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)設計壓力，可以將儲罐分為常壓儲罐、低壓儲罐和壓力儲罐。設計壓力小于等于6.9kPa（罐頂表壓）的儲罐為常壓儲罐；設計壓力大于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、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，罐底可不設環(huán)形邊緣板；儲罐內(nèi)徑大于或者等于12.5m時，罐底宜設環(huán)形邊緣板。
罐基礎不僅支撐罐體，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。罐基礎形式可分為素土護坡式基礎、碎石環(huán)墻式護坡基礎、環(huán)墻式基礎、外環(huán)墻式基礎和樁基基礎。儲罐基礎有防滲漏要求時，應設置防滲層，防滲漏材料宜選用土工材料，防滲層設在砂墊層與填料層之間。當設計要求儲罐內(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?；陲L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備失效的風險評估和管理過程，對這種風險主要通過對設備的檢測來管理。作為一種先進的設備管理技術，RBI技術將定性分析和定量計算相結(jié)合，識別設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，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《承壓設備損傷模式識別》給出了承壓設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；
（4）爬壁超聲波連續(xù)測厚技術