翁凱迪 沈建民 吳蒙蒙 莊日陽

（1.寧波市勞動(dòng)安全技術(shù)服務(wù)公司 2.寧波市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院）

0 前言

常壓儲(chǔ)罐是石油、化工、國防等行業(yè)最為常見的物料儲(chǔ)藏容器。目前，國內(nèi)外已發(fā)生多起因儲(chǔ)罐泄漏、腐蝕等原因造成的重大安全事故，嚴(yán)重威脅到人身安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境與生態(tài)平衡[1]。航空燃料 （航空煤油）作為一種易燃易爆介質(zhì)，其蒸氣與空氣混合形成的混合型氣體遇明火高溫可引起爆炸性燃燒，因此其泄漏極易導(dǎo)致各種重大事故。根據(jù)現(xiàn)有的事故案例及相關(guān)資料調(diào)查發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)罐腐蝕大部分都發(fā)生在儲(chǔ)罐底板部位[2]。因此，儲(chǔ)罐底板的無損檢測(cè)顯得極為重要。目前，國際上最為常用的儲(chǔ)罐底板無損檢測(cè)技術(shù)為漏磁檢測(cè)技術(shù)和聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)[3]。漏磁檢測(cè)技術(shù)作為一種開罐定量檢測(cè)技術(shù)，能有效判斷底板腐蝕程度，給出合理性的建議。而聲發(fā)射檢測(cè)是一種不開罐定性檢測(cè)技術(shù)，在保證安全的情況下可以減少儲(chǔ)罐的開罐檢測(cè)數(shù)量，增加檢測(cè)的效率[4]。但其對(duì)于底板的腐蝕程度并不能給出一個(gè)明確的定量分析。雖然 JB/T 10764—2007《常壓金屬儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于罐底板聲發(fā)射源的分析與分級(jí)給出了兩種具體的方法，但無論是時(shí)差定位法還是區(qū)域定位法，其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中的定位事件數(shù)評(píng)定參數(shù)C值或者撞擊數(shù)評(píng)定參數(shù)K值都是不確定的，需要通過實(shí)驗(yàn)才能確定。通常，需要采用相同的檢測(cè)儀器、設(shè)置相同的工作參數(shù)，對(duì)相同規(guī)格和相同運(yùn)行條件的儲(chǔ)罐進(jìn)行一定數(shù)量的聲發(fā)射檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，并采取開罐檢測(cè)來驗(yàn)證和進(jìn)行比對(duì)研究，才能確認(rèn)其C值或者K值。

本文采用時(shí)差定位的方法，通過對(duì)幾個(gè)航空燃料儲(chǔ)罐底板同時(shí)進(jìn)行聲發(fā)射檢測(cè)與漏磁檢測(cè)并進(jìn)行比對(duì)，從而確定航空燃料儲(chǔ)罐底板時(shí)差定位的具體評(píng)級(jí)參數(shù)，即確定時(shí)差定位評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中的評(píng)定參數(shù)C值。

1 儲(chǔ)罐底板聲發(fā)射檢測(cè)及結(jié)果評(píng)定

聲發(fā)射檢測(cè)是通過傳感器接收缺陷發(fā)生的聲發(fā)射信號(hào)，從而進(jìn)行分析評(píng)級(jí)定位的方法[5]。為了確定時(shí)差定位評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中的C值，對(duì)某油庫罐區(qū)3臺(tái)5 000 m3航空燃料儲(chǔ)罐的底板在未開罐的情況下進(jìn)行了聲發(fā)射檢測(cè)。這3臺(tái)罐基本參數(shù)為：儲(chǔ)罐內(nèi)徑為22 718 mm，儲(chǔ)罐高為13.124 m，儲(chǔ)存介質(zhì)為航空燃料，儲(chǔ)罐底板材質(zhì)為碳鋼。

本次聲發(fā)射檢測(cè)采用的檢測(cè)方法是儲(chǔ)罐底板定位檢測(cè)，傳感器距罐底板高度為200 mm，檢測(cè)得到的背景噪音為36 dB，故選取門檻電平為40 dB，檢測(cè)聲速為1 320 m/s，數(shù)據(jù)采集時(shí)間為120 min。本次檢測(cè)布置傳感器數(shù)量為10個(gè)，每隔7.23 m放置1個(gè)探頭，具體布置如圖1所示。

對(duì)上述三個(gè)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行120 min的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)，得到其聲發(fā)射檢測(cè)事件定位。對(duì)三個(gè)儲(chǔ)罐底板聲發(fā)射源區(qū)域內(nèi)的聲發(fā)射定位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，取評(píng)定區(qū)域?yàn)?0%罐底板直徑的方形區(qū)域，可得到各底板聲發(fā)射源區(qū)域內(nèi)定位事件統(tǒng)計(jì)數(shù)，從中比較出聲發(fā)射源區(qū)域定位單位時(shí)間內(nèi)最大定位事件數(shù)E，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

圖1 聲發(fā)射傳感器布置

表1 儲(chǔ)罐底板聲發(fā)射區(qū)域定位每小時(shí)最大定位事件數(shù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)JB/T 10764—2007《常壓儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)中的定位顯示進(jìn)行區(qū)域定位評(píng)級(jí)分析時(shí)，需先確定C值。由于這幾個(gè)罐底板的情況基本一致，且宏觀檢測(cè)時(shí)未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，則先暫定C值為1。

對(duì)比三個(gè)儲(chǔ)罐底板檢測(cè)結(jié)果，由于每個(gè)儲(chǔ)罐底板C≤E≤10C，可評(píng)定這三個(gè)儲(chǔ)罐底板聲發(fā)射檢測(cè)的聲發(fā)射源為二級(jí)，三個(gè)儲(chǔ)罐底板皆存在輕微局部腐蝕現(xiàn)象，建議近期無需考慮維修。

2 儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)及結(jié)果評(píng)定

漏磁檢測(cè)是將鐵磁性材料磁化后，其缺陷附近產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，通過檢測(cè)漏磁場(chǎng)來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種檢測(cè)方法[6]。目前來說，漏磁檢測(cè)作為一種定量分析檢測(cè)方法，能準(zhǔn)確給出檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的材料減薄當(dāng)量，從而給出明確的評(píng)級(jí)分析與建議。本文在上面已對(duì)三個(gè)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行了聲發(fā)射檢測(cè)，并給出了一個(gè)假設(shè)的結(jié)果?，F(xiàn)通過將開罐漏磁檢測(cè)結(jié)果與聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，能有效驗(yàn)證之前聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

漏磁檢測(cè)時(shí)三個(gè)儲(chǔ)罐的基本參數(shù)如下：儲(chǔ)罐內(nèi)徑為22 718 mm，儲(chǔ)罐高為13.124 m，儲(chǔ)存介質(zhì)為航空燃料，儲(chǔ)罐底板材質(zhì)為碳鋼，儲(chǔ)罐底板厚度為8 mm （邊緣板）、6 mm （中腹板），涂層厚度為0.5 mm，底板表面狀況為清掃干凈，采取的漏磁檢測(cè)掃描方式為自動(dòng)檢測(cè)加手動(dòng)檢測(cè)。

圖2 儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)部位

對(duì)三個(gè)儲(chǔ)罐底板逐一地進(jìn)行漏磁檢測(cè)，其漏磁檢測(cè)部位如圖2所示。依據(jù)圖2所示底板檢測(cè)示意圖，對(duì)三個(gè)儲(chǔ)罐底板依次進(jìn)行漏磁檢測(cè)，得到的減薄板塊數(shù)和最大減薄當(dāng)量基本數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 儲(chǔ)罐底板漏磁檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表2所示，三次漏磁檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的最大減?。ǜg）當(dāng)量分別為39%、27%、39%，均未超過儀器門檻值 （檢測(cè)評(píng)定值）40%，故三次檢測(cè)的最大減薄當(dāng)量均按儀器門檻值40%計(jì)算。

根據(jù)SY/T 6620—2014《油罐的檢驗(yàn)、修理、改建和翻建》，對(duì)三個(gè)儲(chǔ)罐底板的腐蝕速率進(jìn)行計(jì)算。在按儀器門檻值40%進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可得下次開罐檢驗(yàn)最大時(shí)間間隔為11年。同時(shí)，根據(jù)SY/T 6620—2014標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，至少每隔5年應(yīng)進(jìn)行一次外部檢驗(yàn)，罐底板最長檢驗(yàn)周期為20年。

綜上所述，該儲(chǔ)罐下次開罐檢驗(yàn)最大時(shí)間間隔為11年。

3 聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)果與漏磁檢測(cè)結(jié)果比對(duì)

上述對(duì)聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)果評(píng)定時(shí)，假定的C值為1?，F(xiàn)將未開罐時(shí)聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)果與開罐后漏磁檢測(cè)結(jié)果相比對(duì)。

由漏磁檢測(cè)可發(fā)現(xiàn)，該儲(chǔ)罐底板最大減薄當(dāng)量為39%，未超過40%。由此可以看出，該儲(chǔ)罐底板的腐蝕狀況較為輕微，底板減薄量不太大。對(duì)比聲發(fā)射檢測(cè)得出的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)C值假定為1時(shí)，聲發(fā)射檢測(cè)評(píng)定的聲發(fā)射源為二級(jí)，該儲(chǔ)罐底板存在輕微局部腐蝕現(xiàn)象。此時(shí)，漏磁檢測(cè)與聲發(fā)射檢測(cè)所得的結(jié)果相一致。

同時(shí)，通過漏磁檢測(cè)得到的最大減薄當(dāng)量，采用合適的計(jì)算方法，就可以獲得該儲(chǔ)罐底板下次檢驗(yàn)的最大周期為11年。與此相對(duì)應(yīng)，當(dāng)C值假定為1時(shí)，聲發(fā)射檢測(cè)評(píng)定的聲發(fā)射源為二級(jí)，即近期并不需要考慮維修，這與漏磁檢測(cè)的下次檢驗(yàn)周期相一致。

由此可見，針對(duì)航空燃料儲(chǔ)罐底板，采用JB/ T 10764—2007《常壓金屬儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)中的時(shí)差定位法對(duì)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行評(píng)級(jí)分析時(shí)，可取C=1。此時(shí)，聲發(fā)射檢測(cè)結(jié)果與漏磁檢測(cè)結(jié)果相一致，即聲發(fā)射檢測(cè)的結(jié)果具有可靠性。

4 結(jié)論

本文根據(jù) JB/T 10764—2007和 SY/T 6620—2014，對(duì)幾臺(tái)航空燃料儲(chǔ)罐底板同時(shí)進(jìn)行了聲發(fā)射檢測(cè)和漏磁檢測(cè)。由上述航空燃料儲(chǔ)罐底板聲發(fā)射檢測(cè)及漏磁檢測(cè)的比對(duì)分析可知，針對(duì)航空燃料儲(chǔ)罐底板的聲發(fā)射檢測(cè)，可在時(shí)差定位評(píng)定時(shí)選取C=1，此時(shí)聲發(fā)射檢測(cè)的結(jié)果具有可靠性。因此，將這一結(jié)論應(yīng)用于同類型的儲(chǔ)罐檢測(cè)中，可以提高檢測(cè)的速度，使檢測(cè)更具有效率，能更好地防范儲(chǔ)罐底板的腐蝕，將危險(xiǎn)防范于未然，為人身安全與財(cái)產(chǎn)安全帶來更大的保障。

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