淺析雙層油罐及其檢測方法

于斌

黑龍江省計量檢定測試研究院 黑龍江 哈爾濱 150028

引言

近年來，隨著社會的發(fā)展進步，我國石油的需求量日益增大，加油站也隨之增多。過去傳統(tǒng)的加油站往往采用單層儲油罐，但由于單層儲油罐在達到一定的使用年限后，容易出現(xiàn)防腐層老化造成罐體腐蝕而引起石油泄漏問題。這不僅容易造成石油爆炸，可能會引起人員損傷，還會造成地下水質(zhì)和土壤污染，破壞生態(tài)環(huán)境。因此，雙層油罐應(yīng)運而生。與單層油罐相比，雙層油罐更加環(huán)保安全。

1 有關(guān)雙層油罐的基本介紹

1.1 定義

雙層油罐即傳統(tǒng)的單層儲油罐的升級，它由內(nèi)外罐兩部分構(gòu)成。在雙層罐的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)罐被外罐全部密封，且內(nèi)外層罐殼之間連接可靠。內(nèi)外罐層之間留有貫通空間，其主要作用是用來檢測雙層結(jié)構(gòu)的完好性，防止油品泄漏[1]。

1.2 發(fā)展

歐洲是世界上開發(fā)雙層儲油罐的使用標(biāo)準(zhǔn)最完善和最確切的國家和地區(qū)，也是使用雙層儲油罐。早在1965年左右，德國就開始了第一次使用鋼制的雙層儲油罐，并根據(jù)環(huán)保要求制定了嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。自1986年以來，歐盟就開始解決解決地下儲油罐的泄漏問題，并對此制定了相應(yīng)的法律來加強管理。與此同時，歐盟也已經(jīng)開始了對地下儲油罐的更新與改造。截止到1996年，歐盟已經(jīng)全部將單層儲油罐更新改造為雙層儲油罐。

在1960年左右，隨著復(fù)合材料的發(fā)展玻璃鋼開始運用于制造地下儲油罐。早在那時，美國就研制出了地下單層玻璃鋼儲油罐，但由于當(dāng)時思想發(fā)展的局限性，這一發(fā)明并未受到關(guān)注[2]。在1975年左右，雙層玻璃鋼儲油罐在美國誕生。縱觀全球，SF雙層儲油罐在日本的使用頻率最高。早在1994年日本的工業(yè)株式會就引進了將美國FRP夾克罐，并對其實行進一步改良，發(fā)明了一種新的加工方法。同年，日本市場又定義了“鋼制強化玻璃纖維制雙層結(jié)構(gòu)儲油容器產(chǎn)品”，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，此后SF雙層罐開始在廣泛流行。

1.3 分類

目前國內(nèi)市場上流通的雙層油罐主要有3種：SS型、SF型和FF型雙層油罐。其中，SS型雙層油罐是指雙層鋼制油罐，它的內(nèi)外罐殼壁均有鋼制結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)外層之間的環(huán)形間隙能夠承受比較大的壓力，市場造價比較低。但是它的使用年限比較短，且外罐容易腐蝕。SF型雙層油罐是指內(nèi)鋼外玻璃纖維增強塑料雙層油罐，它的內(nèi)層由鋼制結(jié)構(gòu)組成，外罐由玻璃鋼結(jié)構(gòu)組成。玻璃鋼材質(zhì)導(dǎo)致其外罐較薄，強度低，易被刮傷或破裂，難以承受較大的負(fù)壓力。但SF型雙層油罐制造成本居中，經(jīng)濟合理。FF型雙層油罐指雙層玻璃纖維增強塑料油罐，內(nèi)外罐均由玻璃鋼組成，不易腐蝕，并且可以承受較大的壓力但制造成本略高。表1列出了雙層油罐的主要結(jié)構(gòu)及特性。

表1 雙層油罐的主要結(jié)構(gòu)及特性

2 雙層油罐的檢測方法

根據(jù)我國2013年頒布的GB 30040—2013《雙層罐滲泄漏檢測系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)，我們可以的得知現(xiàn)存的國家標(biāo)準(zhǔn)中將對于雙層油罐的側(cè)漏檢測系統(tǒng)分成了I、II、III級。其中I級為壓力（真空）檢測法，II級為液媒檢測法，III級為夾層傳感器檢測法。

2.1 壓力（真空）檢測法

壓力（真空）檢測法是目前為止所有雙層油罐檢測方法中，應(yīng)用范圍相對來說比較普遍的基礎(chǔ)方式之一，具有非常重要的研究與思考價值，對未來雙層油罐檢測方法的進步有著非常重要的基石作用。壓力（真空）檢測法具有密封特征，使用壓力（真空）檢測法需要保障檢測空間的完全密封，不可以存在一絲可以影響檢測數(shù)據(jù)與結(jié)果真實性的不確定性因素，以高標(biāo)準(zhǔn)的姿態(tài)，嚴(yán)格完成檢測任務(wù)與前提準(zhǔn)備。壓力（真空）檢測法的具體操作步驟是，在真空檢測系統(tǒng)正式進行工作之前，需要根據(jù)實際情況，及時打開泄壓閥，致力于實現(xiàn)環(huán)形間隙內(nèi)存在的壓力與大氣壓相對來說保持一致水平，達到臨界點后，關(guān)閉泄壓閥，而后打開真空泵與控制閥開始抽真空步驟，一旦真空度到達預(yù)設(shè)數(shù)值后則將其關(guān)閉。油罐是否發(fā)生泄露行為，需要及時觀察環(huán)形間隙內(nèi)的真空度實現(xiàn)準(zhǔn)確檢測，安全性比較高。主要應(yīng)用領(lǐng)域分布于雙層油罐以及雙層管線系統(tǒng)，西方國家在加油站等地已經(jīng)實現(xiàn)基本普及，實際應(yīng)用程度比較高。

該檢測方法主要是通過抽真空操作來使雙層油罐之間的貫通空間之間產(chǎn)生一定的壓力，通過檢測貫通空間中的壓力變化來判斷雙層油罐的密閉性以及是否存在滲漏問題。這種方法的優(yōu)點是非常安全，可以保證油品在通過雙層油罐時能及時發(fā)現(xiàn)泄漏事故。但缺點是其檢測系統(tǒng)錯綜復(fù)雜，對環(huán)形間隙的密閉性要求較高，并且容易受到溫度和大氣壓變化的影響。其次，該檢測方法并不能確定滲漏出現(xiàn)在內(nèi)罐還是外罐，所以比較適用于SF雙層油罐的滲漏檢測。該檢測方法既可以選擇定時檢測也可以選擇連續(xù)性檢測，可選擇性較高，且檢測方式更為靈敏，結(jié)果更為準(zhǔn)確。

2.2 液媒檢測法

液媒檢測法包括單點檢測法和兩點檢測法。該檢測原理是利用雙層之間的間隙空間中液媒的高度的變化來確定油箱中是否有泄漏，由此確定油箱的完整性。

對于液體介質(zhì)檢測方法，在使用過程中應(yīng)考慮檢測液體是否會污染石油或環(huán)境。如果油箱破裂，檢測液將直接進入石油或環(huán)境。因此，在選擇檢測液時，應(yīng)確保流入環(huán)境的液體不會損害地下水的質(zhì)量，并且不會對環(huán)境造成有害影響；油箱中的存儲液體不會與檢測液發(fā)生反應(yīng)而引起石油污染或爆炸。

單點檢測方法適用于地下水位較低的情況：一旦外罐泄漏，測試液就會從泄漏處流到環(huán)境中；一旦內(nèi)罐泄漏，測試液體就會從泄漏處流到儲存液中。在任何一種情況下，都會導(dǎo)致檢測液的液位下降，因此，通過觀察液位的變化，您可以判斷雙層油罐是否泄漏。而兩點檢測法與單點檢測法原理剛好相反，其適用于地下水位較高的情況，與單點檢測法相反，一旦泄漏，地下水會進入雙層油罐中，造成檢測液液位上升或下降。此外， 該檢測方法也不能確定滲漏出現(xiàn)在內(nèi)罐還是外罐，并且雙層油罐間隙必須足夠承受一定的液體靜壓，同時確保內(nèi)部檢測液也不會加速罐體材料的腐蝕。

2.3 夾層傳感器檢測法

夾層傳感器檢測法的原理是通過探測雙層油罐環(huán)形間隙間存在的介質(zhì)來判斷罐體是否完好、罐內(nèi)儲液面以下是否出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。由于該檢測方法系統(tǒng)構(gòu)成簡單、性價比高，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但只有當(dāng)罐外地下水位高于外壁泄漏點時才能發(fā)現(xiàn)問題[3]。如采用該檢測系統(tǒng)，一旦油罐內(nèi)外壁均出現(xiàn)泄漏，則會存在油品不流經(jīng)夾層傳感器直接泄漏至環(huán)境的可能性，從而造成大面積的地下水污染。

夾層傳感器檢測法常以人工檢測法為輔助手段。人工檢測法是指操作員通過定期查看取樣、眼觀和鼻聞等方式檢查罐內(nèi)介質(zhì)變化。如果垂管中有水、油或油蒸汽等，則表明油罐正在滲漏。這種方法易于操作，但可能會由于人為過失而造成嚴(yán)重后果，并且對低地下水位不適用。

2.4 其他檢測方法

除上述常用檢測方法外，還有重量法、示蹤劑法和電導(dǎo)率法等其他檢測方法。

重量法是通過測量油罐罐底壓力、計算罐內(nèi)介質(zhì)重量進行油罐泄漏檢測。如質(zhì)量持續(xù)減少，則說明發(fā)生泄漏。

示蹤劑法主要是使用含示蹤劑等氣體，將其填充到內(nèi)部儲罐中，并隨著時間也可以將其直接填充到雙罐之間的環(huán)形間隙中，隨著時間的流逝根據(jù)內(nèi)外罐是否存在氣體來判斷內(nèi)外罐的泄漏。并且由于示蹤劑進入到油品中會影響油品的理化性質(zhì)，所以該檢測方法適用于空罐情況下[4]。

電導(dǎo)率法是對兩并且可根據(jù)電導(dǎo)率變化的具體情況確定出滲漏出現(xiàn)在內(nèi)罐還是外罐。雙層油罐出現(xiàn)滲漏狀況時，需要及時發(fā)現(xiàn)并且認(rèn)真處理，不同液體之間會存在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的情況，處理不及時容易影響后期正常工作的開展，嚴(yán)重的會造成不必要的損失以及人員傷亡。

雙層油罐及其檢測方法的選擇應(yīng)該嚴(yán)格按照安全、可靠、經(jīng)濟的原則進行選擇，不能只是單獨強調(diào)其中一種因素，進而限制了其他雙層油罐檢測方法的科學(xué)選擇與認(rèn)識。以具體實際情況為主要依托，合理開展雙層油罐的檢測與方法的選擇工作，為我國雙層油罐檢測技術(shù)的進步奠定基礎(chǔ)[5]。

3 結(jié)束語

當(dāng)前，隨著國家對環(huán)保事業(yè)的重視和公民環(huán)保意識的增強，雙層油罐的更新使用不僅僅只是一個加油站的項目工程，更關(guān)系著人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境和人們?nèi)棺訉G水青山的殷切期望。相較于單層油罐，雙層油罐不僅更具有安全性和經(jīng)濟適用性，而且更加環(huán)保、能夠最大限度地減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。我們要向發(fā)達國家學(xué)習(xí)，進一步提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，完善立法，嚴(yán)格執(zhí)法。同時，要加大對雙層油罐防滲漏檢測的研究，研制出更加全面、完善，更加全方位的檢測方法。根據(jù)實際情況和條件，大力發(fā)展和推廣適合我國國情的雙層油罐產(chǎn)品，并使其在我國的加油站等地方廣泛應(yīng)用。