在役儲油罐清洗、檢修現(xiàn)狀與分析

俞曉艷

中國石油管道局工程有限公司技術(shù)服務(wù)中心，河北 廊坊

1.前言

儲油罐是油庫、煉廠和油品輸送過程中不可或缺的設(shè)備之一，在使用過程中，油品中的重組分會在重力作用下逐漸下沉形成一定量的沉積物，影響其有效容量和儲運安全[1]。另外，運行3至5年后，儲油罐會出現(xiàn)底板腐蝕、罐體變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等問題，需要定期對其進行清洗和檢修。國內(nèi)石油天然氣行業(yè)的現(xiàn)有標準規(guī)定，新建油罐的清洗、檢修周期不宜超過10年，在役使用油罐的清洗、檢修周期一般為5至7年。其他國家對儲油罐也有類似規(guī)定，如德國要求原油罐每隔5年必須清洗、檢修1次；俄羅斯要求航空燃料類儲罐每年清洗不少于2次，汽油類、潤滑油類儲罐每年不少于1次，發(fā)動機油、重油類儲罐根據(jù)使用情況確定清洗頻次。

2.國內(nèi)儲油罐清洗標準與工藝

2.1.國內(nèi)儲油罐清洗標準

目前國內(nèi)僅針對儲油罐清洗作業(yè)的標準與規(guī)范并不太多，專門針對清洗作業(yè)的標準主要有SY/T 6820—2011《石油儲罐的安全進入與清洗》、SY/T 6696—2014《儲罐機械清洗作業(yè)規(guī)范》、Q/SY 1796—2015《成品油儲罐機械清洗作業(yè)規(guī)范》、AQ/T 3042—2013《外浮頂原油儲罐機械清洗安全作業(yè)要求》、Q/SY 165—2007《油罐人工清洗作業(yè)安全規(guī)程》等(表1)。上述標準由不同的單位編制、發(fā)布，最早開始實施的年份是2007年，適用范圍差別也比較大。

Table 1.The domestic standard and scope of application for tank cleaning表1.國內(nèi)儲罐清洗標準及適用范圍

2.2.國內(nèi)儲油罐清洗工藝

上世紀90年代以前，人工清罐是國內(nèi)的主要作業(yè)方式[2]。90年代以后，國內(nèi)開始逐漸引進日本、丹麥等國外公司的機械清洗技術(shù)和設(shè)備。與人工清罐相比，機械清洗安全系數(shù)高、環(huán)保效果好，清洗效果、底油回收率等方面也更勝一籌，因其經(jīng)濟效益和社會效益良好，在國際上被公認為安全、環(huán)保、節(jié)能的施工方法。人工清罐工藝落后，施工設(shè)備簡陋，施工周期長且存在較大安全隱患，因此從專業(yè)、安全及環(huán)保等角度考慮，自2014年開始中石油集團強制推行儲油罐機械清洗技術(shù)，要求容積在1000 m3及以上的原油、成品油罐必須采用機械方式清洗，對小型儲油罐及其他介質(zhì)儲罐積極研究開發(fā)機械化清洗設(shè)備，逐步擴大機械化清洗范圍。據(jù)了解，國內(nèi)3大石油公司長輸管線首末站的油庫儲罐、煉廠儲罐目前已基本全部實現(xiàn)機械清洗。

2.3.儲油罐清洗的新工藝和新理念

2011年油氣儲運雜志上介紹了一種在線清罐技術(shù)，在西部原油管道的鄯善首站開展了在線熱油清罐的探索試驗[3]。在線清罐是在儲油罐底部安裝利用來油壓力驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)噴射式攪拌器，或者在罐側(cè)部安裝電力驅(qū)動的葉輪式攪拌器，通過機械攪拌和熱油循環(huán)相結(jié)合的工藝，使底部沉積的油泥懸浮起來，然后作為摻混油與管輸原油一起摻混外輸。上述措施能夠有效防止油泥的沉積，清洗過程安全、簡單、零排放，并且清罐費用低。中國石油天然氣管道局設(shè)計院近幾年負責(zé)設(shè)計的儲罐，已有部分安裝了旋轉(zhuǎn)噴射式攪拌器，使用效果良好。

另外，為解決儲油罐內(nèi)儲存介質(zhì)的沉積問題，一些設(shè)計單位也在進行技術(shù)創(chuàng)新和研究，有單位已開始設(shè)計帶中央集水坑的自清潔式下錐底罐，將油罐的底部設(shè)計成坡度為1:100的下錐體，并且在罐底中心位置設(shè)置一中心集水坑，排污管線直接伸入中心集水坑抽取污油。該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動排底油的功能，可以有效地減少清罐頻率，為儲罐運營單位節(jié)省大量清罐費用。

最近幾年，國內(nèi)一些專家和技術(shù)人員開始研究使用機器人清洗內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的油罐，雖然尚未有相關(guān)產(chǎn)品在商業(yè)中的應(yīng)用，但已經(jīng)進行了大量試驗并形成了不少專利[4]。目前儲油罐機器人清洗技術(shù)在國內(nèi)還處于研究探索階段，但使用新技術(shù)、新設(shè)備代替人工勞動，是未來的發(fā)展趨勢。

3.儲油罐檢修標準及工作范圍

3.1.國內(nèi)儲油罐檢修標準

國內(nèi)現(xiàn)階段針對儲罐檢維修工作的標準主要有SY/T 5921—2017《立式圓筒型鋼制焊接油罐操作維護修理規(guī)程》、SY/T 6620—2014《油罐的檢驗、修理、改建及翻建》、Q/SY 1485-2012《立式圓筒形鋼制焊接儲罐在線檢測及評價技術(shù)規(guī)范》、Q/SY 05011—2016《在役立式圓筒形鋼制焊接油罐檢測與評價》、Q/SY 08007—2017《石油儲罐附件檢測技術(shù)規(guī)范》(表2)。

Table 2.The domestic standard and scope of application for tank maintenance表2.國內(nèi)儲罐檢修標準及適用范圍

目前國內(nèi)與儲罐檢修相關(guān)的現(xiàn)行標準不多，且大部分還是推薦性標準，標準中對檢測項目、檢測方法等內(nèi)容的規(guī)定也不夠統(tǒng)一，缺乏科學(xué)性和體系性，給標準的執(zhí)行帶來了一定困難。在實際工作中，通常是根據(jù)客戶要求、由甲乙雙方協(xié)商確定適用檢測指標的，因此在通用性和實用性方面亟待改進[5]。

3.2.儲油罐檢修工作范圍

儲罐維修前，需要對儲罐進行綜合全面的檢測，以確定維修的工作范圍。儲罐檢測有在線檢測和開罐檢測兩種方式。在線檢測是在油罐生產(chǎn)運行工況下實施的檢測，開罐檢測是在油罐清罐后，檢測人員進入罐內(nèi)進行的全面檢測。

由專業(yè)儲罐檢測隊伍在維修前對罐基礎(chǔ)、油罐罐底沉降、罐體的腐蝕、罐體的幾何形狀和尺寸、油罐附件、油罐焊縫、防腐層、保溫層、陰極保護、防雷防靜電設(shè)施等進行綜合檢測，在檢測工作結(jié)束后提交完整詳盡的油罐檢測評價報告，對油罐狀況進行描述說明，使維修更具針對性。

油罐維修的工作范圍一般包括罐底、罐壁及附件，如閥門、進出油管、人孔、排水系統(tǒng)、電器儀表、盤梯、抗風(fēng)圈等部分的修理或更換，需要根據(jù)檢測報告和設(shè)計文件確定維修方式，一種是對附件進行修補加固，另一種是拆除損壞嚴重的原附件，進行更換處理。施工圖紙是現(xiàn)場施工的重要依據(jù)，按圖施工也是維修施工的基本原則，設(shè)計單位按照維修施工要求針對儲油罐需要維修的具體部件編制維修圖紙，一般常規(guī)的維修圖紙包含：工藝部分、機械部分、防腐部分、儀表部分、電力部分、給排水(消防)部分、暖通部分、土建部分、陰極保護部分等。

施工方須按照相關(guān)標準的要求及業(yè)主最終批準的儲罐維修方案，維修或更換有缺陷或損壞的儲罐部件、閥門，以及罐區(qū)內(nèi)相關(guān)的土建設(shè)施，維修完成后業(yè)主及監(jiān)理對施工質(zhì)量進行現(xiàn)場驗收，合格后對儲罐進行水壓試驗，試壓完成后進行維修施工整體驗收。油罐檢維修作業(yè)危險性較大，需嚴格規(guī)范油罐檢維修作業(yè)程序，落實油罐檢維修過程的安全措施，有效避免和減少事故發(fā)生，必須有效地進行風(fēng)險識別，加強管理人員、操作人員的培訓(xùn)，加強施工作業(yè)安全監(jiān)督，杜絕違章，保證油罐區(qū)檢維修作業(yè)安全。

4.結(jié)論

1)隨著國內(nèi)能源用量的持續(xù)增加，特別是國家及地方政府石油儲備量的提升，原油儲罐的使用數(shù)量不斷增多。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)已有7000多座大型原油儲罐，單臺罐容積最大的為15 × 104m3?，F(xiàn)階段，前期建設(shè)的儲罐已進入第1或第2清洗、檢修期，其工作量大、任務(wù)重。

2)儲罐的清洗、維修工作屬于高風(fēng)險行業(yè)，國家和部分地方政府已開始重視該項工作，為規(guī)范作業(yè)標準、保障作業(yè)安全和環(huán)境保護，頒布或修訂了相關(guān)的標準、規(guī)范，如北京市2010年曾制訂了《石油儲罐機械化清洗施工安全規(guī)范》，并在2017年進行了更新修訂；河南省在2017年發(fā)布實施了《金屬常壓儲罐檢驗規(guī)范》。國家市場監(jiān)督管理總局會同國家標準化管理委員會在2019年3月份發(fā)布了新的國家標準《常壓儲罐完整性管理》，要求2019年10月份開始實施。為滿足儲罐安全、長周期運行的客觀需要，在標準規(guī)范、管理制度、檢測評估等方面形成了體系性文件，建立了儲罐群的長周期動態(tài)風(fēng)險管理體系，以減少泄露、燃爆等環(huán)境事故。

3)為保證儲罐清洗、檢維修工作的連續(xù)性，應(yīng)成立儲罐清洗、檢測、維修一體化的作業(yè)公司，能夠充分保障施工的整體質(zhì)量，便于工程項目管理，也能降低管理成本。同時，在設(shè)計、建設(shè)階段應(yīng)采用一些新技術(shù)，盡可能延長儲罐清洗周期，減少、節(jié)省運營費用，使儲罐維護更加安全高效。