問題。宏觀檢查主要保溫層裝置破損程度、涂層狀態是否良好、安全附件和配件的運行狀態，已經是否存在滲漏。此外還要對儲罐的安全管理記錄進行檢查，監督日常例行檢查是否到位，管理狀態是否滿足完整性管理的要求。還要對罐壁和罐頂進行超聲波測厚，檢查厚度是否滿足標準規范要求，并歸納歷年的測厚數據來計算腐蝕速率，為開罐檢驗提供基礎數據參考。

1.2 聲發射技術為主的在線檢驗技術

材料中局部應力集中，快速釋放能量并產生瞬態彈性波的現象稱為聲發射。因此，聲發射技術是一種被動的檢測方式，要接受到來自被測材料的主動的聲音，需要對儲罐進行充液加壓，充液范圍在80%至100%，聲發射檢測效果良好。在壓力的作用下由應力增加而導致的腐蝕缺陷開裂或者變形，產生聲源，通過接收器接受生源信號，分析確定聲發射源的部位、性質、時差量、載荷量，評定聲發射源的缺陷嚴重程度。根據評價結果可以分為5 中狀態[3]，見表1。

表1 聲發射腐蝕缺陷評定結果

根據聲發射檢驗所定性的腐蝕狀態及評價結果，在結合近幾年年度檢驗結果的評價，綜合判斷儲罐是否需要進行開罐檢驗以及開罐檢驗時間的確定，為管理者合理安排正常保證安全運行提供依據。

聲發射檢驗是在線檢驗技術不需要停車，檢驗覆蓋面積大，對涂層及保溫設施破壞面積小，檢測時間短，費用少，兩人即可操作，但是檢測結果不是定量結論，開罐檢驗時需要嚴重聲發射檢驗結果的準確性。

1.3 漏磁技術為主的開罐檢驗技術

年度檢驗和聲發射在線檢驗屬于定性檢驗技術，而開罐檢驗技術屬于定量檢驗技術。開罐以后，漏磁技術直接接觸罐底，對介質側表面和不可見的底板背面即土壤側進行檢驗，利用軟件對磁通量的變化規律來判斷腐蝕程度的百分比，且能夠準確定位。到目前為止，漏磁檢測是鋼制儲罐底板腐蝕檢測效率和準確度最高的檢測方法[1]。

根據無損檢測的特點，沒有那種技術是100%精準，因此為了更好的判斷結果，需要采用超聲波測厚，和磁粉探傷對漏磁進行復檢，進一步確定腐蝕坑的深淺，依據是否存在裂紋和開裂的現象。

通過檢測檢驗完整性技術體系的三級檢驗，保證了儲罐長期高效安全的運營和管理，提高了檢測檢驗的效率和檢測的精準度，降低了檢驗費用，更主要的是合理的安排了開罐的時間，更減少了開罐的數量和頻次，提高了經濟效益。

2 儲罐檢驗技術完整性體系的應用

利用三年的時間對48 臺儲罐采用了檢驗完整性體系的方法進行了檢驗及評估，因為大部分儲罐投產時間都較長，根據結果綜合評定其中12 臺繼續進行在線檢驗，36 臺分批次進行開罐檢驗。

檢驗結果為：其中存在超標缺陷及較大問題儲罐27 臺，占開罐檢驗比例75%；在線檢驗中的2 臺儲罐需增加在線檢驗頻次。

問題總結：

(1)腐蝕問題：其中最為嚴重的為底板腐蝕穿孔4 臺；頂板腐蝕穿孔2 臺；另外腐蝕嚴重19 臺；比率52%。

(2)遺留建造問題：包括裂紋、未焊透、未焊滿、氣孔等10臺；比率20.8%。

(3)疲勞裂紋問題，主要為罐底長期運行產生的超標疲勞裂紋5 臺，比率10.4%。

3 結語

建立儲罐數據管理系統，根據檢驗技術完整性需求，完善檢驗數據，并形成持續的檢驗計劃。

由專業隊伍實施的檢驗技術完整性體系是檢測儲罐危害的先進手段，以前生產單位也在開展儲罐檢驗，主要以委托檢驗為主、自檢為主，從本次檢驗完整性結果看，前期的檢驗工作未達到消除隱患的目的，儲罐檢驗技術完整性工作的規范化是必須的。

標準中對使用期限達到9年且未進行過開罐檢驗的要求必須開罐檢驗，此次檢驗通過統計得出運行9年以上，檢驗發現存在嚴重危害需要維修的占69%，說明9年開罐檢驗期限是比較科學的，需要嚴格遵守。

儲罐檢驗完整性是個持續的過程，年度檢驗、在線檢驗技術、開罐檢驗技術的三級檢驗工作前后有序結合，保持完整性和連續性。

生產單位對于儲罐安全的重要性認識程度要提高，檢驗技術完整性管理工作持續加深。