大型常壓儲(chǔ)罐在用檢驗(yàn)技術(shù)與策略

許展銘+譚啟天

摘 要：本文從大型常壓儲(chǔ)罐群的基本概念入手，通過分析常壓儲(chǔ)存罐的失效的兩個(gè)基本因素，一個(gè)是基本的失效概率，另一個(gè)是罐體的損傷因子，探討儲(chǔ)存罐底板和壁板失效的可能性，以及儲(chǔ)藏罐失效后帶來的種種后果，探討大型常壓儲(chǔ)存罐在用檢驗(yàn)的有效方法。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)罐；在用；檢測(cè)；措施

中圖分類號(hào)：X924 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段，誠(chéng)征人口急劇增加。隨之而來的是越來越多的私家車保有率，城市石油供應(yīng)的壓力也較10年前有了天翻地覆的變化，石油和石油化工產(chǎn)業(yè)的安全有序進(jìn)行，已經(jīng)成為了推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵所在，本文就石油化工產(chǎn)業(yè)中常見的大型常壓儲(chǔ)存罐的檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行討論。

1.大型常壓儲(chǔ)罐群

我們首先來了解一下何為大型常壓儲(chǔ)存罐群。我們?cè)谌粘５幕ぎa(chǎn)業(yè)中，一般是用儲(chǔ)罐對(duì)液體原料進(jìn)行儲(chǔ)存，尤其是在石油化工、運(yùn)輸交通等領(lǐng)域，這些看不見的灌裝物體是保證日常生活的基礎(chǔ)設(shè)施。但是由于石油等化工原料往往具有易燃易爆易腐蝕的特性，所以歸根結(jié)底，大型常壓儲(chǔ)存罐群是一種具有較高危險(xiǎn)的特殊存儲(chǔ)設(shè)備。

目前在用的存儲(chǔ)罐有很多的種類，其中常見的有球形、柱形和立式儲(chǔ)存罐，其中立式儲(chǔ)存罐是目前比較常用的儲(chǔ)藏設(shè)備。立式的儲(chǔ)藏罐一般有3種形式一種是固定頂、一種是內(nèi)部懸浮頂、一種是外部懸浮頂。儲(chǔ)存罐的容量有大有小，我國(guó)將容量為100m3以上的固定頂儲(chǔ)存罐和容積為1萬m3以上的懸浮頂儲(chǔ)藏罐定義為大容量?jī)?chǔ)存罐，將容量小于100m3的儲(chǔ)藏罐定義為小型儲(chǔ)藏罐，這中儲(chǔ)藏罐一般是臥式的。目前我國(guó)常用的大型儲(chǔ)藏罐一般是容量范圍從100m3～10萬m3的儲(chǔ)存罐，個(gè)別超大的儲(chǔ)存罐可到達(dá)20萬m3的大小。儲(chǔ)藏罐的增大也就意味著罐體本身的四壁厚度的增加，一般來講邊緣的板會(huì)比底板厚1mm～2mm，壁板本身的后度也是從下島往上依次遞減，其厚度最小為4mm，最大一般會(huì)到40mm。儲(chǔ)存罐按照材料還可以分為含碳鋼、不銹鋼以及鋁合金材料，罐體材料的選擇主要是取決于其所盛放的液體，除了鋁合金類的材料一般用于較為特殊的化學(xué)試劑外，其他種類的材料被廣泛的應(yīng)用于儲(chǔ)存罐的罐體。

2.儲(chǔ)罐失效可能性分析

在我國(guó)常壓儲(chǔ)藏罐的使用過程中，儲(chǔ)存設(shè)備失效是儲(chǔ)存罐不安全因素最主要的因素之一。常壓儲(chǔ)存罐的失效一般是有兩方面的因素確定的，一個(gè)是基本的失效概率，另一個(gè)是罐體的損傷因子?；臼视?jì)算的是一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，它代表的是統(tǒng)計(jì)中設(shè)備失效的可能性，不是一個(gè)能反應(yīng)單個(gè)儲(chǔ)存罐失效可能性的數(shù)據(jù)。

通用失效頻率假定服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，誤差范圍比率為3%～10%，其數(shù)值大小根據(jù)相應(yīng)開孔尺寸的不同而不同。

儲(chǔ)罐的基本失效頻率見表1。

不同于通用失效頻率是對(duì)群體儲(chǔ)藏罐的判斷，損傷因子是針對(duì)個(gè)體的單位失效的檢驗(yàn)，可以反映單個(gè)儲(chǔ)藏罐在使用時(shí)間、損傷百分比和可用性等多方面的數(shù)據(jù)。美中不足的是損傷因子不能夠直接地反應(yīng)儲(chǔ)存罐在使用過程中的實(shí)際使用風(fēng)險(xiǎn)效率，僅僅是體現(xiàn)了對(duì)單個(gè)罐體的重視程度。

2.1 儲(chǔ)罐底板失效可能性分析

（1）儲(chǔ)存罐底部板與介質(zhì)接觸的部位

在日常的油料罐儲(chǔ)存過程當(dāng)中，腐蝕部位常常發(fā)生在儲(chǔ)存罐內(nèi)部的底部和儲(chǔ)存罐外部與地面接觸的地方，因?yàn)橛捎谒椒较虻牟黄胶鈱?dǎo)致了液體常常在這兩個(gè)位置積存，導(dǎo)致了儲(chǔ)存罐在使用結(jié)束后，也仍舊持續(xù)地對(duì)此處罐體進(jìn)行腐蝕，積年累月后此處的管壁變薄，進(jìn)而導(dǎo)致在正常使用的過程中，儲(chǔ)存罐本體受力不均勻，變薄的地方在結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步遭到破壞，導(dǎo)致安全隱患的發(fā)生。就目前的研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)存罐內(nèi)部的腐蝕快慢主要取決于儲(chǔ)存罐內(nèi)所盛放液體的化學(xué)特性、儲(chǔ)存罐內(nèi)是否有水以及儲(chǔ)存的溫度；影響儲(chǔ)存罐外部腐蝕速度的罌粟主要有，與儲(chǔ)存罐接觸的地面土壤的酸堿度，外部的氣候條件、儲(chǔ)存罐底部外部選取的材料以及是否存在積水等。

儲(chǔ)存罐底部的腐蝕速度的計(jì)算一般是利用日常使用時(shí)抽檢的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)而來的。如果在計(jì)算的過程中，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有明顯的錯(cuò)誤存在，那么應(yīng)當(dāng)使用理論數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，也就是以基本的腐蝕速率為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)可根據(jù)具體的板底材料、所乘方的液體以及使用時(shí)間等因素進(jìn)行微調(diào)。

2.2 儲(chǔ)罐壁板失效可能性分析

如同上文所講，儲(chǔ)存罐的失效主要集中發(fā)生在壁板和底板兩個(gè)部位，壁板的損傷因素的確定與底板類似，這里就不再重復(fù)敘述了，都是由參數(shù)ar/t、檢驗(yàn)次數(shù)和檢驗(yàn)有效性決定。將所有參數(shù)帶入可得到損傷因子，最后通過系數(shù)修正得到實(shí)際的損傷因子。

3.大型常壓儲(chǔ)存罐在用檢驗(yàn)

在石油化工領(lǐng)域中，對(duì)于大型的儲(chǔ)藏設(shè)備的檢驗(yàn)的常規(guī)做法基本上有兩種，一個(gè)是從使用時(shí)間上入手，進(jìn)行定期檢驗(yàn)，另一個(gè)是在情況允許的情況下，對(duì)于大型儲(chǔ)藏罐進(jìn)行抽樣檢測(cè)。這兩種看似合理的檢驗(yàn)方式，其實(shí)存在大的安全隱患，一個(gè)方面當(dāng)采用定期檢測(cè)的方式時(shí)，不能應(yīng)對(duì)突發(fā)的安全隱患情況，另一方面進(jìn)行抽樣檢測(cè)同樣存在著檢測(cè)力度不足，容易存在安全隱患的風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是RBI分析過程工作量最大、涉及人員最多的一個(gè)環(huán)節(jié)，一般來說，該部分工作將占RBI項(xiàng)目全部工作量的60%～70%。如果沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則，將浪費(fèi)大量的時(shí)間，并直接影響風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果。

3.2 數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容

（1）設(shè)計(jì)、竣工資料：包括儲(chǔ)罐的清單、儲(chǔ)罐總圖、儲(chǔ)罐底板圖和壁板圖、竣工驗(yàn)收資料等；（2）工藝資料：主要包括儲(chǔ)罐的操作溫度、工作介質(zhì)、介質(zhì)取樣化學(xué)分析報(bào)告等；（3）檢驗(yàn)維修資料：包括歷次的檢驗(yàn)計(jì)劃、維修檢驗(yàn)報(bào)告等；（4）操作資料：包括操作規(guī)程與操作運(yùn)行記錄；（5）財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)：環(huán)境破壞成本和營(yíng)業(yè)中斷成本，裝置區(qū)域的平均設(shè)備成本等，這些資料主要用于失效后果的計(jì)算。

4.展望

基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)方法針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分布不均勻和傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法的不足，基于大量歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和科學(xué)的理論模型，提出了區(qū)分風(fēng)險(xiǎn)分布情況的方法，從風(fēng)險(xiǎn)的二元性入手，分別對(duì)設(shè)備的失效可能性和失效后果進(jìn)行分析，最后通過風(fēng)險(xiǎn)矩陣的形式，直觀地反映出不同設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)狀況。為合理分配資源，提高設(shè)備安全，實(shí)現(xiàn)安全性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一提供了科學(xué)有效的方法。希望可以通過本文的分析為實(shí)際工作提供一些幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭敏，朱成果.我國(guó)油氣資源及對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響研究[J].中國(guó)礦業(yè)，2006，15（11）：9-11.

[2]戴光，李善春，李偉.儲(chǔ)罐的聲發(fā)射在線檢測(cè)技術(shù)與研究進(jìn)展[J].壓力容器，2005，22（3）：33-35.

[3]JB/T10764-2007，無損檢測(cè)常壓金屬儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法[S].