王懋翔
中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司 浙江 宁波 315000
摘要：大型储罐对于石油工业的重要性不言而喻，不过屡次发生的安全事件，引起了人们对储罐安全问题的强烈重视，对储罐设施的安全性、可靠性也提出了越来越高的要求。储罐的沉降和底板腐蚀会影响储罐的正常运作，如何有效地对储罐管理并做好储罐安全防护工作一直是石油化工行业面临的一大难题。罐周不均匀沉降对储罐的破坏最严重，会引起壳体的径向变形以及罐壁与底板的角焊缝和罐底边缘板应力增大，应力的变化会导致罐底板腐蚀速率的变化，通常利用声发射技术检测储罐底板的动态缺陷。根据《立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程》（SY/T5921-2017）有关规定：无环墙时罐周每3m弧长内任意两点的高差不应大于12mm。但在现场测试过程中发现，大型储罐相邻测点之间的高程差经常会大于12mm，如果这些隐患不能被巡检人员及时发现，可能会影响储罐的正常运行。
关键词：储罐沉降监测;声发射检测;影响;
引言
随着我国经济建设发展，大型储罐在石油、化工等领域得到应用，为了便于运输和装卸，大多数储罐建造在浙江、上海等沿海软土地区[3、4]。软土地基承载力差、压缩性大，建造在这些地区的储罐极易发生整体均匀沉降、整体倾斜沉降和罐周不均匀沉降，其中大型储罐不均匀沉降，发生的概率通常远小于其他分量，但其对储罐造成的危害却是最严重的，国内外的大量储罐工程事故分析显示，储罐不均匀沉降是造成储罐破坏的主要原因[5]。储罐破坏将导致重大经济损失和环境污染，造成工业生产中断。为了确保储罐安全有效运行，对储罐的不均匀沉降监测就显得尤为重要。
1储罐底板腐蚀检测的定性与定量分析
当前，我国大型储罐一般采用比较成熟的开罐检测技术作为安全管理的定量评价方法，能够针对储罐的缺陷和安全失效问题进行全方位的检测，而且检验结果直观、准确。通过查阅以往采用开罐检测储罐的检测结果，可以看出影响储罐正常运作最关键的部位就是储罐底板的腐蚀。但是开罐检测这种方法存在三个主要问题：一是许多储罐不能按期停工进行常规开罐检查，致使存在不同程度的安全隐患；二是需要考虑开罐检测的经济性问题，大型储罐的检测及维修费用非常昂贵（10×104m3的储罐机械清洗费用为140万元），而且检测时间很长。三是缺乏确定检修对象的科学依据。仅仅根据储罐的运行时间和经验判断储罐的腐蚀状况，可能无法及时有效地发现真正需要维修的立式储罐，从而影响安全生产。然而储罐底板声发射在线定性检测技术就能弥补上述缺点，可在不开罐的情况下对储罐整体的腐蚀情况进行初步评估，所以开展此项检测工作。
2不均匀沉降时的应力与腐蚀速率试验
对于数值模拟结果，由于液介质(如罐中的原油)腐蚀，罐壳在地面上的分布不均匀，研究表明，不均匀应力往往加速腐蚀。为了获得非均匀应力下储罐底板的腐蚀条件变化，试验常用Q235材料包络，设计力模拟结构，添加腐蚀液体，研究应力变化与不同浓度酸腐蚀速率之间的应力变化如何随应力变化。采用2%、4%、6%和8%的酸性转移介质进行应力变化和腐蚀速率测试。对于应力和应变能量，在每个附件上安装了两个光栅光学电压传感器。
腐蚀速率和噪声发射特性分析整个腐蚀速率变化过程，采用美国物理激波公司的PCI-8声学控制系统，选择频率为20 kHz-100 kHz的DP 3i低频传感器，设备外部四个传感器，腐蚀介质浓度不同，(a)发射值方向参数的增加趋势明显增加，幅度小，能量偏差小，幅度在50到70之间，发出的声音数和能量变化值小，表明观察不同浓度条件下的发射值参数值，可以发现腐蚀介质质量值为4%时，碰撞次数比2%有所增加，表明较高的腐蚀速率可能导致源信号明显增加，而噪声发射检测中输出信号的增加更明显地导致碰撞次数的变化。
3防腐施工工艺
3.1涂层结构防腐施工工艺分析
涂层结构防腐工作作为大型外浮顶储罐防腐施工工艺流程的重要内容，要求现场操作人员应该重点针对罐下部及罐体外壁位置、浮顶内壁位置、罐中部及浮盘下部侧表面、罐上部及浮盘上表面和附件位置进行防腐施工处理。其中，在罐下部及罐体外壁位置的防腐处理，操作人员可以利用无溶剂环氧涂料二次成膜特点，提高防腐层干膜厚度。在浮顶内壁位置上，也可以利用无溶剂环氧涂料进行成膜处理。除此之外，在罐中部及浮盘下部表面可以利用无溶剂环氧导静电涂料实现二次成膜过程。对于罐上部及浮盘上表面附件而言，操作人员需要利用一道环氧富锌涂料进行针对性处理。一般来说，通过按照上述作业流程进行精准操作，基本上可以进一步加强涂层结构的防腐效果。
3.2大罐防腐喷涂施工工艺分析
除锈达到合格标准之后，操作人员应该在规定时间内对金属表面进行涂漆处理。其中，在涂料的配置与使用方面，操作人员应该严格按照产品说明书要求进行合理配置与应用。与此同时，涂料质量必须满足防腐施工标准之后才可以应用，以免对现场防腐施工作业造成不利影响。正式喷涂处理过程中，现场操作人员应该对喷嘴与钢板的距离进行合理确定。最好可以根据漆料的浓度进行决定。在使用喷枪的过程中，可以按照上下左右移动的顺序，进行均匀喷涂处理。需要注意的是，喷枪应该平直于钢板表面，以防止斜喷问题出现。除此之外，为防止漏喷涂现象反复出现，现场操作人员应该按照先难后易以及先里后外的顺序进行均匀喷涂。对于无法喷涂的位置，可以采用手工涂刷方式进行针对性处理，达到良好的防腐效果。
3.3大罐外壁防腐施工工艺分析
外壁防腐施工基本上可以视为大型外浮顶储罐防腐施工工艺的核心流程。在具体操作过程中，要求现场操作人员应该针对管内壁进行水试压实验。在实验结束之后，操作人员应该针对外壁开展边喷砂边除锈的作业活动。在处理过程中，现场操作人员应该确保除锈一圈一圈的喷砂，确保外壁防腐层整体质量效果可以达到预期。需要注意的是，对于除锈合格的部分应该进行再次喷涂处理，以便更好地开展下一道工序操作。在开展大罐外壁防腐施工的过程中，现场操作人员应该严格恪守自身的操作行为，防止因个人操作失误而对整体施工工艺质量造成不利影响。
结束语
随着储罐液位不断变化，储罐底板沉降量不断增大，相应的底板应力也随之变大，声发射检测信号强度和幅度都有所增加，储罐底板的腐蚀速率加快。在储罐评估的过程中要充分考虑应力对腐蚀速率的贡献，同时储罐管理单位应加大沉降量比较大的储罐不均匀沉降和储罐底板在线检测频次，以确保储罐的安全运行。
参考文献
[1]赵永涛,樊国涛,张昱涵,关国伟.储罐沉降监测及其对腐蚀声发射检测信号的影响研究[J].新疆石油天然气,2021,17(01):101-104+6.
[2]张璐莹,李伟,马云栋,张志远,蒋鹏.储罐不均匀沉降底板腐蚀声发射特性模拟试验[J].无损检测,2019,41(08):62-66.
[3]马开良.储罐不均匀基础沉降在线监测装置的研发[J].安全、健康和环境,2018,18(08):17-20.
[4]马云栋.立式储罐不均匀沉降条件下底板腐蚀特性研究[D].东北石油大学,2018.
[5]王子赫.在役原油储罐完整性检测与修复技术研究[D].东北石油大学,2018.