常壓儲罐管理、檢驗及風險評估
2021-04-30 01:10:54
hualin
常壓儲罐廣泛應用于煉油及化工企業(yè)，用來儲存原油、成品油、中間原料和化工產(chǎn)品等介質(zhì)。常壓儲罐的風險評估和檢驗檢測對常壓儲罐的安全長周期運行，具有重要意義。因此就常壓儲罐的運行檢測及風險評估等有關(guān)情況進行綜述很有必要。
常壓儲罐介紹
01
常壓儲罐分類
根據(jù)幾何形狀，可以將儲罐分為立式圓筒形儲罐、臥式圓筒形儲罐和球形儲罐；根據(jù)安裝位置，可以將儲罐分為地上儲罐、半地上儲罐和地下儲罐；根據(jù)罐體材質(zhì)，可以將儲罐分為金屬儲罐和非金屬儲罐；根據(jù)設(shè)計壓力，可以將儲罐分為常壓儲罐、低壓儲罐和壓力儲罐。設(shè)計壓力小于等于6.9kPa（罐頂表壓）的儲罐為常壓儲罐；設(shè)計壓力大于6.9kPa且小于0.1MPa（罐頂表壓）的儲罐為低壓儲罐；設(shè)計壓力大于或等于0.1MPa（罐頂表壓）的儲罐為壓力儲罐。
本文的常壓儲罐指的是立式圓筒形地上鋼制焊接儲罐。
根據(jù)罐頂結(jié)構(gòu)，常壓儲罐可分為固定頂罐、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
常壓儲罐組成
常壓儲罐主要由罐體、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。儲罐內(nèi)徑小于12.5m時，罐底可不設(shè)環(huán)形邊緣板；儲罐內(nèi)徑大于或者等于12.5m時，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，對常壓儲罐的安全運行具有重要作用。罐基礎(chǔ)形式可分為素土護坡式基礎(chǔ)、碎石環(huán)墻式護坡基礎(chǔ)、環(huán)墻式基礎(chǔ)、外環(huán)墻式基礎(chǔ)和樁基基礎(chǔ)。儲罐基礎(chǔ)有防滲漏要求時，應設(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。當設(shè)計要求儲罐內(nèi)介質(zhì)為恒溫或介質(zhì)溫度大于90℃時，罐底應采用絕熱保護層。
03
常壓儲罐管理
大型儲罐的安全管理主要有3種管理模式：
（1）基于儲罐事故的管理模式；
（2）周期性維修的管理模式；
（3）基于風險的管理模式。
基于儲罐事故的管理模式，即事故處理和應急搶修的模式，實質(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，后果無法估量。周期性維修的管理模式是按照一定的周期對儲罐進行檢維修，這種模式會給生產(chǎn)造成不便，而且沒有考慮儲罐的個體差異性，存在過度檢維修和檢維修不足，造成經(jīng)濟損失或者安全隱患。基于風險的管理模式，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險的檢驗（RBI）技術(shù)對單個儲罐或者儲罐群進行風險評估，確定每個儲罐的風險情況，以此為依據(jù)制定每個儲罐的檢驗時間和檢驗策略，實現(xiàn)儲罐安全管理。
常壓儲罐的風險評估
基于風險的檢驗（也稱為風險評估）是一種重點針對材料損傷所引起的設(shè)備失效的風險評估和管理過程，對這種風險主要通過對設(shè)備的檢測來管理。作為一種先進的設(shè)備管理技術(shù)，RBI技術(shù)將定性分析和定量計算相結(jié)合，識別設(shè)備的損傷機理和失效模式，制訂科學的檢驗時間和優(yōu)化的檢驗策略，保障設(shè)備安全，提高經(jīng)濟效益。RBI廣泛應用于石油化工、電力、海洋平臺和船舶等領(lǐng)域。
2008年9月，美國石油學會（API）頒布第二版API 581，首次給出了常壓儲罐失效可能性和失效后果（經(jīng)濟損失）的計算方法，給出了檢驗時間和檢驗方法的確定辦法，對常壓儲罐的RBI評估，起到了指導作用。
2014年，以API581為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)情況，頒布了GB/T 30578-2014《常壓儲罐基于風險的檢驗及評價標準》，該標準規(guī)定了立式鋼制圓筒形常壓儲罐基于風險的檢驗和評價要求，對于國內(nèi)實施常壓儲罐的風險評估具有指導意義。與API 581不同之處在于，GB/T 30578提出了失效后果（經(jīng)濟損失）可接受水平的基準值Q。
2016年，API頒布第三版API 581，首次給出了常壓儲罐罐壁板失效后果（影響面積）的計算方法。
除此之外，GB/T 30579-2014《承壓設(shè)備損傷模式識別》給出了承壓設(shè)備主要損傷模式識別的損傷描述及損傷機理、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、主要預防措施等，可以用于識別常壓儲罐的失效模式和損傷機理。
常壓儲罐的檢驗檢測
01
運行維護標準
常壓儲罐運行維護方面的標準，主要有安全生產(chǎn)行業(yè)標準、石油天然氣行業(yè)標準、中石化標準和API標準。
AQ 3053-2015規(guī)定了立式圓筒形鋼制焊接儲罐的材料、設(shè)計、預制、施工和驗收、防雷、防靜電、防腐蝕、使用管理、檢驗和安全附件各方面的基本安全要求。SY 6306-2014規(guī)定了鋼制原油儲罐的生產(chǎn)運行、檢維修、應急處理、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、維護和修理的技術(shù)要求。SY/T 6620-2014采用翻譯法等同采標，與API 653-2014相同，主要闡述了油罐的檢驗、修理、改建及翻建的技術(shù)要求。SHS 01012-2004對常壓立式圓筒形鋼制焊接儲罐的維護和檢修進行了詳細說明。
總的來說，AQ 3053-2015和SY 6306-2014側(cè)重于常壓儲罐的安全要求，標準的部分內(nèi)容為強制性要求；SY/T 5921-2011，SY/T 6620-2014，API 653-2014和SHS 01012-2004側(cè)重于常壓儲罐的維護檢修。
02
無損檢測標準
常壓儲罐的導波檢測、漏磁檢測、超聲檢測和聲發(fā)射檢測可以參考國家標準或者機械行業(yè)標準，而磁粉檢測和滲透檢測則可以參考NB/T 47013-2015《承壓設(shè)備無損檢測》標準。
03
檢測手段
常壓儲罐的在役檢驗包括例行檢查、年度檢查和定期檢驗3種形式。
例行檢查是以目視為主的，近距離檢查儲罐外部狀況的檢查方式，包括儲罐是否存在滲漏、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)配件的運行狀況等。年度檢查是為了保證儲罐在定期檢驗周期內(nèi)的安全而進行的在線檢查，年度檢查以外部宏觀檢查為主，除例行檢查的內(nèi)容外，還應包括壁板和頂板的厚度測定、基礎(chǔ)沉降檢測和防雷防靜電接地電阻檢測等。定期檢驗是按一定的檢驗周期對儲罐進行較全面的檢測，定期檢驗可根據(jù)實際情況采用在線檢驗方法或開罐檢驗方法。
定期檢驗主要包括：
（1）罐基礎(chǔ)的沉降檢測；
（2）安全附件的檢查；
（3）罐體的檢驗。
罐體的檢驗不僅包括罐底板、罐壁板及罐頂板的檢驗檢測，還包括對罐體內(nèi)外防腐蝕涂層和保溫的檢查。
傳統(tǒng)的檢驗手段主要有：
（1）宏觀檢查；
（2）超聲測厚；
（3）表面缺陷檢測（磁粉/滲透）；
（4）埋藏缺陷檢測（超聲/射線）；
（5）罐底板漏磁檢測；
（6）真空試漏。
新興的檢驗手段主要有：
（1）聲發(fā)射在線檢測；
（2）導波檢測；
（3）機器人在線檢測技術(shù)；
（4）爬壁超聲波連續(xù)測厚技術(shù)