澳大利亞石油儲罐運行管理標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)津京管道運輸有限責(zé)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(biāo)準(zhǔn)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(tuán)津京管道運輸有限責(zé)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(fā)的問題,提出借鑒國外儲罐運行管理標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的理念。目前儲罐消防安全、儲罐清洗已開展了國外標(biāo)準(zhǔn)研究,但對澳大利亞管道和儲罐標(biāo)準(zhǔn)的研究較少。對澳大利亞石油儲罐運行管理標(biāo)準(zhǔn)(AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn))與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,得到差異主要體現(xiàn)在儲罐日常巡檢制度和儲罐附屬設(shè)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(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)國內(nèi)運行管理標(biāo)準(zhǔn)的建議。

澳大利亞；石油儲罐；標(biāo)準(zhǔn)分析；運行管理

0　前言

隨著我國石油戰(zhàn)略儲備需求增加,儲罐建設(shè)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(shù)標(biāo)準(zhǔn),我國已掌握15×104m3大型儲罐的設(shè)計和建造技術(shù)[2]。近年來儲罐事故時有發(fā)生,極易造成巨額財產(chǎn)損失和生態(tài)災(zāi)難,例如2010年7月16日大連油庫火災(zāi)爆炸事故[3]。因此,有必要深入研究國外儲罐運行管理標(biāo)準(zhǔn),提升儲罐安全管理水平[4-5]。目前國內(nèi)已開展相關(guān)研究,例如《國內(nèi)外儲罐事故案例及儲罐標(biāo)準(zhǔn)修改建議》[6]基于國外典型儲罐事故案例的經(jīng)驗教訓(xùn)提出了國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)建議；《儲罐設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)問題探討》[7]研究了國外儲罐標(biāo)準(zhǔn)在消防設(shè)計、安全附件設(shè)計領(lǐng)域的先進(jìn)理念；《美國消防協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)NFPA 326-2010分析》[8]介紹了美國消防協(xié)會(National Fire Protection Association,NFPA)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 326-2010在儲罐進(jìn)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(yè)較發(fā)達(dá)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(nèi)針對澳大利亞管道和儲罐標(biāo)準(zhǔn)研究較少,《澳大利亞管道運行管理標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)、站場安全和管道線路管理的先進(jìn)理念。本文以澳大利亞國家標(biāo)準(zhǔn)AS 4971-2008《大型鋼制立式石油儲罐的檢驗和完整性監(jiān)控》(以下簡稱AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn))[10]為例,研究了澳大利亞石油儲罐標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的差異,借鑒澳大利亞石油儲罐標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)理念,對提高我國儲罐運行管理技術(shù)水平具有重要意義。

1　澳大利亞石油儲罐運行管理標(biāo)準(zhǔn)簡介

澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(Standard Australian,AS)出版的AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn),前身是澳大利亞石油協(xié)會(Australian Institute of Petroleum,AIP)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)提升為澳大利亞國家標(biāo)準(zhǔn)。AS ME-017成員包括澳大利亞消防理事會、澳大利亞工業(yè)協(xié)會、澳大利亞石油學(xué)會、國防部、昆士蘭緊急事務(wù)部、維多利亞工傷保險局、澳洲消防協(xié)會和澳洲消費者保障協(xié)會等,基本涵蓋儲罐設(shè)計、施工、運行的制造商、運營商、公眾、政府和學(xué)術(shù)團(tuán)體,在一定程度上代表了澳大利亞石油儲罐檢測和運行監(jiān)控的技術(shù)水平。

AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)核心內(nèi)容是石油儲罐檢測和運行管理的技術(shù)要求和推薦做法,以保證在役運行大型石油儲罐的結(jié)構(gòu)完整性。該標(biāo)準(zhǔn)適用于終端或轉(zhuǎn)運油庫、商業(yè)油庫的大型立式鋼制石油儲罐。

2　中國儲罐運行管理標(biāo)準(zhǔn)

涵蓋儲罐運行管理、操作維護(hù)和檢驗檢測的中國標(biāo)準(zhǔn)主要有：SY/T 5921-2011《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護(hù)修理規(guī)程》(以下簡稱SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn))[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(biāo)API Std 653-2001)[13]等。中國標(biāo)準(zhǔn)針對儲罐工藝操作的技術(shù)要求比較完善,建立了日常維護(hù)保養(yǎng)、季度維護(hù)保養(yǎng)和年度維護(hù)保養(yǎng)的管理制度,以及罐底板、罐壁和儲罐附屬設(shè)施的檢測修理。存在的主要問題是隨著罐區(qū)規(guī)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(shè)施檢查等方面有待改進(jìn),儲罐設(shè)施安全可靠性和員工安全責(zé)任意識有待提高[14]。

3　儲罐運行管理制度

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)建立儲罐巡回檢查制度,以及儲罐運行工藝參數(shù)表和儲罐技術(shù)檔案。AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)建立儲罐維護(hù)和檢測的標(biāo)準(zhǔn)程序、記錄文件和安全工作方法,鼓勵操作維護(hù)人員或巡檢人員在儲罐巡護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)異常情況并報告。

針對儲罐運行管理制度,中澳標(biāo)準(zhǔn)基本一致,AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)重視巡護(hù)人員的主觀能動性。近年來國內(nèi)油庫應(yīng)用了油庫中控SCADA系統(tǒng)、液位報警系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)和周界防護(hù)系統(tǒng)等,但仍不能完全避免儲罐事故,人工檢尺、人工巡護(hù)、人工上罐檢查等方式對于及時發(fā)現(xiàn)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(hù)

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儲罐維護(hù)分為日常維護(hù)、季度維護(hù)和年度維護(hù)；AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定月度例行檢查由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員負(fù)責(zé)完成,中澳標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于儲罐日常維護(hù)項目見表1。

表1中澳標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的儲罐日常維護(hù)項目

標(biāo)準(zhǔn)編號維護(hù)類型儲罐日常維護(hù)項目AS4971-2008月度維護(hù)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(fēng)口(包括低壓、常壓和緊急通風(fēng)口)、排污水系統(tǒng)、儲罐閥門、盤梯(扶梯)、基礎(chǔ)泄漏跡象,以及罐底板與基礎(chǔ)滲水、庫存管理與損耗記錄SY/T5921-2011日常維護(hù)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(dǎo)線接地季度維護(hù)呼吸閥、排水閥、進(jìn)出罐閥年度維護(hù)盤底(扶梯)、基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)基本一致；針對“儲罐閥門”檢查,中澳標(biāo)準(zhǔn)檢測周期分別為每月一次和每季度一次,SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重檢查閥門閥體、填料函完好狀況,AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重通氣孔檢測,確認(rèn)儲罐處于負(fù)壓、常壓或低壓狀態(tài),如適用啟動緊急通風(fēng)裝置；針對“盤梯(扶梯)、罐底和基礎(chǔ)滲漏”,中澳標(biāo)準(zhǔn)檢測周期分別為每月一次和每年一次；此外AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了儲罐庫存管理和損耗記錄。針對儲罐維護(hù)項目,AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)均每月一次,SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)則按照設(shè)施重要程度、使用頻率和易損性劃定維護(hù)頻率,儲罐和附件設(shè)施故障、失效具有不可預(yù)見性,人為劃定儲罐維護(hù)周期不合理,也不利于制定高效的儲罐維護(hù)計劃文件。AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)重視日常儲罐巡檢報告制度,儲罐及附屬設(shè)施維護(hù)統(tǒng)一執(zhí)行每月一次的規(guī)定具有借鑒意義。因此針對儲罐日常檢查維護(hù),AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格細(xì)致。

5　儲罐定期檢驗

5.1儲罐外部檢驗

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了儲罐檢測內(nèi)容和評定要求；AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儲罐外部檢驗項目,見表2。

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)針對儲罐基礎(chǔ)(沉降)、罐壁板、罐頂?shù)臋z測評定技術(shù)要求比較完善,規(guī)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(guī)范》側(cè)重對儲罐焊縫質(zhì)量、幾何尺寸進(jìn)行檢查,未涉及儲罐工藝管道和人孔等儲罐附件。AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了扶梯(盤梯)檢驗項目,包括鋼結(jié)構(gòu)、焊接件、底座、踏板間隙和扶手,中國標(biāo)準(zhǔn)未涵蓋,建議補充工藝管道變形、人孔焊縫、扶梯(盤梯)鋼結(jié)構(gòu)等儲罐附件設(shè)施的外部檢驗項目。

表2AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的儲罐外部檢驗項目

檢驗項目檢驗內(nèi)容盤梯、平臺及扶梯鋼結(jié)構(gòu),焊接附件,踏板間隙,扶手護(hù)欄固定罐頂穿孔,接縫處滲漏和腐蝕,扶手,通風(fēng)口正常工作浮頂罐頂罐頂定心與防轉(zhuǎn)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(chǎn)生室罐壁涂層狀況,外腐蝕與泄漏,抗風(fēng)圈和加強圈,罐壁板彎曲,罐底板裂縫,接地連接,焊縫質(zhì)量基礎(chǔ)儲罐不均勻沉陷,泄漏跡象,罐底板與基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儲罐壁板厚度檢測應(yīng)與儲罐外部檢驗共同實施,并根據(jù)腐蝕速率、運行狀況確定檢測周期,在滿足條件的情況下，優(yōu)先采用超聲掃描方式,其次是現(xiàn)場測試儲罐底板厚底,但儲罐每塊壁板應(yīng)至少現(xiàn)場測試一個點；重點檢查腐蝕嚴(yán)重區(qū)域；為保證測試準(zhǔn)確,應(yīng)去除涂層,凹坑應(yīng)打磨表面；重點測試罐底板以上300 mm區(qū)域,以及水底沉降的儲罐。

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)針對罐壁板腐蝕檢測點的布置、數(shù)量的規(guī)定比較嚴(yán)格,例如采用超聲波測厚儀對于一個檢測區(qū)(一塊板或者局部腐蝕區(qū))的檢測點不少于5個；罐壁板重點檢測區(qū)域一般在底板向上1 m范圍內(nèi)。AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了罐底板以上300 mm,針對罐壁板重點檢測區(qū)域,SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)則更嚴(yán)格。罐壁板檢測周期SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定,AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儲罐壁板厚度檢測應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儲罐底板檢測周期不超過10年,并結(jié)合腐蝕速率、運行狀態(tài)、上一次檢測評價結(jié)果等因素綜合確定儲罐底板檢測周期。

5.3儲罐內(nèi)部檢驗

AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定儲罐應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行外部檢驗,根據(jù)外觀檢驗結(jié)果確定維修,以及是否進(jìn)行內(nèi)部檢驗,檢驗項目見表3。

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)未明確區(qū)分儲罐外部和內(nèi)部檢驗。SY/T 6620-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)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(yè)一般在儲罐大修的同時進(jìn)行外部和內(nèi)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(nèi)腐蝕程度相對罐壁板腐蝕程度更為嚴(yán)重[17]；由于制造質(zhì)量問題,出現(xiàn)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(yán)重的現(xiàn)象,應(yīng)通過儲罐內(nèi)部檢驗驗證其性能狀況[18]。因此，中國標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)補充儲罐中央排水管、立柱、加熱盤管和攪拌機等儲罐內(nèi)部設(shè)施檢驗的內(nèi)容。

表3AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的儲罐外部檢驗項目

檢驗項目檢驗內(nèi)容儲罐底板罐壁板與底板連接區(qū)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(qū)域,進(jìn)出罐管線內(nèi)部焊縫,罐底板垂直焊縫,內(nèi)涂層狀況,內(nèi)腐蝕固定罐頂如外部檢驗測試罐頂板材厚度減少,應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部檢驗,特別注意罐頂邊緣角鋼區(qū)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(nèi)部設(shè)備加熱盤管,攪拌器

圖1　儲罐內(nèi)部中央排水管金屬軟管失效

圖2　儲罐內(nèi)部刮蠟板腐蝕

圖3　儲罐內(nèi)部加熱盤管腐蝕

5.4儲罐檢驗周期

SY/T 5921-2011標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(dá)前一年內(nèi)進(jìn)行,根據(jù)儲罐檢測評價結(jié)果,儲罐修理周期可適當(dāng)延長或縮短。AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(huán)境狀況、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、運行和維護(hù)狀況等。綜合考慮中澳標(biāo)準(zhǔn),建議儲罐檢驗周期可適當(dāng)延長至10年,近年來隨著儲罐聲發(fā)射等技術(shù)的應(yīng)用[19-20],可對儲罐整體狀況進(jìn)行科學(xué)評價,準(zhǔn)確掌握儲罐腐蝕速率和剩余厚度等參數(shù),另一方面可減少工作量,降低儲罐維護(hù)費用[21-22]。

6　結(jié)論

通過分析AS 4971-2008標(biāo)準(zhǔn),建議中國標(biāo)準(zhǔn)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(fā)揮員工主觀能動性,鼓勵操作維護(hù)人員或巡檢人員在儲罐巡護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)異常情況,盡可能消除儲罐潛在事故隱患。

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

3)建議中國標(biāo)準(zhǔn)補充工藝管道變形、人孔焊縫、扶梯(盤梯)鋼結(jié)構(gòu)等儲罐附件設(shè)施的外部檢驗項目。

4)建議中國標(biāo)準(zhǔn)補充儲罐中央排水管、立柱、加熱盤管和攪拌機等儲罐內(nèi)部設(shè)施檢驗的內(nèi)容。

5)建議根據(jù)腐蝕速度、運行狀態(tài)確定儲罐結(jié)構(gòu)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(hù)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(biāo)準(zhǔn)跟蹤和采標(biāo)、油氣管道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究工作。

10.3969/j.issn.1006-5539.2016.02.021