程一书
南京金陵检测工程有限公司 江苏南京210000
摘要：大型储油罐采用特制的钢板拼装焊接而成，焊缝的质量对储油罐的密封性、承压性能、使用寿命以及罐区的安全管理等具有非常重要的影响。无论是在储油罐的建造阶段还是运行阶段，都要采取无损检测的技术手段来检查其是否存在裂纹、未熔合或者未焊透之类的缺陷。有些焊缝虽然在初期检测时没有发现问题，但是在后续的使用中也可能因为各种环境因素而出现细微的裂纹。本文主要研究无损检测的技术路线及其在储油罐焊缝探伤方面的应用。
关键词：无损检测技术；储油罐焊缝；微裂纹；应用
引言：
储油罐焊缝缺陷会导致其在使用过程中出现密封性下降、油料泄漏、耐压性降低，这些情况将会严重威胁储油罐及管理人员的安全，提升火灾爆炸的风险。企业在管理过程中要采取无损检测的技术对焊缝及其周围区域存在的缺陷展开严格的检测，排出焊接缺陷和微裂纹，研究其相关应用具有重要的工程管理意义。
一、无损检测技术分类
（一）射线检测
X射线、伽马射线在穿透储油罐的焊缝时可在后方的感光胶片上形成焊缝的影像，如果焊缝中存在夹渣、气孔或者未焊实的情况，就可在影像中显现出来。工程技术人员可据此来判断焊缝的焊接质量是否达标。射线检测的技术对焊缝中存在的比较显著的缺陷可实现良好的成像效果，但是如果是很小的微裂纹，检测成像的难度将增加，有可能会无法显现出来[1]。这种检测方法在石油化工企业的压力容器和管道焊接作业中应用地非常频繁。
（二）超声检测
频率高于20000Hz的超声波能够在工程实体结构中形成良好的定向穿透与传播作用，超声波在均匀的介质中传播时其形成的波形呈现出规律而稳定的周期性变化，当传播介质冲出现裂纹之类的缺陷时，超声波的波形会在其界面上产生显著的反射或者折射作用，整体的波形特点也会变化。在超声探伤中使用专业的探头向被检测物体发射超声波，而与探头直接相连接的显示器上会将超声波在被检物体中的波形实时地显示出来，最后由工程技术人员根据波形来判断缺陷的大小、类型、所在位置等基本信息，其优点是实时出结果，对人体无害。
（三）涡流探伤
这种无损检测技术本质上应用了电磁感应的原理，在特定的闭合线圈上通入交流电之后就会在其周围空间产生电磁场，将其整体靠近金属工件时就可在磁场的变化之下引发感应电流，由于线圈中通入了交流电，所以磁场不断变化，这种情况下的感应电流亦成为涡流。工件中一旦存在缺陷，就会影响到感应电流，其相位、大小以及流动方式都会呈现出一定的特点。同时工件中产生的涡流也会反过来作用于线圈，使其阻抗和电压等参数发生一定程度的变化。此时，借助专业的仪器仪表检测出这些试验用线圈的阻抗和电压所产生的变化即可判断工件中的缺陷情况。
（四）磁粉探伤
这种探伤方法基本上局限于工件的表面位置，钢铁材料具有铁磁性特点，被磁化之后会带有磁场，表面均匀且连续的磁体在磁力线方面也呈现出稳定的分布特点。当其表面存在缺陷时，磁力线的分布就会发生变化，呈现出显著的不规则性。利用这一原理，将金属材质的工件磁化，然后在其表面撒上磁粉，接着去根据磁粉观察磁力线分布，判断其表面是否存在缺陷[2]。这种技术的局限在于仅能检测表面裂纹等缺陷，并且磁粉在某些油罐构件上无法附着，例如，支柱型的金属构件。使用范围受限。
二、储油罐焊缝及微裂纹检测
石油企业的大型储油罐在制造安装过程中使用焊接的方法将底板、壁板以及顶板等金属板材连接在一起，板材为钢板，厚度较大，分内外两侧分别焊接。
石油企业的大型立式储罐可承载数千乃至数万立方米的物料，其承载的压力非常高。显然，当石油储罐的焊缝质量不达标时必然会直接威胁到油料的保存以及罐区的消防安全。工程实践中要采用无损检测的方法对这些储罐的焊缝质量开展全面地检验，不得有任何错漏。
（一）检测特点
第一，焊接面大。大型储油罐很难一次成型，一般采用面积较大的钢板材料焊接而成，作业时在钢板的边角处做好坡口，对接准确，然后采用适宜的焊接设备和焊材将其充分地焊接在一起，钢板重量大、体积也大，焊缝分布在钢板四周，并且有内外两个面，边角处焊接难度大。整体检测难度和检测量都偏大。
第二，特种设备检验。油料的易燃易爆特性对储油罐的密封性、承压能力等提出了非常高的技术要求，属于特种设备的范畴。而钢板的焊接效果对储罐的性能具有决定性作用，其焊接要求非常高。
第三，检测环境复杂多变。已经投入使用的储油罐中含有残留的油料，而且大量的焊缝分布在储罐的上部和外立面，储罐的高度也比较大，这些客观条件在很大程度上增加了无损检测的难度，主要是有些检测设备无法到达焊缝的位置，例如，超声检测中使用的探头就不能检测分布在罐体顶部的焊缝。
（二）检测方法
第一，肉眼观察焊缝外表。储油罐外表面的焊缝可通过肉眼观察或者放大镜观察来初步确认大致的情况，有些焊缝明显存在缺陷，比如，未焊透，存在裂缝等。检查人员在发现问题之后要对这些存在表面缺陷的焊缝做出标记和编号，这样就初步排除了一定的工作量。
第二，磁粉探伤的应用。储油罐在长期的使用过程中会受到氧化作用、锈蚀以及油料浸泡等一系列因素的影响，其表层的清洁程度相对较差，并且会干扰探伤检测准确度[3]。因此在开展探伤检测活动之前要先将焊缝表层存在的油污、锈迹等彻底地清理掉。清理完焊缝及其周围部分的金属表面之后可使用磁粉探伤的技术来检测缺陷及微裂纹。但是仍需解决一个问题，那就是大量的焊缝在罐体的立面和仰面上，而且焊缝的方向也有水平和竖直。为了提高磁粉探伤的精确度，要先使用标准试片校验仪器对磁粉、磁粉检测设备的灵敏度进行充分的检验。检测部位以受影响最大的仰立面为准，如果磁粉检测设备在这一部位都能发挥正常的性能，那必然也能满足其他部位的探伤。将磁膏作为原料，与水混合，这样就可形成具备悬浮特性的磁粉指示剂，可用于检测各种分布方向的焊缝。储油罐的内的很多焊缝上都粘附有大量的油渍，并且有时候这些油渍也不能完全清理干净，才是不适宜使用水基磁悬液，改用煤油来配置。
第三，超声探伤的应用。超声探伤仪本身的体积和重量并不大，但是在实际操作时要将探头靠近被检测的焊缝部位，这就限制了其使用的范围，因为立式储油罐或者卧式储油罐的顶部、仰面以及立面等部位难以到达，不易操作探头[4]。可使用超声探伤仪检测靠近地面且便于操作的焊缝和微裂纹。
第四，射线探伤的应用。这种探伤方法相对于其他探伤方式的主要优点在于操作便捷性更高、探伤距离远、一次性探伤的范围更大。当使用其他方式发现一些裂纹或者缺陷之后，还要再次采用射线探伤的方法加以确认。伽马射线的穿透能力和探测距离都比X射线更好，对于储油罐上部的焊缝缺陷可采用伽马射线来检测。
三、结束语
储油罐焊缝及其附近微裂纹的探伤具有一定的难度，主要原因在于焊缝分布在罐体的各个部位，有些在罐体立面上，有些在仰面部位，还有不少在高空。因此，对储油罐的焊缝开展无损检测时要综合运行多种方式，考虑各种探伤技术在实际操作时的便捷性，提高焊缝缺陷探伤的精确度和效率。
参考文献
[1]黄耀达,朱西柱,武登峰.钢制储油罐焊缝及其微裂纹的检测[J].石油和化工设备,2011(01):46-47+50.
[2]吕彪,金建波,赵哲明.压力容器焊缝及周边微裂纹检测方法研究[J].化工管理,2018,03(No.474):140+142.
[3]张忠.压力容器焊缝及其附近微裂纹的检测分析[J].中国机械,2014, 000(016):25-26.
[4]沈强,袁红.金属压力容器压力管道裂纹无损检测技术研究[J].中国金属通报,2020,No.1018(04):223-224.