大型常壓儲罐在線檢測技術及應用探析

鄭峰剛

（廣東省特種設備檢測研究院湛江檢測院，廣東 湛江 524000）

常壓儲罐是我國石油化工行業重要的儲油設備之一，最大容積為15萬立方米。然而，在其應用過程中，受各方面因素的影響，往往很難對其進行測試。由于長時間使用石油和化學品造成的環境污染或泄漏，往往會導致產品在儲存過程中受到嚴重污染。在嚴重情況下，還會導致災難性事故。因此，加強常壓儲罐檢測技術的研究具有重要意義。

1 在線檢測技術

使用在線檢測技術的優點：（1）可根據設備的絕緣狀況選擇不同的檢測周期，從而顯著提高測試的有效性。（2）在線檢測可以積累大量數據，將被測設備的當前測試數據與之前的測試數據進行比較，并采用各種數值分析方法進行及時、全面的綜合分析和判斷，以便及時發現和捕捉早期缺陷，確保安全運行，減少預防性試驗間隔時間過長造成的誤差。（3）在線檢測技術的普及，有利于從常規維修向更合理的狀態維修過渡。

在線檢測相關的技術難點：（1）沒有統一的標準。各研究單位和開發商采用的檢測方法、檢測參數和判斷標準不同，導致不同在線檢測設備之間沒有可比性。（2）理論和技術尚不完善，對電氣設備絕緣特征量的研究還不夠，每次檢測和測量與絕緣剩余壽命之間沒有明確的數值關系。（3）在線檢測和干擾抑制非常困難。運操作環境中的各種干擾直接影響檢測結果的正確性，這些問題直接影響了現場測試的開展。

2 大型金屬儲罐檢測方式發展過程

由于檢測技術的落后，儲存設備會隨著時間的推移而老化，在定期檢測過程中停機會帶來經濟損失，但隨著我國經濟實力和科學探索的不斷進步，大型金屬儲罐的檢測方法也在不斷創新。

2.1 傳統檢測方案

過去，許多企業和相關部門對大型金屬儲罐進行了抽查檢測，雖然這種方法在檢測過程中也能反映大多數儲罐的安全性，但由于隨機抽樣的不確定性，一些老化儲罐可能無法檢測到，造成危險。此外，傳統的檢測方法還存在一些問題，如檢測過程中停機造成的資金消耗過多、檢測人員工作困難、檢測過程中存在一定風險等。因此，傳統的檢測方法不適合定期檢測。由于傳統的檢測方法無法實現定期檢測，也給儲罐的老化和爆炸帶來了方便，因此，傳統的檢測方法會給企業和相關部門帶來一定的損失和生產隱患。

2.2 在線檢測以及風險評估

中國經濟和技術的不斷發展也帶來了大型金屬儲罐檢測方法的變化，為了降低和減少儲罐檢測給相關企業和部門造成的經濟損失，提高儲罐檢測的安全性和效率，中國通過技術創新和研究，優化了儲罐檢測方法。采用檢測與風險評估相結合的方法，區分各區域的儲罐材料和儲罐使用時間，例如，對于一些存在安全隱患和儲存物質高風險的儲罐，采用新的聲發射技術，采用漏磁檢測等檢測方法進行詳細檢查。對于一些材料耐用、儲存物質相對安全的儲罐，只需進行簡單的檢測，相關企業和部門可以減少開罐試驗次數，從而減少經濟損失，提高儲罐的安全率。

3 常壓儲罐定期檢驗手段

3.1 常壓儲罐停工開罐檢驗手段

在儲罐停工期間，檢測人員可進入儲罐進行檢測，并根據常壓儲罐的常見故障模式，采用多種檢測方法的組合。首先，采用目視檢測法進行宏觀檢查，檢查儲罐整體結構布置、焊縫表面質量、儲罐附件、表面腐蝕等；然后，采用超聲波測厚法測量容易發生腐蝕、結垢腐蝕和液位波動的零件的厚度，從而確定壁厚的減薄情況；對于鐵磁性材料，可采用漏磁檢測方法對儲罐底板進行全面掃描，從而更直觀地獲得底板的腐蝕情況；磁粉檢測、滲透檢測、真空檢漏和其他方法可用于檢測焊接缺陷。

3.2 常壓儲罐在線檢驗

由于生產運行需要或大修停車的過程中殘留介質儲存，一些常壓儲罐受條件限制，很難排空儲罐進行停堆檢驗。可采用在線檢測方法完成檢驗。該方法主要采用基于聲發射檢測的評價方法，輔以常規超聲波測厚、目視檢測等手段。當聲發射檢測發現底板腐蝕程度嚴重或對聲發射檢測結果有疑問時，可采用超聲導波檢測方法進行復檢，以便在不打開儲罐的情況下有效確定儲罐的運行狀況，確保儲罐的安全運行。

4 常見大型常壓儲罐在線檢測技術及應用

4.1 在線檢測技術及應用

（1）聲發射檢測技術。這種檢測方法是利用聲波在儲罐壁上傳播，然后對數據進行分析，判斷儲罐是否存在老化和泄漏的風險。聲發射檢測時，聲發射傳感設備應放置在儲罐附近，然后，在使用傳感設備將聲信號傳輸到儲罐后，技術人員分析傳感設備返回的聲信號。通過聲信號分析，可以發現儲罐內是否存在老化和泄漏風險，并標出老化點和泄漏點的具體位置。射線檢測技術是通過射線的穿透來檢測產品，通過射線強度的變化來判斷產品是否有缺陷。由于聲發射檢測在儲罐檢測過程中不需要停止工作，檢測過程中也不需要太多的檢測人員，更不用說能夠完成檢測并清楚顯示儲罐內問題點的檢測人員了，所以，這種方法在儲罐檢測中經常使用。

檢測前需要做的準備：①根據儲罐容量、介質等數據，制定相應的檢測方案。②根據檢測方案的要求放置相應的聲學檢測裝置。對于非常溫暖的儲罐，在所有放置點的15cm直徑范圍內對其進行打磨光滑。③在聲發射檢測之前，將罐內介質填充至罐內位置的60%～80%，靜置10～24h。④檢測前，注意避免外部電磁干擾信號、外部機械操作聲、人員行走等外部噪聲。⑤確定并設置聲發射裝置的參數，并根據罐內不同介質來設置相應聲發射裝置的聲速和閾值，這對實驗結果的準確性具有重要的意義。不同的儲罐有著不同的標準。

（2）漏磁檢測技術。隨著我國的經濟實力的逐步增強和技術研究的不斷擴大，儲罐檢測技術出現了新的突破，即漏磁檢測技術，將大型金屬儲罐的檢測提高到了一個新的水平。漏磁檢測的工作方式是在儲罐周圍布置強磁場，通過磁場與儲罐罐壁的相互作用進行檢測。如果儲罐沒有老化和泄漏，磁場將均勻分布在儲罐管壁上。但是，如果罐壁內部出現裂紋或老化，管壁外部會出現漏磁，在檢測到漏磁點后，人員可以計算與罐壁相關的風險。與傳統的檢測方法相比，該項檢測方法能在短時間內完成檢測工作，并能夠快速地計算出老化位置和尺寸。

（3）超聲波自動爬行壁厚檢測系統。由于大型常壓儲罐通常放置在室外，并經歷風雨，儲罐在這種外部環境的影響下容易老化和腐蝕。因此，在大型常壓儲罐的使用過程中，相關企業和部門需要定期、及時地對儲罐壁進行檢測，并注意儲罐壁的厚度，以便隨時關注和掌握儲罐的腐蝕情況。通常，超聲波儀器用于檢測罐壁厚度。但是，由于大型常壓儲罐的設備太高，要完成測量工作，必須進行攀爬作業。這不僅需要時間來建造攀爬設備，還對檢查員的生命安全構成一定的威脅，導致工作效率降低。如果采用超聲波自動爬行壁厚檢測系統進行監測，將大大提高工作效率和人員安全。因為超聲波自動爬行壁厚檢測系統是用磁鐵將小車放置在儲罐的外壁上，然后拉動小車沿著儲罐的外壁進行測量。這樣不僅不允許人員爬得更高，而且小車會投射出準確的數據，然后通過系統分析，從而準確掌握儲罐的壁厚，從而進行有效的保護和檢測。

（4）射線檢測技術。由于射線穿透產品時強度會大大或輕微減弱，檢查員可以將減弱的射線照射到膠片上，從而清楚地發現產品的內部結構，判斷被測產品的質量。一般來說，測試中常用的輻射有2種，一種是x射線，另一種是β射線。隨著電子成像技術的發展，射線探測技術在鋼結構檢測中可以取得顯著的效果，并能將鋼結構的內部狀態反饋給電子成像設備。一般來說，除了儲罐和壓力容器外，它在確保建筑用鋼的質量方面更為有效。

（5）紅外線成像技術。紅外攝像機電子設備可以吸收儲罐輻射信號，處理信號，然后反映儲罐材料內部的溫度變化。在儲罐在線檢測過程中，紅外線成像技術主要用于測試儲罐的液位和內部完整性。

（6）渦流檢測技術。渦流檢測技術采用電磁感應原理，通過電磁感應渦流的變化來檢測儲罐和壓力容器的內部和性能缺陷。在采用渦流檢測技術的過程中，需要采用多種線圈形式，以保證在檢測過程中能夠準確地檢測到目標。與其他檢測技術相比，渦流檢測技術具有操作方便、檢測速度快、檢測成本低等優點。它的主體由不同的線圈形式決定。渦流檢測技術主要應用于以下幾個方面：一方面，根據大型儲罐的電磁響應，對材料的密度、內部結構和硬度進行分析比較，以檢測結構內部的缺陷；另一方面，檢測線圈可以檢測金屬制品和鋼材等導電材料。通過這種方法，我們可以有效地檢測出材料的細微差別，從而更準確地評價材料的質量。

（7）相控陣檢測技術。相控陣檢測技術，這項技術越來越多地應用于工業無損檢測應用中，探頭小巧靈活，可以探測不同類型的儲罐和復雜結構。

4.2 各種在線檢測技術對比（表1）

表1

5 結語

總之，將先進的檢測技術應用于儲罐和壓力容器的結構檢測中，可以為檢測工作提供可靠的判斷依據，為提高工程質量提供有效的技術支持，對促進工程質量檢測工作的科學化、規范化發展起到了積極作用。