丁志千 胡 健 張子健 柴軍輝 吳蒙蒙 周曉彤 李 洋

（寧波市勞動安全技術服務有限公司）

常壓儲罐是化工企業(yè)使用量較大的儲存設備之一，用來儲存各種原油、半成品油、成品油及精細化工產品等，若發(fā)生罐體泄漏或失穩(wěn)，可能會造成人員傷亡和環(huán)境污染。 在沿海地區(qū)，存在較多不同類型的常壓儲罐， 外部氣候條件相類似，但罐容大小、罐頂形式及存儲介質等各不相同［1，2］。筆者選取我國東部沿海地區(qū)罐容和介質都較為典型的儲罐進行風險計算，以損傷因子數值的大小作為檢驗目標的驅動因素，通過設定不同數值的損傷因子， 計算儲罐的下次檢驗周期，同時將計算結果與相關儲罐檢驗檢測安全技術規(guī)范進行比較， 給出了相比于GB/T 30578—2014《常壓儲罐基于風險的檢驗及評價》［3］更為精確和科學的損傷系數范圍，可指導常壓儲罐使用單位科學安排檢驗周期，同時為儲罐風險評估標準下次修訂提供一定的技術參考。

1 常壓儲罐RBI原理與檢驗目標

AST模塊是RBI軟件中專門針對地面常壓儲罐所研發(fā)的計算程序，對儲罐進行損傷模式分析和風險定量計算，并根據風險等級的高低和檢驗方法的有效性確定儲罐的檢驗策略，主要包括檢驗方法、檢驗部位及檢驗時間等［4］。 儲罐RBI計算是利用Synergi Plant RBI Onshore 5.6專業(yè)計算軟件對儲罐建造數據和使用數據進行處理，必要時進行修正，同時根據自帶的PHAST后處理模塊計算失效后果，根據二維風險矩陣得出每個儲罐的風險值。 實際操作過程通常根據現場檢驗檢測結果對數據進行修正，數據來源主要為內外部宏觀檢驗、底板漏磁掃查和罐壁超聲波測厚，數據的修正可使RBI評估結果更接近真實風險狀況。

檢驗目標是儲罐在連續(xù)運行工況下使用單位可接受的最高風險水平，一旦達到或者超過目標，應當立即實施檢驗，檢驗目標一般根據儲罐使用單位可接受的程度自行設定。GB/T 30578—2014《常壓儲罐基于風險的檢驗及評價》中也提及了相關的規(guī)定。 目前針對檢驗目標的設定存在多種方式，包括使用損傷因子目標、總風險目標、使用失效可能性目標、 剩余壽命目標及失效可能性等級目標等，比較常用的為損傷因子目標和總風險目標。GB/T 30578—2014提及了允許使用單位將損傷系數作為是否實施檢驗的依據， 當儲罐的損傷系數達到或接近目標值時，可以對儲罐實施檢驗，并且給出了檢驗目標損傷系數的推薦值，即415。

2 儲罐檢驗周期的確定

我國現行儲罐檢驗檢測標準較多，不同標準對檢驗周期的規(guī)定也不同，具體見表1。

表1 國內主要儲罐檢驗檢測標準所規(guī)定的檢驗周期

從表1可以看出，目前，國內標準針對儲罐的檢驗周期最短的為3年，最長的為10年。 在RBI計算結果中，損傷因子變化趨勢圖可以將損傷系數和檢驗周期進行關聯，通過設定一定的損傷因子目標，進而通過損傷因子變化趨勢圖橫坐標確定達到該目標的具體時間節(jié)點，該時間節(jié)點即可作為基于損傷因子確定的下次檢驗周期。

GB/T 30578—2014給出了常壓儲罐損傷系數目標值不大于415的要求， 但對大量儲罐進行RBI分析計算后發(fā)現， 儲罐的檢驗周期遠超過現行標準所推薦的大致年限（3～10年），因此有必要對化工企業(yè)擁有量較大的典型儲罐進行分析，通過設置不同的損傷因子目標，計算出下次檢驗日期，并與原標準推薦值進行比對，給使用單位提供一個較為合理的、適用于該地區(qū)儲罐特點的損傷系數目標值范圍，同時也為常壓儲罐損傷系數目標值的合理確定提供了一定的計算思路。

3 典型儲罐RBI計算與比對分析

為了確保計算結果具有代表性，選取沿海地區(qū)化工企業(yè)保有量較大的、介質較為典型的常壓儲罐進行分析，所選3臺儲罐的基本信息如下：

a. 1#儲罐。 某化工企業(yè)的10 000 m3儲罐，投用日期為2012年9月，外表面做了防腐漆，無保溫層，無加熱盤管，有內浮頂，首次檢驗日期為2017年6月。

b. 2#儲罐。 某化工企業(yè)的30 000 m3儲罐，投用日期為2010年9月，外表面做了防腐漆，無保溫層，無加熱盤管，有內浮頂，首次檢驗日期為2017年2月。

c. 3#儲罐。某化工企業(yè)的3 000 m3儲罐，投用日期為2011年6月， 外表面做了防腐漆， 有保溫層，有加熱盤管，無內浮頂，首次檢驗日期為2018年10月。

3臺儲罐的詳細參數見表2。

表2 3臺儲罐基本信息表

3.1 損傷機理分析

參考API RP 571《影響煉油工業(yè)固定設備的損傷機理》［5］， 本次3臺儲罐主要存在的失效機理有：大氣腐蝕、絕熱層下腐蝕（CUI）、介質側腐蝕、微生物所致腐蝕（MIC）和土壤腐蝕。

3.2 風險等級劃分

儲罐風險等級一般由失效概率和失效后果兩方面綜合確定，即：

式中 Cf——失效后果；

Df（t）——以時間為函數的破壞系數；

FMS——管理系統(tǒng)系數；

gff——同類失效頻率；

Pf（t）——以時間為函數的失效概率；

R（t）——以時間為函數的風險。

參照API 581—2016確定失效可能性等級和失效后果等級，詳見表3。

表3 失效可能性等級

3.3 風險評估

本次風險評估的數據是基于檢驗檢測的實測數據， 計算結果較為接近儲罐真實的風險水平。 主要檢驗檢測項目包括：宏觀檢查、罐壁超聲測厚、聲發(fā)射檢測、開罐底板漏磁掃查及局部相控陣超聲檢測等。

RBI計算的具體設置為： 罐壁內表面腐蝕速率按照本次檢驗實測值確定；罐壁外表面腐蝕速率的設置綜合宏觀檢查結果和罐外壁超聲測厚結果；罐底內表面腐蝕速率根據儲罐在線聲發(fā)射檢測標準和開罐漏磁檢測標準，分別判定在線和開罐模式下的罐底板腐蝕情況后進行確定；罐底外表面，即土壤側腐蝕，按照軟件內置計算值進行確定。 3個儲罐檢驗檢測情況匯總于表4。

表4 儲罐檢驗檢測情況匯總

評估時間節(jié)點的設定按照如下思路進行：首先設定當前時間節(jié)點，根據每個儲罐檢驗檢測的時間進行設定；將來時間節(jié)點根據選取不同的檢驗目標確定，分別設定損傷因子目標為415、250、150，在具體時間節(jié)點前后再分別進行細化計算，得出具體的檢驗周期。

3.4 結果分析與討論

按照上述的計算思路， 分別設置3臺儲罐的損傷系數目標值為415，此時，風險評估結果如圖1所示。

圖1 檢驗目標損傷因子為415時的損傷因子變化趨勢圖

從圖1a中可以看出，1#儲罐在2035～2036年之間，罐底損傷因子逐漸趨于或超過415，若按照GB/T 30578—2014中損傷系數的最大要求415來確定是否實施檢驗，則該儲罐的下次檢驗周期可達14年。 從圖1b中可以看出，2#儲罐在2035～2036年，罐底損傷因子逐漸趨于或超過415，下次檢驗周期可達14年。 從圖1c中可以看出，3#儲罐在2034～2035年， 罐底損傷因子逐漸趨于或超過415，下次檢驗周期可達13年。 由此可見，當這3臺儲罐損傷系數目標值設定為415時， 其檢驗周期均超過標準所推薦的檢驗周期年限，詳細計算結果見表5。

表5 損傷系數目標值為415時的檢驗周期

由于按照標準GB/T 30578—2014推薦值設定損傷因子目標為415時， 計算的檢驗周期明顯偏長，因此設定損傷系數目標值分別為250、150，并對3臺儲罐再次進行風險評估。

當損傷系數目標值設置為250時，1#儲罐的下次檢驗時間為2030年左右，檢驗周期為9年；2#儲罐的下次檢驗時間為2029年左右，檢驗周期為8年；3#儲罐的下次檢驗時間為2029年左右，檢驗周期為8年。 詳細計算結果見表6。

表6 損傷系數目標值為250時的檢驗周期

當損傷系數目標值設置為150時。 1#儲罐的下次檢驗時間為2026年左右，檢驗周期為5年；2#儲罐的下次檢驗時間為2025年左右，檢驗周期為4年；3#儲罐的下次檢驗時間為2025年左右，檢驗周期為4年。 詳細計算結果見表7。

表7 損傷系數目標值為150時的檢驗周期

通過設定檢驗目標損傷因子為415、250、150， 分別計算出了沿海地區(qū)典型常壓儲罐的檢驗周期。 比對分析發(fā)現，首先標準推薦值415的適用范圍較為固定，且檢驗周期較長，不適用目前國內儲罐檢驗檢測的情況；其次若是儲罐首檢存在較為嚴重的腐蝕情況時，目標損傷因子應設置的更小才合理，否則儲罐整體的風險就無法得到有效控制；最后本次計算所選取的儲罐僅存在輕微腐蝕， 可以適當放寬目標損傷因子的設定范圍，在150～250范圍內較為合理，一方面符合目前國內儲罐檢驗檢測標準針對檢測周期的規(guī)定，另一方面給使用單位提供了一個科學合理確定目標損傷因子的方法。

目標損傷因子的確定應按照儲罐的大小、工況及腐蝕情況等進行詳細分類，不同的儲罐應設置不同的目標損傷因子，并且將今后的日常運行檢查、 年度檢查及定期檢驗等情況及時匯總，定期進行RBI再評估， 實時監(jiān)測損傷因子的變化情況，而不是一經設定就不再變化，這樣才能更好地通過設置目標損傷因子來科學控制儲罐風險。

4 結束語

針對?；烦簝轗BI計算過程中損傷因子目標值的選取進行討論， 選取了沿海地區(qū)3臺典型常壓儲罐進行了RBI計算并對結果進行了比對分析，結果表明，將常壓儲罐的損傷系數目標值設定為150～250左右的情況下， 與現行各類標準所推薦的檢驗周期年限較為符合。 筆者的論述可為今后標準的重新修訂提供相關的數據支撐，同時可為常壓儲罐使用單位日?？茖W管理儲罐提供一定的技術支持， 對檢驗檢測機構RBI評估具有一定的指導意義。