常壓儲(chǔ)罐廣泛應(yīng)用于煉油及化工企業(yè),用來(lái)儲(chǔ)存原油、成品油、中間原料和化工產(chǎn)品等介質(zhì)。常壓儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和檢驗(yàn)檢測(cè)對(duì)常壓儲(chǔ)罐的安全長(zhǎng)周期運(yùn)行,具有重要意義。因此就常壓儲(chǔ)罐的運(yùn)行檢測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等有關(guān)情況進(jìn)行綜述很有必要。
常壓儲(chǔ)罐介紹
01常壓儲(chǔ)罐分類
根據(jù)幾何形狀,可以將儲(chǔ)罐分為立式圓筒形儲(chǔ)罐、臥式圓筒形儲(chǔ)罐和張掖球形儲(chǔ)罐;根據(jù)安裝位置,可以將儲(chǔ)罐分為地上儲(chǔ)罐、半地上儲(chǔ)罐和地下儲(chǔ)罐;根據(jù)罐體材質(zhì),可以將儲(chǔ)罐分為金屬儲(chǔ)罐和非金屬儲(chǔ)罐;根據(jù)設(shè)計(jì)壓力,可以將儲(chǔ)罐分為常壓儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐和壓力儲(chǔ)罐。設(shè)計(jì)壓力小于等于6.9kPa(罐頂表壓)的儲(chǔ)罐為常壓儲(chǔ)罐;設(shè)計(jì)壓力大于6.9kPa且小于0.1MPa(罐頂表壓)的儲(chǔ)罐為低壓儲(chǔ)罐;設(shè)計(jì)壓力大于或等于0.1MPa(罐頂表壓)的儲(chǔ)罐為壓力儲(chǔ)罐。
本文的常壓儲(chǔ)罐指的是立式圓筒形地上鋼制焊接儲(chǔ)罐。
根據(jù)罐頂結(jié)構(gòu),常壓儲(chǔ)罐可分為固定頂罐、內(nèi)浮頂罐和外浮頂罐。固定頂罐又分為自支撐拱頂罐和自支撐錐頂罐等。
02常壓儲(chǔ)罐組成
常壓儲(chǔ)罐主要由罐體、罐基礎(chǔ)、加熱器、浮盤和安全附件等部分組成。
罐體主要包括罐底板、罐壁板和罐頂板。儲(chǔ)罐內(nèi)徑小于12.5m時(shí),罐底可不設(shè)環(huán)形邊緣板;儲(chǔ)罐內(nèi)徑大于或者等于12.5m時(shí),罐底宜設(shè)環(huán)形邊緣板。
罐基礎(chǔ)不僅支撐罐體,而且可以減少罐底板的土壤腐蝕,對(duì)常壓儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行具有重要作用。罐基礎(chǔ)形式可分為素土護(hù)坡式基礎(chǔ)、碎石環(huán)墻式護(hù)坡基礎(chǔ)、環(huán)墻式基礎(chǔ)、外環(huán)墻式基礎(chǔ)和樁基基礎(chǔ)。儲(chǔ)罐基礎(chǔ)有防滲漏要求時(shí),應(yīng)設(shè)置防滲層,防滲漏材料宜選用土工材料,防滲層設(shè)在砂墊層與填料層之間。當(dāng)設(shè)計(jì)要求儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)為恒溫或介質(zhì)溫度大于90℃時(shí),罐底應(yīng)采用絕熱保護(hù)層。
03常壓儲(chǔ)罐管理
大型儲(chǔ)罐的安全管理主要有3種管理模式:
(1)基于儲(chǔ)罐事故的管理模式;
(2)周期性維修的管理模式;
(3)基于風(fēng)險(xiǎn)的管理模式。
基于儲(chǔ)罐事故的管理模式,即事故處理和應(yīng)急搶修的模式,實(shí)質(zhì)上是一種“放任不管”的粗放的管理模式,一旦發(fā)生重大事故,后果無(wú)法估量。周期性維修的管理模式是按照一定的周期對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行檢維修,這種模式會(huì)給生產(chǎn)造成不便,而且沒(méi)有考慮儲(chǔ)罐的個(gè)體差異性,存在過(guò)度檢維修和檢維修不足,造成經(jīng)濟(jì)損失或者安全隱患?;陲L(fēng)險(xiǎn)的管理模式,是近些年興起的一種新的管理模式,這種管理模式利用基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)(RBI)技術(shù)對(duì)單個(gè)儲(chǔ)罐或者儲(chǔ)罐群進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,確定每個(gè)儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)情況,以此為依據(jù)制定每個(gè)儲(chǔ)罐的檢驗(yàn)時(shí)間和檢驗(yàn)策略,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐安全管理。
常壓儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)(也稱為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估)是一種重點(diǎn)針對(duì)材料損傷所引起的設(shè)備失效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理過(guò)程,對(duì)這種風(fēng)險(xiǎn)主要通過(guò)對(duì)設(shè)備的檢測(cè)來(lái)管理。作為一種先進(jìn)的設(shè)備管理技術(shù),RBI技術(shù)將定性分析和定量計(jì)算相結(jié)合,識(shí)別設(shè)備的損傷機(jī)理和失效模式,制訂科學(xué)的檢驗(yàn)時(shí)間和優(yōu)化的檢驗(yàn)策略,保障設(shè)備安全,提高經(jīng)濟(jì)效益。RBI廣泛應(yīng)用于石油化工、電力、海洋平臺(tái)和船舶等領(lǐng)域。
2008年9月,美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)頒布第二版API 581,給出了常壓儲(chǔ)罐失效可能性和失效后果(經(jīng)濟(jì)損失)的計(jì)算方法,給出了檢驗(yàn)時(shí)間和檢驗(yàn)方法的確定辦法,對(duì)常壓儲(chǔ)罐的RBI評(píng)估,起到了指導(dǎo)作用。
2014年,以API581為基礎(chǔ),結(jié)合國(guó)內(nèi)情況,頒布了GB/T 30578-2014《常壓儲(chǔ)罐基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了立式鋼制圓筒形常壓儲(chǔ)罐基于風(fēng)險(xiǎn)的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)要求,對(duì)于國(guó)內(nèi)實(shí)施常壓儲(chǔ)罐的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有指導(dǎo)意義。與API 581不同之處在于,GB/T 30578提出了失效后果(經(jīng)濟(jì)損失)可接受水平的基準(zhǔn)值Q。
2016年,API頒布第三版API 581,給出了常壓儲(chǔ)罐罐壁板失效后果(影響面積)的計(jì)算方法。
除此之外,GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識(shí)別》給出了承壓設(shè)備主要損傷模式識(shí)別的損傷描述及損傷機(jī)理、損傷形態(tài)、受影響的材料、主要影響因素、易發(fā)生的裝置或設(shè)備、主要預(yù)防措施等,可以用于識(shí)別常壓儲(chǔ)罐的失效模式和損傷機(jī)理。
常壓儲(chǔ)罐的檢驗(yàn)檢測(cè)
01運(yùn)行維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)
常壓儲(chǔ)罐運(yùn)行維護(hù)方面的標(biāo)準(zhǔn),主要有安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、中石化標(biāo)準(zhǔn)和API標(biāo)準(zhǔn)。
AQ 3053-2015規(guī)定了立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐的材料、設(shè)計(jì)、預(yù)制、施工和驗(yàn)收、防雷、防靜電、防腐蝕、使用管理、檢驗(yàn)和安全附件各方面的基本安全要求。SY 6306-2014規(guī)定了鋼制原油儲(chǔ)罐的生產(chǎn)運(yùn)行、檢維修、應(yīng)急處理、事故管理和棄置的安全要求。SY/T 5921-2011規(guī)定了立式圓筒形鋼制焊接油罐的操作、維護(hù)和修理的技術(shù)要求。SY/T 6620-2014采用翻譯法等同采標(biāo),與API 653-2014相同,主要闡述了油罐的檢驗(yàn)、修理、改建及翻建的技術(shù)要求。SHS 01012-2004對(duì)常壓立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐的維護(hù)和檢修進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
總的來(lái)說(shuō),AQ 3053-2015和SY 6306-2014側(cè)重于常壓儲(chǔ)罐的安全要求,標(biāo)準(zhǔn)的部分內(nèi)容為強(qiáng)制性要求;SY/T 5921-2011,SY/T 6620-2014,API 653-2014和SHS 01012-2004側(cè)重于常壓儲(chǔ)罐的維護(hù)檢修。
02無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
常壓儲(chǔ)罐的導(dǎo)波檢測(cè)、漏磁檢測(cè)、超聲檢測(cè)和聲發(fā)射檢測(cè)可以參考標(biāo)準(zhǔn)或者機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),而磁粉檢測(cè)和滲透檢測(cè)則可以參考NB/T 47013-2015《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)。
03檢測(cè)手段
常壓儲(chǔ)罐的在役檢驗(yàn)包括例行檢查、年度檢查和定期檢驗(yàn)3種形式。
例行檢查是以目視為主的,近距離檢查儲(chǔ)罐外部狀況的檢查方式,包括儲(chǔ)罐是否存在滲漏、罐壁變形、沉降跡象以及罐體的保溫裝置、安全附件和相關(guān)配件的運(yùn)行狀況等。年度檢查是為了保證儲(chǔ)罐在定期檢驗(yàn)周期內(nèi)的安全而進(jìn)行的在線檢查,年度檢查以外部宏觀檢查為主,除例行檢查的內(nèi)容外,還應(yīng)包括壁板和頂板的厚度測(cè)定、基礎(chǔ)沉降檢測(cè)和防雷防靜電接地電阻檢測(cè)等。定期檢驗(yàn)是按一定的檢驗(yàn)周期對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行較全面的檢測(cè),定期檢驗(yàn)可根據(jù)實(shí)際情況采用在線檢驗(yàn)方法或開(kāi)罐檢驗(yàn)方法。
定期檢驗(yàn)主要包括:
(1)罐基礎(chǔ)的沉降檢測(cè);
(2)安全附件的檢查;
(3)罐體的檢驗(yàn)。
罐體的檢驗(yàn)不僅包括罐底板、罐壁板及罐頂板的檢驗(yàn)檢測(cè),還包括對(duì)罐體內(nèi)外防腐蝕涂層和保溫的檢查。
傳統(tǒng)的檢驗(yàn)手段主要有:
(1)宏觀檢查;
(2)超聲測(cè)厚;
(3)表面缺陷檢測(cè)(磁粉/滲透);
(4)埋藏缺陷檢測(cè)(超聲/射線);
(5)罐底板漏磁檢測(cè);
(6)真空試漏。
新興的檢驗(yàn)手段主要有:
(1)聲發(fā)射在線檢測(cè);
(2)導(dǎo)波檢測(cè);
(3)機(jī)器人在線檢測(cè)技術(shù);
(4)爬壁超聲波連續(xù)測(cè)厚技術(shù)。