立式储罐底板腐蚀检测技术研究

[摘 要]在石油和石化行业使用着大量盛装不同油品的立式储罐，由于盛装介质均为易燃易爆液体，因此，保证立式储罐的安全运行是一个重要而亟待解决的工程问题。本文根据常压立式储罐罐底腐蚀的特点，提出声发射在线检测与评价技术和漏磁扫描检测技术相结合的储罐底板检测方法。声发射在线检测与评价技术是实现储罐底板腐蚀状态检测与预测的有效方法，适合储罐快速普查。漏磁检测技术是储罐开罐后底板腐蚀状态检测的有效手段。在保证安全的情况下，根据声发射普查结果，制定储罐维修计划，对严重等级高的储罐进行开罐漏磁检测。可以实现储罐的科学检测，保证储罐的安全运行，节约检修费用。

[关键词]常压 立式储罐 腐蚀 检测

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0023-01

立式储罐是石油、石化行业中的重要装备，通常储存易燃、易爆或有毒的介质。储罐的安全运行不仅关系到经济损失、环境污染且直接危害生命安全，甚至产生严重的社会影响。储罐腐蚀是造成储罐安全隐患的重要原因之一，储罐因长时间腐蚀可能导致钢板变薄变形，产生渗透穿孔，甚至产生罐底塌陷和罐崩事故，因此必须定期对储罐进行检测和评价。在储罐的腐蚀中，罐底板的腐蚀是最为多见和最为严重的。本文提出一种储罐底板声发射在线检测与评价技术与漏磁扫描z测技术相结合的检测方法，实现储罐底板科学、高效的检测，为储罐的管理、维修提供可靠依据。

1.储罐在线检测的特点

大型金属储罐是石油生产及原油储运行业常用、重要设备之一，属于常压容器、薄壁结构范畴。在运行过程中，由于液位和地基的不断变化，随着时间的推移，储罐底板将受到一定的损伤或产生活性缺陷，加之由于储罐浮顶密封的损坏、中央排水管的泄露、原油中析出的水份等，致使大量的水和原油中杂质沉积于储罐底板，这些水和杂质都具有相当的腐蚀作用，可以说腐蚀是不可避免的。采用在线检测、评估和计算机分析方法，研究常压立式储罐在线泄漏、损伤检测、腐蚀等级划分与结构完整性评价技术，实现对立式储罐状态的动态检测和科学管理，在降低检测、维修费用，减少环境污染，提高设备的安全性等方面，有很好的推动作用。采用生发射研究成果，可以变定期检测为状态检测，将有助于油田综合效益和管理水平的提高。进行在线检测具有如下的特点：（1）对储罐的完整性不会有任何影响。不用开罐，只需通过按圆周布置在罐外的声学换能器接收的信号来判定罐底是否有声源及其位置。（2）实现实时和在线检测。可以根据需要来安排声学检测，不影响正常的生产，只需在检测前的一小段时间内保持液位稳定。（3）检测结果直观、明确。检测报告中包括有确定了任何可疑声源和罐底定位的图，从中可以非常直观的了解被检储罐罐底的情况。（4）声学监测与超声测厚相结合，可以对储罐进行整体在线检测和结构完整性评价，提高检测结果的可靠性。

2.声发射在线检测与评价技术

2.1 声发射检测技术原理

声发射是一种来自于材料内部由于突然释放应变能而形成的弹性应力波，流动声源和腐蚀声源均可视为一种广义声发射波。通过在储罐外壁距底板一定高度沿圆周方向布置一定数目的低频声发射传感器（频率范围20～60kHz），可接收到来自罐底板的声发射波信号，传感器将声波信号转换成电信号进而由声发射采集系统来数字化和处理。

2.2 储罐声发射在线检测评价方法

储罐底板腐蚀的声发射在线检测评价方法参照JB/T10764-2007《无损检测常压金属储罐声发射检测及评价方法》中的结果评价方法，主要考虑声源强度、声源活动性、定位因素的影响。

3.储罐底板漏磁扫描检测技术

3.1 检测原理

磁场在单一介质里是连续的，但当磁场从一种介质进入另一种介质时，磁场会出现相应的不连续性，这与光和声的折射相似，称为磁力线的折射。漏磁检测是通过检测被磁化的金属表面溢出的漏磁通，来判断缺陷是否存在的一种检测方法。如果铁磁性材料的表面光滑、无缺陷，将此材料磁化后其磁力线在理论上全部通过由铁磁性材料构成的磁路。

3.2 储罐底板腐蚀漏磁扫描检测方法

储罐底板腐蚀的漏磁扫描检测方法参照JB/T10765-2007《无损检测常压金属储罐漏磁检测方法》。漏磁检测方法对储罐底板表面要求不高，可以有一定厚度的防腐涂层，检测速度快，不易漏检，检测结果准确，可以同时对储罐底板上、下表面的缺陷进行检测。漏磁检测方法是储罐底板腐蚀状态检测的有效手段。

4.应用情况及对比分析

4.1 检测过程

按检测方案及传感器布点图，在该储罐外壁相应位置处打磨出φ30mm见金属光泽的区域，作为安装传感器的位置。传感器沿圆周方向均匀排布。各通道连接完成后，设置采集程序，对各通道进行灵敏度标定，使各通道灵敏度与平均灵敏度之差小于3dB。检测前，使储罐保持在当前液位下，并稳定3小时以上，然后进行2个小时以上的连续监测。检测结果：利用声发射技术对500m3油罐进行了在线条件下储罐罐底腐蚀状态监测。通过对2.9m液位下所采集到的声发射数据进行实时和事后分析处理，并参照GB/T18182-2000，结合储罐罐底腐蚀状态评价方法，得出如下结论：（1）罐底声发射信号强度为高强度；（2）罐底声发射信号活度为弱活性；（3）罐底定位结果表明，储罐底板定位点少，声发射检测评价结果为C级。建议3年内再次进行检测。

4.2 检测过程

依据500m3油罐的相关资料和图纸，制定了检测方案，建立了储罐底板编号系统，确定了罐底定位的基准参考点和每块板的方向和坐标原点。罐内检测条件良好，但由于进出料管、支柱、补板、焊疤等的存在，使储罐底板磁检测仪有些地方检测不到，采用测厚和缺陷深度测量方法作为辅助检测手段对这些部位进行检验。对大于预先设定槛值的缺陷进行复验。检测结果：对500m3油罐进行了罐底板的腐蚀状态漏磁检测。根据这些检测和分析结果，得到如下检测及评价结论：

通过采用漏磁检测及评价技术，对该立式油罐底板进行了全面的检测和评定，认为500m3油罐底板局部防腐涂层脱落，整体腐蚀轻微，局部有点腐蚀，有1处腐蚀穿孔，有4块底板存在壁减大于40%的腐蚀缺陷，有3块底板存在壁减20%以上的缺陷，建议补板。

4.3 罐底声发射检测与漏磁检测结果对比分析

对500m3油罐罐底声发射检测与漏磁检测结果进行对比分析。漏磁检测腐蚀严重的区域，声发射定位点集中。罐声发射检测评价结果为C级，4年后开罐，漏磁检测底板有一处穿孔。

5.结论与认识

（1）作为一种快速普查的在线检测技术，声发射在线检测与评价技术是实现储罐底板腐蚀状态检测与预测的有效方法，可实现对储罐底板腐蚀状态或泄漏及时发现、分级和预报。

（2）漏磁检测具有检测速度快、结果准确等特点，可以准确对整个储罐底板上、下表面的腐蚀情况进行全面检测，是储罐底板腐蚀状态检测的有效手段。

（3）在保证安全的前提下，对储罐底板进行声发射在线检测，根据检测结果，制定储罐维修计划，对严重等级高的储罐进行开罐漏磁扫描检测。可以实现储罐的科学、高效的检测和维修，节约检修成本。

参考文献

[1] 戴光，李善春，李伟.储罐的声发射在线检测技术与研究进展[J].压力容器，2005，22（3）：33-35.

[2] 李伟，戴光，龙飞飞，张颖.地上立式金属油罐罐底在线声发射检测及评价方法[J].大庆石油学院学报，2003，27（1）：93-94.

[3] 李光海，刘时风，沈功田.压力容器无损检测-漏磁检测技术[J].无损检测，2004，26（12）：638-642.

作者简介

彭朝贵，男，四川人，毕业于西北工业大学机械制造专科，工程师，从事工程监理工作。