储罐检验(for_user)

1、1 赵 彦 修 中国特种设备检测研究中心中国特种设备检测研究中心(CSEI)(CSEI) 国家安全生产危险品储罐检测检验中心国家安全生产危险品储罐检测检验中心 二二五年八月五年八月 2 v 赵彦修 高级工程师 压力容器检验师 国家储罐检测中心授权签字人 v李光海 高级工程师 压力容器检验师 清华大学博士后 国家储罐检测中心授权签字人 3 国家质检总局直属事业单位 (前身为劳动部锅炉压力容器检测研究中心 ) 全国从事锅炉、压力容器、压力管道及危险品储 罐检验检测及其技术研究的技术机 构。成立于1979年，相关检验经验近30年。 4 国家安全生产甲级检测检验机构 (国家安全生产危险品储罐检测检验中

2、心 ) 全国工业产品生产许可证储罐(罐体)产品检验机构 国家锅炉压力容器产品质量监督检验中心 最高人民法院司法鉴定人 全国特种设备制造许可证管理和审查机构 5 6 7 8 大型储罐的使用已有很长的历史，由于在储罐的制 造、使用和管理等环节存在各种各样的问题，储罐的事 故时有发生，据API的一项统计，在所有事故中，大约 有6%是由于储罐的破坏而引起的，其中很多是由于底板 腐蚀或失效造成的。储罐事故造成环境污染，危害安全 生产。API653正是在此基础上产生的。 长期以来，对于储罐的检测，一直缺乏高效可靠的 手段，往往只能做一些外观检查、厚度测定和表面探伤， 检测项目少、效率低、缺陷检出率低，在运

3、行过程 9 中产生的腐蚀、穿孔等缺陷难以被及时发现，事故 隐患不能被很好地预报、评估和处理，严重威胁着储 罐用户的安全生产。近年来，CSEI根据国际上的先进 经验和有关标准，开发了大型储罐检测技术,并进行 了大量的检验实践，已经为宁波港务集团、镇海炼化、 广州石化、山东孚宝、宁波孚宝、中化集团、贵溪冶 炼厂、九江石化、北京有机化工厂、厦门博坦公司等 机构检验了200050000m3多座大型储罐，积累了丰 富的实践经验。 10 腐蚀是发生泄漏的重要因素。国内外曾发生多起因 罐底腐蚀造成的泄漏事故。统计结果表明，在用储罐 的罐底板腐蚀普遍非常严重，大多为溃疡状的坑状腐 蚀，主要发生在焊接热影响区、

4、凹陷及变形处；罐顶 板腐蚀次之，多为伴有穿孔的不均匀全面腐蚀。罐壁 腐蚀一般较轻，多为均匀点蚀，主要发生在油水界面、 油气界面处，有时外壁也会有局部的坑腐蚀。相对而 言，储罐底部的外腐蚀更为严重，主要发生在边缘板 与环梁基础接触的一面，所以底板的腐蚀检测尤为重 要。 11 主要法规 l危险化学品安全管理条例 l工业产品生产许可证条例 l建设工程管理条例 l条例的实施办法和细则 管理机构 l生产许可证：国家质检总局全国工业产品生产许可 证办公室(下设审查中心和危包审查部) l在用管理：国家安管总局危化品司(下设危化品研究 所和国家储罐检测中心) 12 管理模式 l生产单位需向省级质量监督局申请工

5、业产品生产许可 证，向安管局申请定点证书，分别审查发证。 l互有交叉，各省市掌握尺度不一致。 建设前向建设局申报，竣工后应经国务院认可的质检 机构检验合格并验收方可投用-质检、建设部门； 投用前及使用中进行安全评价-安管部门。 安全评价前应进行检验-质检部门。 安全评价机构须有检验能力或与有资质的检验机构签 订合作协议方可注册。 正在酝酿进行改革，简化程序，同时会加强管理力度，统一管理方式，注 重验收检验和在用检验，两证可能取消。 13 宏观检测 超声波测厚 底板腐蚀状况检测（漏磁、声发射） 焊缝检查(表面缺陷检测MT、PT；内部缺陷检测UT、 RT、真空试漏) 圆度、垂直度测定 基础沉降评估

6、 脆化断裂评估 14 在线检验 不开罐、不停车、不影响正常生产。一般可采用 声发射方式检验底板腐蚀状况，以自动爬壁测厚仪测 壁厚(或以涡流法不拆保温检测壁厚损失)。 开罐检验 清罐、停产，做内外部全面检验。一般要做漏磁 扫描，可以不做声发射，也可以根据声发射的结果定 点进行漏磁检测。 15 (含 2003增补) (等 同采用API653-2001,不含2003增补） (非等效采用API653第一版） (表 面探伤部分) 16 5.GB50341-2003立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范 6.API650-1998钢制焊接石油储罐(含2000及2001增补) 7.GB50128-2005圆筒形钢制

7、焊接储罐施工及验收规范 8.JB/T4730-2005承压设备无损检测 9.SH3046-92立式圆筒形钢制焊接油罐设计规定 10.SYJ1016-82立式圆筒形钢制焊接油罐设计规定 17 11. JB/T-无损检测 常压金属储罐 漏磁检测方法 12. JB/T-无损检测 常压金属储罐 声发射检测及其评价方法 18 标准适用范围 19 其中MT、PT适用于储罐。 部分等同采用API 1104，替代： SY/T0443常压钢制焊接储罐及管道渗透检测技术标准 SY/T0444常压钢制焊接储罐及管道磁粉检测技术标准 SY/T4056石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分级 SY/T4065石油天

8、然气钢制管道对接焊缝超声探伤及质量分级 一般NDT标准，只规定技术和分级要求，不规定合格标准，该标 准同时规定了合格标准。 标准适用范围标准适用范围 20 标准适用范围 21 9. JB/T-无损检测 常压金属储罐漏磁 检测方法 10. JB/T-无损检测 常压金属储罐声发 射检测及其评价方法 上述两个标准是我中心承担的国家十五攻关课题的 科研成果，适用于常压金属储罐的检测。2006年04 月已经标委会讨论通过，报国家发改委审批。 标准适用范围 22 v检验周期： 5-7年，新罐=10年 v检验条件： 人孔、透光孔全部打开，表面无油污或杂物，焊 缝或检验部位进行喷砂处理。 喷沙处理很重要，一些

9、较重的、临近穿孔的底板腐蚀， 往往通过喷沙处理用肉眼就能发现。 SY/T5921检验要求 23 目视+测厚 l壁板一般应分内外两面检测，检测重点在外表面祼露 部分和内表面底板向上1m范围内； l底板检测的重点在于自下而上的点蚀，中幅板可以开 孔检查(S0.5m2 ，远离焊缝200mm以上)； l固定顶：外观检查后对腐蚀严重部位进行厚度测定； l浮 顶：外观检查后对明显腐蚀部位进行厚度测定； -单盘上表面逐块板进行测厚、下表面目测； -浮舱逐个检测内外表面腐蚀，必要时进行测厚。 顶板测厚重点在目测发现的腐蚀严重处。 SY/T5921检验要求 24 罐体的几何尺寸及变形 油罐附件-结构性附件 焊缝

10、检测： 底板与壁板角焊缝、浮顶单盘板与浮舱内侧角焊缝MT/PT (底板、浮顶单盘板、浮舱底板100%真空试漏、浮舱气密-必要性？)； 下层壁板纵缝UT： 20000m3以下的检查最一面一层， 20000 m3及以上的检查最下面两层，长度10%，丁字缝 100% 防腐层和保温层检测： 目测、涂层测厚 SY/T5921检验要求 25 底板评定 l边缘板平均减薄量不大于设计厚度的15%； l中幅板平均减薄量不大于设计厚度的20%； l点腐蚀最大深度不大于设计厚度的40%； l当腐蚀深度超过上述规定的腐蚀面积大于一块板的 50%，且在整块板上呈分散分布时，宜更换整块钢板， 面积小于50%时，应考虑补板

11、或局部更换新板； l罐底板局部凹凸变形在不影响安全使用时，可适当放 宽要求； l底板应无折角、撕裂 SY/T5921评定要求 26 壁板评定 l壁板最小平均厚度不小于计算厚度+腐蚀裕量； l局部腐蚀区的最小平均厚度不小于该区底部边缘处的 计算厚度+腐蚀裕量； l分散点腐蚀最大深度不大于设计厚度的20%，且不大 于3mm； l密集点腐蚀最大深度不大于设计厚度的10%， u点蚀数大于3个、任意两点间最大距离小于50mm视 为密集； l壁板几何形状和尺寸在不影响安全使用时，可适当放 宽要求； SY/T5921评定要求 27 固定顶评定 l进行整体强度和稳定性计算做出评定； l顶板及焊缝不得有任何裂纹

12、或穿孔； l腐蚀严重的构件应单独评定； l局部变形在不影响安全使用时，可适当放宽要求； 浮顶评定 l单盘板、船舱顶板和底板平均减薄量不大于设计厚度 的20%； l点腐蚀最大深度不大于设计厚度的30%； l局部变形在不影响安全使用时，可适当放宽要求； SY/T5921评定要求 28 附件评定 l中央排水管无堵塞、渗漏； l量油管、导向管垂直度； l浮顶支柱； l浮顶密封； l紧急排水装置； l呼吸阀、阻火器； l加热盘管； l防雷防静电设施； l消防设施、喷淋装置 l SY/T5921评定要求 29 焊缝评定 l真空试漏、气密； lMT、PT、UT； l超标的表面和内部活动缺陷应立即返修，非活动

13、缺陷 可监控使用； 防腐层评定 l无锈斑、粉化、脱落，厚度、绝缘电阻、附着力、漏 点检测符合设计要求； 保温层评定 l无脱落、破损、开裂、渗水，保护板表面无严重腐蚀 SY/T5921评定要求 30 脆性断裂评定 罐底沉降评定 SY/T5921评定要求 31 v检验周期： 各项目检验周期不同，根据检验结果计算而来。 v检验项目 l运行中例行检验： 目测：泄漏迹象、变形、沉降征兆、腐蚀、基础、涂层、附 件异常表现。-由业主或其雇员(了解储罐的结构、操作和 储液性质的人员)进行，每月一次。 l外部检验： 由授权检验员在不停罐的状态下，对罐的外观及所有外部结 构进行检查。时间间隔5年或t/4N中的较小

14、者。 32 l超声测厚： 确定罐壁总体均匀腐蚀程度。 检验周期：腐蚀速率未知：时间间隔5年； 腐蚀速率已知： t/4N或15年中的较小者。 l内部检验： 由授权检验师对罐内部全部可接近的表面进行的全面检验 底板腐蚀和泄漏、底板沉陷、底板、壁板最小 厚度的评估 。 检验周期：腐蚀速率未知：10年；腐蚀速 率已知时，根据 计算，最长20年。通过RBI评估可以改变检验周期。 33 无损检测： 具体检测部位和比例未明确 我们在检验实践当中，在无损检测(MT/PT、UT)方面， 一般要对大角焊缝、一层壁板纵焊缝、一、二层壁板 环焊缝、T型焊缝、边缘底板焊缝做磁粉或渗透检测、 必要时对第一层壁板纵焊缝做超

15、声波检测。原因基于： 34 l对壁板而言，环向应力是主要 的，而径向应力较小，最大环 向应力的位置 H与罐的直径和 厚度有关：H=2(RT)1/2。 lV=10000m3时，H=1030mm； lV=20000m3时，H=1400mm； lV=50000m3时，H=1960mm。 l实际测量结果与计算结果相差 很小，因此，建议对第一二层 壁板进行无损探伤检查 35 l底板的中部主要受液体的静 压作用，应力值很小，但边 缘部分受力复杂，壁板由于 受环向应力的作用向外扩张， 而其底部与底板连接，从而 造成底板靠近角焊缝处产生 很大的径向应力，而略向中 心移动应力值就快速衰减， 但它会随罐内液面的变

16、化而 交替变化，因而会造成裂纹 的疲劳扩展，所以对于边缘 板和壁板与底板连接的角焊 缝也应该进行表面无损探伤 检查。 36 当工件或材料存在缺陷时，会导致缺陷处及其附近 区域磁导率降低，磁阻增加,从而使缺陷附近的磁场发 生畸变(如图示)，此时穿过工件的磁通的分为三部分， 即： 大部分磁通在工件内部绕过缺陷。 少部分磁通穿过缺陷。 还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺 陷。 37 38 第部分即为漏磁通,通过传感器可检测到。对检 测到的漏磁信号进行分析,即可建立漏磁场和缺陷之间 的量化对应关系,达到检测和评价的目的。 39 漏磁检测方法是由传感器获取信号,然后由软件自动 分析判断有无缺陷

17、,非常适合于自动检测 漏磁检测一般采用计算机自动进行缺陷的判断和报警, 减少了人为因素的影响，可靠性较高。 漏磁信号与缺陷形状尺寸有一定的对应关系,从而可 实现对缺陷的量化。 检测速度快没有污染，高效、环保。 40 一般只能用于形状规则工件的检测； 检测头不可能紧贴被检测表面, 必须有一定的 提离值,所以检测灵敏度与RT、MT相比较低。 41 v管材、棒材检测：裂纹、折叠、杂质、气孔 v长输和埋地管道检测：腐蚀、焊接缺陷 v钢丝绳检测：断丝、磨损、长腐蚀 v铁轨和车轮检测：疲劳裂纹、疲劳状态 v储罐底板检测：靠土壤面腐蚀状态 42 l英国 silver wing公司，FLOORMAP 2000

18、VS型 罐底板漏磁扫描仪： 43 通过扫描，能快速获知罐底板靠土壤一侧的 腐蚀状况，通过自带的软件分析，准确确定底板 腐蚀的程度（面积和深度）及其位置，以不同颜 色区分腐蚀的深度，以坐标表示其位置和大小。 可在电脑屏幕上直观的观察检测结果，亦可形成 书面检测报告。 44 l通 道：36组感应探头 l扫描宽度：250mm l最大扫描长度：15m l扫描速度：0.5m/s l最大扫描厚度：12.5mm(自动模式)， l 19.0mm(手动报警模式) l穿透涂层范围：6mm l最大精度：10(涂层6mm以下时) l 20(涂层6mm以上时) 45 46 47 48 49 50 设备在制造和使用过程中

19、，不可避免地会存在或 产生各种不同的缺陷，而不同缺陷对设备寿命的影响 是不同的，在运行过程中继续发展的活性缺陷，对设 备寿命影响重大，这种缺陷一旦失稳扩展，就可能导 致设备提前失效，缩短设备的使用寿命，造成泄漏或 爆炸事故。在压力(或状态)变化过程中，活性缺陷会 发出不同于其他部位的声发射信号，声发射检测就是 采用少量固定不动的换能器和放大器，获得活性缺陷 的动态信号，根据缺陷的信号判定缺陷的性质，通过 时差定位、区域定位等方法来确定缺陷位置的一种新 型非常规的无损检测方法。 51 优 点 在线检测，不影响生产 可以覆盖整个被检结构 检测系统可快速安装 检测费用和劳动强度， 检测速度快 局限性 设备须有压力或状态变化过程 检测过程受材料、环境影响 背景噪声产生干扰 目前尚无法对缺陷定量 人员需要持证上岗，解释测试 结果需要丰富的检测经验和背景 知识 52 声发射检测与离线检测结果对比 声发射在线检测结果：E级， 离线检测结果：局部腐蚀非常严重 储罐罐底声源定位图 2000m3原油罐 53 20000m3原油罐 声发射在线检