國內(nèi)外儲罐維護(hù)模式差異分析與新技術(shù)介紹

?

國內(nèi)外儲罐維護(hù)模式差異分析與新技術(shù)介紹

儲罐的檢測與維護(hù)是油庫安全運營管理的重要工作。與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國在儲罐維護(hù)模式和檢測技術(shù)應(yīng)用上仍有一定差距。

1. 國內(nèi)外技術(shù)差異分析

我國常壓儲罐的維護(hù)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(guī)無損檢測技術(shù)對罐體進(jìn)行腐蝕和焊縫缺陷檢測，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，對不合格部位進(jìn)行修理。這種定周期維護(hù)模式往往造成狀態(tài)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(fā)達(dá)國家，儲罐維護(hù)主要采用動周期模式，下一次開罐檢修周期往往依據(jù)本次檢測評價確定的安全運行周期為依據(jù)，這種維護(hù)模式不會出現(xiàn)頻繁開罐的現(xiàn)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(hù)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(fā)達(dá)國家也存在較大差異。國外罐體檢測區(qū)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(nèi)部檢測（開罐后的底板檢測），通常內(nèi)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(nèi)實施一次），而內(nèi)部檢測的周期相對較長，根據(jù)腐蝕速率的不同一般10～20年實施一次。內(nèi)部檢測通常開罐實施，實際上一旦儲罐開罐，儲罐業(yè)主會實施最為全面的儲罐檢測維護(hù)，相當(dāng)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(qū)分外部檢測和內(nèi)部檢測，而是開罐后一次性對罐體進(jìn)行同步檢測。定周期維護(hù)模式不僅不利于儲罐的高效利用，而且給儲罐業(yè)主的安全維護(hù)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(shè)的儲罐運行一定時間后難以同步實施開罐檢測維護(hù)。

罐體缺陷檢測是儲罐維護(hù)的重要內(nèi)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(shù)上，國內(nèi)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(nèi)差異不大；在腐蝕缺陷檢測方面與國內(nèi)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(shù)，內(nèi)部檢測主要在開罐的情況下采用漏磁掃描技術(shù)配合超聲測厚復(fù)驗的方式，或者采用機(jī)器人定量在線檢測技術(shù)代替開罐檢測，甚至采用聲發(fā)射技術(shù)進(jìn)行底板泄漏檢測；國內(nèi)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(fā)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(fā)生腐蝕的部位，業(yè)界對儲罐底板在線檢測技術(shù)的需求強烈，國外在此領(lǐng)域主要有三種技術(shù)：聲發(fā)射、超聲導(dǎo)波和機(jī)器人技術(shù)。其中，聲發(fā)射技術(shù)在儲罐腐蝕狀態(tài)的定性預(yù)評估方面具有突出優(yōu)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(dǎo)波技術(shù)在儲罐底板檢測方面具有相當(dāng)大的局限性，往往只能檢測儲罐邊緣板部分，其結(jié)果不能反映整個底板的狀況，因此一般只作為輔助性技術(shù)應(yīng)用；機(jī)器人技術(shù)是最為先進(jìn)的底板在線檢測技術(shù)，也是目前為止唯一的定量檢測技術(shù)，可定量給出缺陷的信息，準(zhǔn)確性高，能夠達(dá)到開罐檢測的效果，美國的儲罐機(jī)器人內(nèi)檢測技術(shù)發(fā)展迅速，并且已經(jīng)出現(xiàn)多款工業(yè)化產(chǎn)品。近些年，我國對底板在線檢測技術(shù)的應(yīng)用需求較為強烈，其中聲發(fā)射技術(shù)的研究與應(yīng)用較為迅速，其他在線檢測技術(shù)發(fā)展相對滯后，特別是在罐底板機(jī)器人定量在線檢測技術(shù)方面。

2. 實用型新技術(shù)簡介

（1）罐底淤積層形貌檢測技術(shù)。目前，基于超聲波原理對罐底淤積層形貌進(jìn)行檢測的技術(shù)已經(jīng)成熟。該方法通過罐頂支柱套管孔將超聲傳感器插入罐內(nèi)，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(jìn)行測量，從而實現(xiàn)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(shù)一個新的分支。與傳統(tǒng)渦流檢測技術(shù)相比，PECT技術(shù)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(shù)具有以下優(yōu)點：（1）可以實現(xiàn)完全不拆卸包覆層的在線檢測，無須停機(jī)；（2）適合于快速的掃查檢測；（3）可用于惡劣環(huán)境下的檢測，檢測結(jié)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(shù)對于帶包覆層管道/容器的腐蝕檢測具有顯著優(yōu)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(tuán)（Shell Group）和荷蘭RTD公司進(jìn)行了深入研究并開發(fā)出了商用化檢測設(shè)備。目前，荷蘭RTD公司在該領(lǐng)域處于世界領(lǐng)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(tǒng)的溫度、節(jié)約能源，另一方面也可以阻止外界有害介質(zhì)接觸到設(shè)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(hù)層發(fā)生破損，在保溫材料和基體金屬間局部區(qū)域就會形成腐蝕環(huán)境，導(dǎo)致保溫層下腐蝕的發(fā)生。PECT技術(shù)的出現(xiàn)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(jìn)行傳統(tǒng)目視和測厚檢測的不足。

（3）浮頂罐邊緣密封在線檢測技術(shù)。浮頂原油儲罐密封狀態(tài)檢查是儲罐維護(hù)的內(nèi)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(nèi)浮頂儲罐由于罐頂?shù)恼趽?，?nèi)浮盤邊緣密封難以觀察，通常維護(hù)人員打開罐頂透光孔進(jìn)行目視檢查，甚至下到內(nèi)浮頂上進(jìn)行直接的檢查。1993年美國ARD環(huán)境有限公司著手開發(fā)針對浮頂密封的遠(yuǎn)程遙控視覺檢測技術(shù)，1996年開發(fā)出了Quik-Look產(chǎn)品。目前，Quik-Look不僅可用于內(nèi)浮頂邊緣二次密封的檢查，還可以檢測拱頂儲罐頂板內(nèi)表面和介質(zhì)液面以上壁板內(nèi)表面的腐蝕情況。

3. 總結(jié)

（1）儲罐長周期的動態(tài)安全維護(hù)不僅可以提高儲罐的運行效率，而且節(jié)約維護(hù)成本，有利于維護(hù)資源的合理利用，是大型罐區(qū)維護(hù)的科學(xué)做法。目前，我國的定周期大修維護(hù)模式較為保守，未來基于儲罐剩余壽命預(yù)測的動態(tài)周期維護(hù)模式是發(fā)展趨勢。

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

（3）隨著科技的進(jìn)步，過去儲罐維護(hù)過程中難以精確檢測，甚至無法經(jīng)濟(jì)高效檢測的內(nèi)容，現(xiàn)在已經(jīng)成為可能。其中，罐底淤積層超聲檢測技術(shù)、保溫層下腐蝕的脈沖渦流檢測技術(shù)、浮頂邊緣密封在線檢測技術(shù)值得開展應(yīng)用研究，并加強新技術(shù)與成熟技術(shù)的集成應(yīng)用，推動儲罐長周期的安全、高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保運行。

康葉偉 管道科技研究中心防腐所