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储罐注油过程及泄漏检测方法

201901-1514:53:05

  储罐是 石油产品储运的重要设备,储罐注油过程中,油品中的静电电荷随着油品流入储罐,并在储罐内不断积聚,罐内静电电势可达几万甚至几十万伏,极易引发火灾爆炸事故,甚至引发多米诺效应。因此,储罐充装过程中的静电电势分布规律,指导静电危害防控,对于减少静电火灾爆炸事故具有重要意义。 

  大型立式圆筒形储罐通常由不同厚度或相同厚度的多层壁板焊接而成,各层壁板厚度与低温储罐内径的比值很小,属于典型的薄壁结构。作为国家战略石油储备库的关键设备,储罐通常建造于沿海软土地基,在不均匀的土壤沉积和非 均匀分布外载荷作用下,罐壁底部极易产生沉降.门.根据顶部的结构形式,储罐主要分为固定顶和浮顶2种类型,浮顶储罐的浮盘随着罐内储液量的变化上下浮动.储罐在底部沉降作用下会发生变形,当变形逐渐增大时,可能引起浮盘和罐壁之间密封装置的失效,造成浮盘出现卡盘现象,无法继续正常工作.以往有限元模拟方法较多地被应用在对储罐变形的研究上口,但这样既耗费计算成本,而且针对每一个储罐,都需要进行单独分析,缺乏统一的评判标准. 

  20世纪90年代,国外开展了双层罐底板结构立式储罐应用研究,其可实现储罐泄漏在线检测。该型储罐由上下层板和支撑结构组成,可有效避免罐底板双而腐蚀,支撑结构满足储罐介质载荷强度要求,下层底板在上层底板泄漏情况下能起到防护和延迟泄漏作用。罐底泄漏后通过氮气吹扫将泄漏油气携带至外部检测系统,通过研究吹扫气体成分,实现对储罐泄漏的在线监控。目前双侧罐底板结构立式储罐在国内还处于初步试验阶段,该类型储罐的安全运行及泄漏检测精度还有待进一步验证。 

  针对停运储罐或者计划修理储罐,进行储罐清洗和通风处理后,在满足可燃 气体浓度检测和人员安全的条件下,可开罐进行泄漏检测,包括以下几种方法: 

  ①目视检查。一般性检查较低照明强度条件为5~12.5W,借助镜子、照相机可进行更大范围的目视检测,可检测到储罐底板的表而缺陷,如开裂、咬边、凹坑、未焊透等,进而确定泄漏位置。 

  ②焊缝毛细管法。该方法简单实用,可快速确定泄漏位置并进行修理。在罐体和罐底板的角 焊缝一侧涂抹高渗透性油或者燃料渗透剂,至少保持4h(较好12h),如焊缝存在泄漏,在毛细作用下,可观察到油或者渗透剂渗透到焊缝另一侧。此外液体渗透剂、磁粉颗粒检测法也可用来确定焊接缺陷,如裂纹、缝隙、搭接或者对焊接表而的空隙,技术原理和操作步骤与上述方法类似。 

  ③气泡测试法一压力法。罐底内表而涂指示溶液,利用软管将不高于0.75kPa的气体通过罐底钻孔注入罐底,如罐底内表而出现气泡表明存在泄漏。另一种方法是 用泵往储罐内注入静压力为4.9kPa的水柱,将不超过2.24kPa的气体注入罐底,如罐底出现气泡表明存在泄漏。借助气动锤可提高检测效果,增强底板震动幅度,使绣垢从点蚀坑中飞出,从而暴露泄漏点。 

  ④气泡测试法一真空法。在可疑区域涂抹指示剂,将带有软橡胶垫圈的真空箱打开的一侧紧紧压在可疑区域上,用软管将真空泵与真空箱连接形成真空,透过真空箱玻璃观察,如出现气泡表明存在泄漏。 

  ⑤示踪气体检测法。通过泄漏探测系统的管道系统向LNG低温储罐下注入含有示踪剂的惰性气体(一般为焊接级氦气),如果储罐未安装泄漏探测系统,可通过罐底钻孔注入气体。使用精度为百万分之几的示踪气体检测仪器扫描整个罐底,适用于检测罐底焊缝、罐壁一罐底焊缝、环箍焊缝的缺陷。 

  该方法优点是 可随时使用罐底下的惰性气体进行补焊,且修理后能够立刻重新进行检查。其适合储罐底板无涂层或者未安装衬里的情形,也适用于确定疑似发生泄漏的储罐底板的准确泄漏位置。 

  结论与建议 

  1)在分析比选储罐泄漏检测技术优缺点的基础上,考虑 储罐运行状态和经济性因素,建议使用一种或组合使用多种储罐泄漏检测技术。 

  2)新建储罐或者计划性更换底板的在役储罐可采用预设基础探漏层技术,已建储罐采用储罐基础内钻孔监测油气体积浓度的技术。 

  3)如资金允许,收发油频繁储罐采用罐基础预埋检测元件法,可实现罐底板渗漏的自动化实时监控,这也是 储罐检测技术的发展趋势。 

  4)安装罐底板基础渗漏探测系统技术,可将泄漏油气从基础内部引向储罐周边,通过外观检查或者传感器、电缆等检测装置进行探测。 

  5)现有标准侧重于储罐泄漏检测技术要求,NFPA 329-2005规定了储罐泄漏初期处置措施,包括发现泄漏迹象、确定危险性等级、气体检测和人员疏散、消除点火源和查找泄漏源,具有借鉴意义。 

  6)建议借鉴API 353-2006关于储罐完整性管理的理念,计算储罐泄漏风险值,作为储罐泄漏检测技术的辅助手段,结合储罐腐蚀速率和运行状况,制定合理的储罐修理周期。


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