常压储罐检测报告（常压储罐在用检验方法探讨）

专家简介：赵彦修，中国特种设备检验研究院专家。

深度好文：5134字 | 10分钟阅读

阅读前思考：

常压储罐的安全管理存在哪些问题？

在RBI技术中如何表现风险评估的指数？

在不同情况下如何确定检验时间？

参与储罐检验的机构应具备哪些资质？

一. 常压储罐的安全管理现状

■常压储罐一般指立式圆筒形钢制焊接储罐，主要包括拱顶罐、浮顶罐和外浮顶罐，常压储罐是危化品仓储、石油石化行业不可或缺的生产设备,大型常压储油罐是国家能源保障、战略储备的重要设施，国际上最大的储油罐单体容积已经达至24万m³,国内最大的储油罐单体已经达到15万m³（设计最大20万m³）,最大的LNG储罐22万m³。

《国家石油储备中长期计划》：2020年底国家石油储备能力：8500万吨/1亿m³，折合10万m³原油储罐1000台。

商业储备用罐、社会储备用罐、石油石化生产用罐，在用大型储罐数量惊人。

常压储罐安全管理现状

■常压储罐的管理与压力容器有非常大的区别

● 法规/标准体系尚不完善；

● 非强制管理，用户关注程度普遍不足，大量储罐处于长期未检状态;

● 专业检验机构/人员不足，不同机构差异很大，部分机构/人员专业知识不足;

● 部分业主对于相关规茴技术了解不足；

● 由于检验方案/检验方法/技术水平的原因，导致检验结果不可信

● 由于完整性水平不够，国内外发生了很多常压储罐事故。

二. 常用的检验方式/检验方法

常用的检验方式

● 开罐检验：停产、清罐后进入罐内，对储罐内外部进行的检验，一般要做底板有全面；

扫查检测（如MFL、电磁、涡流），必要时进行焊接表面检测、罐体3D扫描（变形）；

●在线检验：在不停车的情况下，在储罐外部对储罐内外部进行的检验，一般要做底板声发射检测，辅以高频导波等检测；

● 基于风险的检验：通过风险评估，对储罐群进行风险排序和损伤机理识别，根据风险水平高低及其损伤机理确定检验策略并予以实施。

常压储罐检验方式

三. 基于风险的检验(RBI)

RBI的基本概念

■基于风险的检验

● GB26610：一种重点针对材料损伤所引起的设备失效的风险评估和管理过程，对这种风险主要通过对设备的检测来管理。

● GB30578:是对储罐进行损伤机理分析和风险定量计算，并根据风险（或损伤系数）的大小以及检测方法的有效性确定储罐的检验策略（包括检验方式、检验方法、检验部位和检验时间）并予以实施的过程。

RBI的基本概念

■RBI方法于本世纪初引入中国，在石化装置上得到了广泛应用，已成为法定检验方法；

■常压储罐RBI也得到相关部门、标准和用户的认可-AQ3053、SY/T6620、GB/30578...

■RBI的两大环节

● 风险评估- 输入基础数据，输出检验策略；

● 检验实施- 输入检验策略，输出完整性结论- “I”是“RBI”的核心。

RBI的基本原理

● 20%以下的骨干人员创造了80%以上的企业效益;

● 20%以下的论坛作者发表了80%以上的精品文章;

● 20%以下的高校教师领走了80%以上的科研津贴；

● 20%以下的重点乘客带来了80%以上的销售流水；

● 20%以下的违章司机领走了80%以上的保险赔偿;

● 20%以下的退休人员花掉了80%以上的医保基金......

抓住主要矛盾，解决主要问题。

设备的风险分布，同样适用28定律

RBI示例

■员工体检:

①员工平均分配检查费用，每个人检查项目，检查手段相同；

②根据年龄、性别、工种，既往病史，原有的身体素质等条件分组，不同组别实施不同的检查项目采取不同的检查手段。

■ 相当于风险评估，制定检查策略

• a组:年老、特殊工种、有病史-发病的风险高，需要多项目检查

• b组：年轻、正常工作、无病史-发病的风险低，只需常规检查-按策略实施检査

• 检查完毕，身体健康继续工作，发现问题则就医治疗-采取降险措施

风险评估

■风险：系统中潜在的可能发生的事故或危害的总和，通常用风险级别来衡量风险的危险程度；在RBI技术中，主要考虑安全、环境和商业风险，以失效可能性与失效后果二者量化后的乘积来表示。

■风险无处不在，无时不在

● 风险高低是相对的，它与业主的可接受程度直接相关。

● 可接受风险:在法律框架下业主接受风险的程度。

■每个司机出现意外的可能性和后果各不相同，因而风险水平也不一样，从而可以根据个人风险情况确定其开车出行的适宜度/顺序/路线，并根据发生意外的原因/可能性采取相应的应对措施。

常压储罐的主要损伤机理

■API575(SY/T6926-已作废）：

• 腐蚀是钢制储罐及其辅助设备失效、破坏的主要原因，储罐检测的主要目的是查找腐蚀位置，确定腐蚀程度。

• 发现并消除缺陷，防止泄漏、降低损失、减少危害和环境污染。

■土壤腐蚀-溃疡状的坑腐蚀，发生在背面即靠近土壤一侧--难以发现、情况最为严重、危害性也最大。

• 由于储罐空满载交替，冬夏高低温交替，导致沥青砂开裂，地下水上升到罐底造成腐蚀，高温时地下水蒸发，盐分浓度增大，加剧腐蚀。

• 底板与沥青沙的不良接触，造成氧深度差异腐蚀

• 杂散电流腐蚀

• 储罐接地材料和罐底材质不同时，形成电偶腐蚀

• 当土壤中存在水分达到一定程度时，氧分子流动性强，容易发生氧的去极化，加快腐蚀速率。

■机械损伤（劣化）；

■脆性断裂；

■辅助设备的劣化与失效（呼吸阀、密封、排水装置……）。

检验策略的制定

■检验策略的内容

• 检什么

• 怎么检

• 检哪里

• 用什么方法检

• 什么时间检

• 根据什么标准评价

--不同的评价标准可能得出不同的完整性结论。

■总体原则

• 综合考虑储罐壁板和底板的风险，以最大风险确定风险等级，按不同部件分别确定检验内容和方法。

• 检验方法的确定，在满足降低风险的前提下选择合理的检验方法，以降低检验成本。

■风险可接受水平:

风险（损伤系数）可接受水平由使用单位根据自身情况确定。

■检验方式的选择原则

• 高风险、高失效可能性的，优选开罐检验，中低风险优选在线检验。

• 具备开罐检验条件的，优选开罐检验。

考虑储罐的损伤机理、损伤部位及现场条件;

考虑检验有效性，应该能将风险（损伤系数）降至预期水平。

■检验时间的确定:

• 如果储罐的风险或损伤系数已经达到或超过使用单位可接受水平.应当立即实施检验；

• 如果储罐的风险或损伤系数未达到使用单位可接受水平，还应当计算储罐的风险或损伤系数达到使用单位可接受水平的时间点,下次检验时间设在该时间点之前。

■检验方法及有效性的选择

♫检验方法与失效机理相匹配

♫综合考虑检验有效性与检验成本的关系，优先选择高有效性的检验方法，高风险时应选择高有效性的检验方法（检验成本与有效性并不一定成正比）:

• 高风险的储罐，检验方法的有效性≥中高度有效（B）；

• 中及中高风险的储罐，检验方法的检验有效性≥中度有效（C）；

• 低风险的储罐，检验方法的检验有效性≥低度有效（D）。

同时还应考虑检验类型、损伤速率、现场条件、检验频次等。

常用的检验方法

■罐体腐蚀检测：目视、厚度测定、漏磁检测、声发射检测、导波检测

■几何尺寸与变形检测：目视.全站仪、3D扫描

■焊缝检测:目视、表面检测、超声波检测、真空试漏

■防腐保温检测：目视、划格、涂层拉拨

■附件：目视检查

■罐体材料：金相

■基础检测

宏观检验

■宏观检验是不采用或仅采用简单工具对设备进行的带有直观或外观性质的总体上的检验。

●目视検测宏观检验最主要的手段，通过目视検测可以明确需要做进一歩检验的部位或部件及其检验重点。

●目视検测不但可以发现缺陷，而且在某些方面比采用仪器检测更为直观，例如在结构完整性、罐体腐蚀、变形、泄漏、表面裂纹、罐体保温层、防腐层的损坏等方面。

●宏观检验不仅要求能发现缺陷，更主要的是能发现缺陷背后的原因及其可能引发的问题，因而要求检验人员须有专业的知识和丰富的经验。

√比如发现进料管道发生弯曲变形，可能意味着罐体发生了沉降；浮顶距离其上侧环焊缝距离不一致，可能意味着罐体发生了倾斜或变形，需要做进一歩检测。

●目视检测常用的工具包括手锤、手电筒、放大镜等，此外还可以借助无人机、 视频检验系统，工业窥镜等。

厚度测定

■一般可采用带涂层超声波测厚仪，对于高温罐可采用电磁超声，对于保温罐可采用脉冲涡流-注意：适用于均匀腐蚀检测。

漏磁检测

声发射检测

■通过安装在罐壁下部的声发射传感器阵列来探测罐底板由于腐蚀/泄漏产生的声发射信号，并对检测结果划分综合等级的过程。

●高液位

●液面静止

●市电

声发射与漏磁检测的比较

自动爬壁超声波检测

超声导波检测

变形检测（3D扫码）

超声波测厚

焊缝无损检测

★壁板主要承受环向应力，最大环向应力的高度位置H与罐的直径和厚度有关

■V=2000m3时，H≈0.8m

■V=10000m3时，H≈1.03m

■V=20000m3时,H≈1.4m

■V=50000m3时，H≈1.96m

★底板中部主要受液体的静压作用，应力值很小；

• 边缘部分受力复杂，壁板受环向应力的作用向外扩张，而其底部受底板拘束，靠近角焊健处产生很大的径向应力；

• 略向中心移动应力值就快速衰减。

• 考虑新生缺陷和原始缺陷扩大的可能性

建议优先对第一、二层壁板、边缘板做磁粉检测

四. 检验案例

声发射 漏磁检测

■ 某石化公司G101原油罐，公称容积50000m3

• 直径：60m、底板厚度：12/8mm ,投用日期：1979年

• 2005年7月AE ,判定底板腐蚀严重，建议开罐复查。

■ 2007年2月,发现底板渗漏

• 清罐后实施漏磁检测，发现底板大面积严重腐蚀，多处显ZF当量腐蚀深度超过80%

• 喷砂处理后发现100余处穿孔，半年后底板全部更换。

底板泄漏的声发射检测

■ 某石化公司G125原油罐

■ 公称容积20000m3 ,底板厚度：9/6mm

■ 投用日期：1976年

■ 2010年发现渗漏,清罐后查漏未果

■ 检测方案：AE MFL NDT 宏观检查。

底板泄漏失效

■ 某仓储公司4号储罐，容积lOOOOnP、直径31m、主体材质：SS41、16MnR、1992年投用，盛装介质:柴油，2005年改装硫酸,其后3次泄漏

• 底板灼伤未经修复，硫酸腐蚀导致穿孔

• 柴油罐超装浓硫酸，导致边缘板丁字焊缝撕裂纹

• 第三次原因不明、处理情况不明

缺陷产生主要原因:

焊缝的原始超标缺陷（如夹渣、未焊透）削弱了焊缝强度;

底板和罐体变形增加了焊缝应力;

柴油罐改装硫酸后储罐底部承受的压力增大；

液位反复升降造成疲劳。

储罐群RBI

五. 检验机构/人员资质要求

参与储罐检验的机构

■ 国家安全生产检测检验机构

• 2019年5月起，只适用于法定（矿山井下特种设备）检验，其他设备检验不再发证。

■ 特种设备检验机构（核准证书）

•从事特种设备（压力容器、压力管道）在用检验等，出具检验报告。

特种设备无损检测机构（核准证书）

• 从事特种设备无损检测-CG（MT/PT/UT/RT）、AE、MFL等，出具无损检测报告。

■ 其他机构（CMA证书）

•出具具有证明作用的数据和结果；无论检验机构还是检测机构，均须取得CMA认证。

储罐检验常见的问题

■ 检验机构/人员不具备专业知识，检验方案没有针对性

■ 没有专业技术和设备，检验有效性低（检测方法、检测项目与损伤模式不匹配）

■ 检验过度与检验不足同时存在

■ 检验时间与检验工作量不成比例

■ 内容虚假或检验结论错误的报告

■ 招标文件要求错误

检验与检测的区别

■ 定义(ISO 17000-GB/T 27000)

• 检测:按照程序确定合格评定对象的一个或多个特性的活动。检测得到样品的各项数据，但是不对样品是否合格、质量高低做出评判。

• 检验:审查产品设计、产品、过程或安装并确定其与特定要求的符合性，或根据专业判断确定其与通用要求的符合性的活动。检验对送检的样品做出符合性的判断，判断过程中用到的数据可能由自己实验室测试得来，也可能是来自客户或者其他相关方。

• 检测和检验有交叉，可能由同一机构进行（检验机构可以做授权范围内的检测）。

■ 到医院看病挂号：内科、外科、五官科，而非化验科、放射科

• 医生才有资格进行诊疗、开方，而化验、拍片只是诊断病情的辅助手段；有需要时医生会安排病人去做化验、B超、CT、核磁共振…；

无论医院还是诊所都会有医生，但不一定有化验室，大医院有自己的化验科、CT室,小诊所则只能借助其他医院；

医生的诊疗相当于检验，而化验、拍片相当于检测。

特种设备检验/检测机构

■ 特种设备检验/检测机构，不但需要CMA认证，还需要专项授权

■ 检验机构分类与资质范围:

甲、乙、丙三类（包括质检机构、行检机构和自检机构）

• 监检、定检、无损检测

■ 无损检测机构分级与资质范围:

• A、B、C三级

• CG、TOFD、AE、MFL...

检验/检测人员分类

标准对机构/人员要求

说明：本文内容是经燕化工平台根据赵彦修先生在“2021石油化工数字化罐区高峰论坛暨第三届全国石油化工储运罐区测量控制与安全管理技术交流大会”上发表的大会报告所整理，转载请注明出处，如未经许可或未注明出处，将追究法律责任。

,