常压储罐管理、检验及风险评估
2021-04-30 01:10:54
hualin
常压储罐广泛应用于炼油及化工企业，用来储存原油、成品油、中间原料和化工产品等介质。常压储罐的风险评估和检验检测对常压储罐的安全长周期运行，具有重要意义。因此就常压储罐的运行检测及风险评估等有关情况进行综述很有必要。
常压储罐介绍
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常压储罐分类
根据几何形状，可以将储罐分为立式圆筒形储罐、卧式圆筒形储罐和球形储罐；根据安装位置，可以将储罐分为地上储罐、半地上储罐和地下储罐；根据罐体材质，可以将储罐分为金属储罐和非金属储罐；根据设计压力，可以将储罐分为常压储罐、低压储罐和压力储罐。设计压力小于等于6.9kPa（罐顶表压）的储罐为常压储罐；设计压力大于6.9kPa且小于0.1MPa（罐顶表压）的储罐为低压储罐；设计压力大于或等于0.1MPa（罐顶表压）的储罐为压力储罐。
本文的常压储罐指的是立式圆筒形地上钢制焊接储罐。
根据罐顶结构，常压储罐可分为固定顶罐、内浮顶罐和外浮顶罐。固定顶罐又分为自支撑拱顶罐和自支撑锥顶罐等。
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常压储罐组成
常压储罐主要由罐体、罐基础、加热器、浮盘和安全附件等部分组成。
罐体主要包括罐底板、罐壁板和罐顶板。储罐内径小于12.5m时，罐底可不设环形边缘板；储罐内径大于或者等于12.5m时，罐底宜设环形边缘板。
罐基础不仅支撑罐体，而且可以减少罐底板的土壤腐蚀，对常压储罐的安全运行具有重要作用。罐基础形式可分为素土护坡式基础、碎石环墙式护坡基础、环墙式基础、外环墙式基础和桩基基础。储罐基础有防渗漏要求时，应设置防渗层，防渗漏材料宜选用土工材料，防渗层设在砂垫层与填料层之间。当设计要求储罐内介质为恒温或介质温度大于90℃时，罐底应采用绝热保护层。
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常压储罐管理
大型储罐的安全管理主要有3种管理模式：
（1）基于储罐事故的管理模式；
（2）周期性维修的管理模式；
（3）基于风险的管理模式。
基于储罐事故的管理模式，即事故处理和应急抢修的模式，实质上是一种“放任不管”的粗放的管理模式，一旦发生重大事故，后果无法估量。周期性维修的管理模式是按照一定的周期对储罐进行检维修，这种模式会给生产造成不便，而且没有考虑储罐的个体差异性，存在过度检维修和检维修不足，造成经济损失或者安全隐患。基于风险的管理模式，是近些年兴起的一种新的管理模式，这种管理模式利用基于风险的检验（RBI）技术对单个储罐或者储罐群进行风险评估，确定每个储罐的风险情况，以此为依据制定每个储罐的检验时间和检验策略，实现储罐安全管理。
常压储罐的风险评估
基于风险的检验（也称为风险评估）是一种重点针对材料损伤所引起的设备失效的风险评估和管理过程，对这种风险主要通过对设备的检测来管理。作为一种先进的设备管理技术，RBI技术将定性分析和定量计算相结合，识别设备的损伤机理和失效模式，制订科学的检验时间和优化的检验策略，保障设备安全，提高经济效益。RBI广泛应用于石油化工、电力、海洋平台和船舶等领域。
2008年9月，美国石油学会（API）颁布第二版API 581，首次给出了常压储罐失效可能性和失效后果（经济损失）的计算方法，给出了检验时间和检验方法的确定办法，对常压储罐的RBI评估，起到了指导作用。
2014年，以API581为基础，结合国内情况，颁布了GB/T 30578-2014《常压储罐基于风险的检验及评价标准》，该标准规定了立式钢制圆筒形常压储罐基于风险的检验和评价要求，对于国内实施常压储罐的风险评估具有指导意义。与API 581不同之处在于，GB/T 30578提出了失效后果（经济损失）可接受水平的基准值Q。
2016年，API颁布第三版API 581，首次给出了常压储罐罐壁板失效后果（影响面积）的计算方法。
除此之外，GB/T 30579-2014《承压设备损伤模式识别》给出了承压设备主要损伤模式识别的损伤描述及损伤机理、损伤形态、受影响的材料、主要影响因素、易发生的装置或设备、主要预防措施等，可以用于识别常压储罐的失效模式和损伤机理。
常压储罐的检验检测
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运行维护标准
常压储罐运行维护方面的标准，主要有安全生产行业标准、石油天然气行业标准、中石化标准和API标准。
AQ 3053-2015规定了立式圆筒形钢制焊接储罐的材料、设计、预制、施工和验收、防雷、防静电、防腐蚀、使用管理、检验和安全附件各方面的基本安全要求。SY 6306-2014规定了钢制原油储罐的生产运行、检维修、应急处理、事故管理和弃置的安全要求。SY/T 5921-2011规定了立式圆筒形钢制焊接油罐的操作、维护和修理的技术要求。SY/T 6620-2014采用翻译法等同采标，与API 653-2014相同，主要阐述了油罐的检验、修理、改建及翻建的技术要求。SHS 01012-2004对常压立式圆筒形钢制焊接储罐的维护和检修进行了详细说明。
总的来说，AQ 3053-2015和SY 6306-2014侧重于常压储罐的安全要求，标准的部分内容为强制性要求；SY/T 5921-2011，SY/T 6620-2014，API 653-2014和SHS 01012-2004侧重于常压储罐的维护检修。
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无损检测标准
常压储罐的导波检测、漏磁检测、超声检测和声发射检测可以参考国家标准或者机械行业标准，而磁粉检测和渗透检测则可以参考NB/T 47013-2015《承压设备无损检测》标准。
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检测手段
常压储罐的在役检验包括例行检查、年度检查和定期检验3种形式。
例行检查是以目视为主的，近距离检查储罐外部状况的检查方式，包括储罐是否存在渗漏、罐壁变形、沉降迹象以及罐体的保温装置、安全附件和相关配件的运行状况等。年度检查是为了保证储罐在定期检验周期内的安全而进行的在线检查，年度检查以外部宏观检查为主，除例行检查的内容外，还应包括壁板和顶板的厚度测定、基础沉降检测和防雷防静电接地电阻检测等。定期检验是按一定的检验周期对储罐进行较全面的检测，定期检验可根据实际情况采用在线检验方法或开罐检验方法。
定期检验主要包括：
（1）罐基础的沉降检测；
（2）安全附件的检查；
（3）罐体的检验。
罐体的检验不仅包括罐底板、罐壁板及罐顶板的检验检测，还包括对罐体内外防腐蚀涂层和保温的检查。
传统的检验手段主要有：
（1）宏观检查；
（2）超声测厚；
（3）表面缺陷检测（磁粉/渗透）；
（4）埋藏缺陷检测（超声/射线）；
（5）罐底板漏磁检测；
（6）真空试漏。
新兴的检验手段主要有：
（1）声发射在线检测；
（2）导波检测；
（3）机器人在线检测技术；
（4）爬壁超声波连续测厚技术