常压立式钢制储罐检验的微探

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摘要：常压立式储罐的全面检验与安全评价除采用先进的检测技术手段外，常规检验方法不可或缺。本文重点介绍了常 规检验方法在常压立式储罐全面检验与安全评价中的运用及评价方法，通过检验实例分析常规检验发现的缺陷及其产生的原因，提出了处理方法。

关键词：常规检验；常压立式储罐；宏观检查；超声测厚；无损检测

Abstract: A comprehensive inspection and safety assessment of vertical storage tank except by means of advanced detection technology, indispensable routine inspection method. This paper focuses on the use of vertical storage tank comprehensive inspection and safety assessment and evaluation of conventional test methods, through the test example analysis the defect of conventional test and its processing method is put forward.

Key words: routine inspection; vertical storage tank; macroscopic examination; ultrasonic thickness measurement; nondestructive testing

中图分类号：F253.3

1、常压立式储罐的全面检验

目前，在用常压立式储罐的全面检验重点采用的声发射在线检测技术、漏磁检测技术等各种先进检测技术。这些技术可对罐底板、罐壁板、罐顶板的腐蚀状态等作出较为可靠的定性或定量评价，其优越性弥补了常规检验方法的某些不足。常压立式储罐的声发射在线检测技术，可在储罐运行状态下对储罐底部的安全状态做出评价，指出安全薄弱区域的位置，为业主的优先维修计划提供指导，避免盲目开罐检修，为用户节省检修费用。然而，声发射在线检测技术的检测结果主要是定性的。在储罐开罐检验中，漏磁检测技术是最有效的底板（上下表面）腐蚀检测方法，但漏磁技术无法对焊缝及因空间限制仪器无法到达的区域进行检测，对非铁磁性材料的钢板也无法检测。因此，常规检验方法并不能被以上先进的检测技术完全取代。对于大型常压立式储罐的全面检验，由于其结构尺寸较大，对所有罐体（含焊缝）进行100%的检验或检测是不现实的，较高的检验费用和较长的检验时间业主无法接受，也是没有必要的。同时，储罐整体的安全性取决于其各结构部件的安全性。因此，确定重点检测部位和采取恰当的检验手段至关重要。

2、各项常规检验方法的应用

2.1 宏观检查

宏观检查是整个检验过程中相当关键的一步，通常很多安全隐患是通过目视而不是检测仪器发现的，同时宏观检查也可作为无法按100% 比例检测时的补充。宏观检查通过目视检查储罐本体内外表面、结构及几何尺寸、附属设施的状况，评价其使用安全性。 对有保温或绝热层的储罐，还应检查其保温 或绝热层有无破裂、渗漏。对有盘管的储罐，还应检查盘管外观腐蚀、变形和支撑完好度。对有浮顶的储罐，还应对浮盘面板、浮舱、浮顶密封装置和浮顶支柱重点检查。

经大量的现场检验实践，总结一些宏观检查经常发现的问题，如基础混凝土开裂； 地脚螺栓腐蚀严重或有松动；罐底板及其外伸板原有补板垫板处、浮顶支柱下的底板严重腐蚀甚至穿孔；罐体内凹或变形；罐壁板底部外表面大面积点蚀；防腐涂层或外保温破损；罐顶踏板条焊缝腐蚀以致罐顶穿孔；扶梯或罐顶踏板、扶手腐蚀及穿孔；浮舱焊缝开裂渗油；内部集液槽积水或与底板搭接焊缝开裂导致物料泄漏等。

常规检验的主要内容在储罐完整性的全面检验和安全评价中，除了可采用声发射在线检测、漏磁检测等技术手段外，还应包括宏观检查、超声测厚、常规无损检测、真空测漏检查、基础沉降及罐体倾斜度测量等。

2.2 超声测厚

超声测厚是常压立式储罐全面检验常用的检测项目，测厚示值是判断储罐各板腐蚀状态的主要依据。通常先对罐底、罐壁、罐顶钢板整体进行抽查。整体抽查是判断储罐钢板均匀腐蚀减薄程度的一种手段，抽查的范围由检验员或业主确定。如储罐整体有外保温，且不能拆除，则与业主协商拆开局部保温，对外露的钢板进行抽查测厚；如业主要求对所有钢板测厚，则需外部整体搭设脚手架或垂挂吊篮，做好安全防护后，逐块钢板进行测厚。

根据宏观检查发现的局部腐蚀区域和 对储罐各部位主要失效形式的分析，再对某些范 围进行重点检测，测厚得到的减薄数据可体现储 罐的安全性指标。 超声测厚可作为漏磁检测的补充。

漏磁检测仪器无法达到的检测盲区有：①罐底边缘板位于罐内外两侧小范围内的 区域；②罐底板上焊疤、原补板、支架四周小范 围内的区域；③罐壁、罐顶板接管本身及角焊缝附近区 域；④沉淀物聚集的死角，如集液槽内部、罐 内管路下方底板。这些区域通常是检验的重点部位，也是检验中发现问题较多的部位，应多增加测厚点数，认真检测。

超声测厚也可用于对漏磁检测结果的抽查复验。通常验证漏磁扫描发现的罐底板下表面腐蚀。故障诊断坑的位置及深度，用于判断漏磁仪在现场实际应用中的准确性和检测结果的可靠性。

2.3 常规无损检测

目前所用检验标准并未明确规定常压立式储罐全面检验中无损检测的具体部位和比例。经过实践和理论分析，可以确定储罐内应力的分布状况，从而确定无损检测的要求。对于罐壁板，由于受到液体向外的压强作用，罐壁板主要承受环向应力。不同规格的储罐，经壁板受力状况分析，最大环向应力的位置H 距离罐底板约1000~2000mm之间，且应力分布不连续。此处位于罐壁第一、二层筒节上，甚至正好位于强度较弱的焊缝位置，容易产生缺陷。因此，在检验中应对第一、二层筒节的焊缝进行无损检测，包括纵焊缝和环焊缝。加粗部位为无损检测部位。 对于罐底板，中幅板位置主要受到液体垂直往下静压力作用，应力值较小，但中幅板的焊接方式通常采用搭接，3块钢板交汇处的“丁”字口 焊缝，容易造成应力集中，此处是无损检测的重点；边缘板位置受力相对复杂，壁板受环向应力整体向外扩张变形，由于底部与罐底板连接，受到约束作用，从而在边缘板处产生很大的径向弯曲应力，而且它会随罐内液面的上下波动而交替变化，造成疲劳失效。为此，对于边缘板上的焊缝和罐壁底部大角焊缝都应进行无损检测，加粗部位为无损检测部位。

常见罐壁底部两层壁板通常重点对大角焊缝、第一层壁板的纵焊缝、第一二层壁板环焊缝、“丁”字口焊缝、边缘底板焊缝采用的是磁粉或渗透检测，必要时对第一层筒节纵焊缝做超声波检测。焊缝中裂纹性缺陷是储罐检验的重点，且这类缺陷又是相当危险的，对此采用常规的无损检测是相对可靠的方法。各种无损检测方法可按JB/T4730-2005进行评级。 另外，真空测漏检查也是一种无损检查的方法，它用于已泄漏的储罐漏点的查找，相比采用 表面无损探伤的效率要高，当然它不能用于非贯穿性缺陷的探查。

2.4 基础沉降测量

我国大多数常压立式储罐建在沿海回填地块，这些地块地基松软，基础变形较大，常会出现储罐基础沉降。需要在检验中进行测量和评定。基础沉降的标高测量点数可通过公式： N=D/10（其中D为储罐直径）确定，N至少需要8 个点，且应沿罐壁圆周均匀分布，测量点之间的最大间距为9.8m。通过经纬仪先标出空罐时各个测量点处的高度，封罐后注水或注物料至最高液位再次标定各测量点高度，前后两次的高度差就是储罐该处的沉降量。基础沉降的评定过程应充分考虑工况条件、 建造材料、土壤性质、油罐的基础设计和使用历史。API653中所列的合格沉降的确定方法不是强制性的，而是最大允许沉降量的近似值。当然， 经验证明如果沉降量超出了最大允许量，那么就应引起关注并讨论处理方法。

2.5 罐体倾斜度测量

罐体倾斜度测量通常采用重锤吊线或经纬仪。重锤吊线法操作方便，速度快，适用于较粗略的测量，精度不高，且易受风力影响；采用经纬仪精度较高，克服了风力影响，但测量效率不高。 通常全面检验涉及的大多不是翻建的储罐， 倾斜度可参照设计标准API650中规定的倾斜度不应超过0.5%来评价。而翻建后的储罐不垂直度可按照API653评价，该准则相对较宽松：不应超过 0.1%，最大为127mm，但内浮顶的翻建储罐要采 用严格的评价准则。

3、结束语

应用的各项常规检验方法已有一定基础，具备了现场使用的要求，可用于常压立式储罐的全面检验与安全评价。常规检验方法必须和先进的检测技术结合使用，才能保证立式储罐全面检验的完整性和 “丁”字口焊缝发现的裂纹，湿式空冷器水处理系统的防腐蚀控制。