大型常压储罐的无损检测技术常压液化气体储罐(立式)的失效形式主要为罐壁板的强度失效 和罐底板的腐蚀泄漏失效,不仅危害安全生产,而且严重污染环境 常压储罐一般为立式圆筒形钢制焊接容器,为了确保安全使用,美国 API653规定,每5a(年)至少进行一次运行中常压液化气体储罐的外 部宏观检查若不知道腐蚀速率,超声测厚检测周期为5a;知 道腐蚀速率后,超声测厚检测周期应根据实际计算而定,但最长 为15a底板检测周期应根据实际计算确定,但最长生20a国内按照 国务院颁布的《危险品化学安全管理条例》要求,必须对化学危险品 卧式液化气储罐进行定期检验,但目前具体年限和检验规则还没有明 确的要求;SY/T592标准规定,新建储罐第一次检测修理期限为10a, 以后检验周期为5~7a我国GBJ 128〜1990《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规 范》、SY/T 5921—2000(立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程》和美 国 API 653{油罐检验、修理、改造和重建》等标准对常压液化气 储罐的材料、预制、组装、焊接、检验和修理等方面都有严格要求 制造储罐所采用的材料主要有碳钢和不锈钢,国内目前使用的材料主 要是碳钢,按 SH 3046—1992((石油化工立式圆筒形钢制焊接液化 气体储罐设计规范》规定,允许使用的碳钢牌号有 Q235 一 AF, Q235A,20R,16Mn 和 16MnR 等。
目前国外主要采用声发射技术 检测常压储罐罐壁板上的活性缺陷和罐底板上的腐蚀和泄漏信 号,采用漏磁方法定期检测罐底板的腐蚀和泄漏,用超声检测技术检 测罐壁板和顶板国内对常压罐的定期检验近年来刚刚开始,主要采 用超声、磁粉、射线、渗透检测和超声测厚等手段国外现在广泛采 用的声发射和漏磁扫查技术,我国还没有相应的检测标准及规范,正 处于试验推广阶段1、制造和安装过程中采用的无损检测技术 常压储罐主要是利用预制成型的顶板、壁板和底板在现场组装后 焊接而成其中顶板和壁板大多采用对接焊形式,底板大多采用搭接 接头对于常压储罐底圈和第一圈罐壁的钢板,当厚度223mm时, 应按 ZBJ 74003—1988((压力容器用钢板超声波探伤》进行检测, 达到III级标准者为合格对于屈服点W390MPa的钢板,应取钢板张 数的 20%进行抽查,当发现不合格的钢板时,应逐张检查;对于屈 服点>390 MPa 的钢板,应逐张进行检查1.1 罐底焊缝的无损检测要点(1) 所有罐底板焊缝应采用真空箱法进行严密性试验,试验负 压《53 kPa,无渗漏为合格2) 厚度210mm的罐底边缘板,每条对接焊缝的外端300mm 范围内,应进行射线探伤;厚度为6〜9mm的罐底边缘板,每个焊 工施焊的焊缝,应按上述方法至少抽查一条。
3) 屈服点>390 MPa 的边缘板的对接焊缝,在根部焊道焊接 完毕后,应进行渗透探伤;在最后一层焊接完后,应该进行渗透或磁 粉检测4) 底板三层钢板重叠部分的搭接接头焊缝和对接罐底的丁字 焊缝的根部焊道焊完后,在沿三个方向各200 mm 范围内,应进行渗 透探伤,全部焊完后,应进行渗透或磁粉探伤5) 磁粉和渗透探伤应符合 SY/T 0444—1998《常压钢制焊 接储罐及管道磁粉检测技术标准》和 SY/T 0443—1998((常压钢制 焊接储罐及管道渗透检测技术标准》1.2 罐壁焊缝的无损检测要点(1) 对于纵向焊缝,每一焊工焊接的每种板厚(板厚差为lmm时 可视为同等厚度),在最初焊接的3m焊缝的任意部位取300mm进行射 线探伤以后不考虑焊工人数,对每种板厚在每30m焊缝及其尾数 内的任意部位取 300mm 进行射线探伤探伤部位中的 25%应位于丁 字焊缝处,且每台罐不少于两处2) 对于环向对接焊缝,每种板厚(以较薄的板厚为准),在最 初焊接的3m焊缝的任意部位取300mm进行射线探伤以后对于每种 板厚,在每60m焊缝及其尾数内的任意部位取300mm进行射线探伤 上述检查均不考虑焊工人数。
3) 当底圈壁板厚度W 10mm时,应从每条纵向焊缝中任取 300mm进行射线探伤;当板厚10mm〈tW25mm时,应从每条纵向焊缝 中取两个300mm进行射线探伤,其中一个应靠近底板4) 厚度25mm
2)当罐底边缘板厚度28mm,且底圈壁板厚度216mm,或屈服 点〉390 MPa的任意厚度的钢板,在罐内及罐外角焊缝焊完后,应对 罐内角焊缝进行渗透或磁粉探伤在油罐充水试验后,应采用同样 方法复验,探伤要求和标准与底板检测相同2、定期检验中采用的无损检测技术为了保证储罐罐壁和底板不发生泄漏,对储罐进行定期检测很有 必要,目前主要采用例行检查、检测和开罐检测三种形式例行 检查是通过目视的方法,直观地检查储罐是否有结构损坏;检测 是指无需停产情况下进行的检测,主要采用宏观检测、超声波测厚和 声发射检测方法;开罐检测需要储罐停用、倒料、打开并置换清冼, 使检测人员进入罐中进行的各项检测,主要采用漏磁、超声、射线、 磁粉和渗透检测等方法2.1 漏磁检测在停产开罐的条件下,对每块罐底板用漏磁检测法进行 100% 检测,可以比较精确地检测罐底板整体腐蚀情况漏磁法主要用于检 测腐蚀等体积性缺陷,包括罐底板上表面和背面的腐蚀状况检测时 需要利用合适的标定板对仪器进行标定并将罐底板清理干净,作好 标识,按一定的顺序进行检测漏磁检测可对罐底板除焊缝以外的部位进行 100%检测,检测 结果按照剩余厚度以不同的颜色显示检测结果比较直观。
2.2 声发射检测应用声发射方法检测常压液化气储罐主要有两种模式,一种是将频率为100〜400 kHz声发射传感器均匀布置在罐壁板上, 采用三角定位来确定声发射源的位置,根据声发射信号的特征参数和 波形来判断罐壁板上的活性缺陷和泄漏;第二种是将频率为 30〜60 kHz 的低频传感器等距离布置在罐底板边缘,采用圆周上的任意三 个探头进行定位,同样根据声发射信号的特征参数和波形来检测罐底 板腐蚀的严重程度和泄漏为了进行声发射检测,应提前一段时 间把储罐内储存介质的液位降下来,在进行检测时再把介质液位升上 去,分别在85%,95%和 100%液位进行保压,用声发射仪全程采 集声发射数据,分析升压和保压过程中采集到的声发射信号,对罐壁 和罐底是否存在泄漏、潜在泄漏或腐蚀损伤作出判断,并确定其位置 (图2b)通过对罐壁或罐顶的声发射源部位进行超声波测厚,最终 对储罐的完整性作出综合评价,确定开罐检测的时间该检测方法需 要检测人员接受较好的培训并具备大量现场检测经验,但检测效率较 高2.3 超声检测罐壁底圈板承受的压力高,成形条件较差,焊缝处易产生缺陷, 所以在定期检验中一般对罐壁底圈板的纵焊缝和环焊缝进行 20 % 的超声抽查。
对于不锈钢材料的储罐底板也需采用超声波扫查方法进 行检测在检测过程中,要根据底板的厚度加工标定试块,并选择合 适的超声波探头一般8〜10mm厚的底板可选择2.0 MHz的K1 斜探头和 2.0 MHz 的双晶直探头2.4 渗透检测对储罐接管管口部位、罐底板所有焊缝(含与罐壁连接的角焊缝) 最下一圈壁板内表面所有焊缝和外观检验发现有怀疑的焊缝均需进 行渗透检测渗透检测可以较灵敏地检出泄漏和裂纹等表面缺陷.有 效控制储罐的安全质量3、结论(1)声发射检测应用于储罐的检测,可对罐底是否存在泄 漏或潜在泄漏作出一定的判断,并对其进行定位;对罐壁上可能存在 的活性缺陷和泄漏源进行检测和定位通过对常压储罐的声发射 检测可以对罐壁和罐底板的腐蚀严重程度和泄漏作出判断,并确定其 位置,结合罐壁或罐顶的局部超声波测厚,最终对储罐的完整性作出 评价2)目前我国各项无损检测技术已有了一定基础,大部分已具 备了现场使用要求,可以成功用于大型储罐的定期检测3)罐底板漏磁检测技术的发展,形成了储罐底板全厚度内的 腐蚀、穿孔等缺陷检测能力,尤其能检测储罐底板下表面腐蚀状态, 是储运设备检测的强有力手段应用该技术指导储罐底板的检修,可 避免漏检漏修,减少液化气储罐底板检修的盲目性.节约资金,避免 非计划停车,创造巨大的经济效益。