鄭峰剛

（廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院湛江檢測(cè)院，廣東 湛江 524000）

常壓儲(chǔ)罐是我國(guó)石油化工行業(yè)重要的儲(chǔ)油設(shè)備之一，最大容積為15萬(wàn)立方米。然而，在其應(yīng)用過(guò)程中，受各方面因素的影響，往往很難對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。由于長(zhǎng)時(shí)間使用石油和化學(xué)品造成的環(huán)境污染或泄漏，往往會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品在儲(chǔ)存過(guò)程中受到嚴(yán)重污染。在嚴(yán)重情況下，還會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性事故。因此，加強(qiáng)常壓儲(chǔ)罐檢測(cè)技術(shù)的研究具有重要意義。

1 在線檢測(cè)技術(shù)

使用在線檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）可根據(jù)設(shè)備的絕緣狀況選擇不同的檢測(cè)周期，從而顯著提高測(cè)試的有效性。（2）在線檢測(cè)可以積累大量數(shù)據(jù)，將被測(cè)設(shè)備的當(dāng)前測(cè)試數(shù)據(jù)與之前的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并采用各種數(shù)值分析方法進(jìn)行及時(shí)、全面的綜合分析和判斷，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和捕捉早期缺陷，確保安全運(yùn)行，減少預(yù)防性試驗(yàn)間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的誤差。（3）在線檢測(cè)技術(shù)的普及，有利于從常規(guī)維修向更合理的狀態(tài)維修過(guò)渡。

在線檢測(cè)相關(guān)的技術(shù)難點(diǎn)：（1）沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。各研究單位和開(kāi)發(fā)商采用的檢測(cè)方法、檢測(cè)參數(shù)和判斷標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致不同在線檢測(cè)設(shè)備之間沒(méi)有可比性。（2）理論和技術(shù)尚不完善，對(duì)電氣設(shè)備絕緣特征量的研究還不夠，每次檢測(cè)和測(cè)量與絕緣剩余壽命之間沒(méi)有明確的數(shù)值關(guān)系。（3）在線檢測(cè)和干擾抑制非常困難。運(yùn)操作環(huán)境中的各種干擾直接影響檢測(cè)結(jié)果的正確性，這些問(wèn)題直接影響了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的開(kāi)展。

2 大型金屬儲(chǔ)罐檢測(cè)方式發(fā)展過(guò)程

由于檢測(cè)技術(shù)的落后，儲(chǔ)存設(shè)備會(huì)隨著時(shí)間的推移而老化，在定期檢測(cè)過(guò)程中停機(jī)會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)探索的不斷進(jìn)步，大型金屬儲(chǔ)罐的檢測(cè)方法也在不斷創(chuàng)新。

2.1 傳統(tǒng)檢測(cè)方案

過(guò)去，許多企業(yè)和相關(guān)部門(mén)對(duì)大型金屬儲(chǔ)罐進(jìn)行了抽查檢測(cè)，雖然這種方法在檢測(cè)過(guò)程中也能反映大多數(shù)儲(chǔ)罐的安全性，但由于隨機(jī)抽樣的不確定性，一些老化儲(chǔ)罐可能無(wú)法檢測(cè)到，造成危險(xiǎn)。此外，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法還存在一些問(wèn)題，如檢測(cè)過(guò)程中停機(jī)造成的資金消耗過(guò)多、檢測(cè)人員工作困難、檢測(cè)過(guò)程中存在一定風(fēng)險(xiǎn)等。因此，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法不適合定期檢測(cè)。由于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)定期檢測(cè)，也給儲(chǔ)罐的老化和爆炸帶來(lái)了方便，因此，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法會(huì)給企業(yè)和相關(guān)部門(mén)帶來(lái)一定的損失和生產(chǎn)隱患。

2.2 在線檢測(cè)以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

中國(guó)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展也帶來(lái)了大型金屬儲(chǔ)罐檢測(cè)方法的變化，為了降低和減少儲(chǔ)罐檢測(cè)給相關(guān)企業(yè)和部門(mén)造成的經(jīng)濟(jì)損失，提高儲(chǔ)罐檢測(cè)的安全性和效率，中國(guó)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和研究，優(yōu)化了儲(chǔ)罐檢測(cè)方法。采用檢測(cè)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相結(jié)合的方法，區(qū)分各區(qū)域的儲(chǔ)罐材料和儲(chǔ)罐使用時(shí)間，例如，對(duì)于一些存在安全隱患和儲(chǔ)存物質(zhì)高風(fēng)險(xiǎn)的儲(chǔ)罐，采用新的聲發(fā)射技術(shù)，采用漏磁檢測(cè)等檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)檢查。對(duì)于一些材料耐用、儲(chǔ)存物質(zhì)相對(duì)安全的儲(chǔ)罐，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的檢測(cè)，相關(guān)企業(yè)和部門(mén)可以減少開(kāi)罐試驗(yàn)次數(shù)，從而減少經(jīng)濟(jì)損失，提高儲(chǔ)罐的安全率。

3 常壓儲(chǔ)罐定期檢驗(yàn)手段

3.1 常壓儲(chǔ)罐停工開(kāi)罐檢驗(yàn)手段

在儲(chǔ)罐停工期間，檢測(cè)人員可進(jìn)入儲(chǔ)罐進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)常壓儲(chǔ)罐的常見(jiàn)故障模式，采用多種檢測(cè)方法的組合。首先，采用目視檢測(cè)法進(jìn)行宏觀檢查，檢查儲(chǔ)罐整體結(jié)構(gòu)布置、焊縫表面質(zhì)量、儲(chǔ)罐附件、表面腐蝕等；然后，采用超聲波測(cè)厚法測(cè)量容易發(fā)生腐蝕、結(jié)垢腐蝕和液位波動(dòng)的零件的厚度，從而確定壁厚的減薄情況；對(duì)于鐵磁性材料，可采用漏磁檢測(cè)方法對(duì)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行全面掃描，從而更直觀地獲得底板的腐蝕情況；磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、真空檢漏和其他方法可用于檢測(cè)焊接缺陷。

3.2 常壓儲(chǔ)罐在線檢驗(yàn)

由于生產(chǎn)運(yùn)行需要或大修停車(chē)的過(guò)程中殘留介質(zhì)儲(chǔ)存，一些常壓儲(chǔ)罐受條件限制，很難排空儲(chǔ)罐進(jìn)行停堆檢驗(yàn)?？刹捎迷诰€檢測(cè)方法完成檢驗(yàn)。該方法主要采用基于聲發(fā)射檢測(cè)的評(píng)價(jià)方法，輔以常規(guī)超聲波測(cè)厚、目視檢測(cè)等手段。當(dāng)聲發(fā)射檢測(cè)發(fā)現(xiàn)底板腐蝕程度嚴(yán)重或?qū)β暟l(fā)射檢測(cè)結(jié)果有疑問(wèn)時(shí)，可采用超聲導(dǎo)波檢測(cè)方法進(jìn)行復(fù)檢，以便在不打開(kāi)儲(chǔ)罐的情況下有效確定儲(chǔ)罐的運(yùn)行狀況，確保儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。

4 常見(jiàn)大型常壓儲(chǔ)罐在線檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

4.1 在線檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用

（1）聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)。這種檢測(cè)方法是利用聲波在儲(chǔ)罐壁上傳播，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷儲(chǔ)罐是否存在老化和泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。聲發(fā)射檢測(cè)時(shí)，聲發(fā)射傳感設(shè)備應(yīng)放置在儲(chǔ)罐附近，然后，在使用傳感設(shè)備將聲信號(hào)傳輸?shù)絻?chǔ)罐后，技術(shù)人員分析傳感設(shè)備返回的聲信號(hào)。通過(guò)聲信號(hào)分析，可以發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐內(nèi)是否存在老化和泄漏風(fēng)險(xiǎn)，并標(biāo)出老化點(diǎn)和泄漏點(diǎn)的具體位置。射線檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)射線的穿透來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品，通過(guò)射線強(qiáng)度的變化來(lái)判斷產(chǎn)品是否有缺陷。由于聲發(fā)射檢測(cè)在儲(chǔ)罐檢測(cè)過(guò)程中不需要停止工作，檢測(cè)過(guò)程中也不需要太多的檢測(cè)人員，更不用說(shuō)能夠完成檢測(cè)并清楚顯示儲(chǔ)罐內(nèi)問(wèn)題點(diǎn)的檢測(cè)人員了，所以，這種方法在儲(chǔ)罐檢測(cè)中經(jīng)常使用。

檢測(cè)前需要做的準(zhǔn)備：①根據(jù)儲(chǔ)罐容量、介質(zhì)等數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)的檢測(cè)方案。②根據(jù)檢測(cè)方案的要求放置相應(yīng)的聲學(xué)檢測(cè)裝置。對(duì)于非常溫暖的儲(chǔ)罐，在所有放置點(diǎn)的15cm直徑范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行打磨光滑。③在聲發(fā)射檢測(cè)之前，將罐內(nèi)介質(zhì)填充至罐內(nèi)位置的60%～80%，靜置10～24h。④檢測(cè)前，注意避免外部電磁干擾信號(hào)、外部機(jī)械操作聲、人員行走等外部噪聲。⑤確定并設(shè)置聲發(fā)射裝置的參數(shù)，并根據(jù)罐內(nèi)不同介質(zhì)來(lái)設(shè)置相應(yīng)聲發(fā)射裝置的聲速和閾值，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性具有重要的意義。不同的儲(chǔ)罐有著不同的標(biāo)準(zhǔn)。

（2）漏磁檢測(cè)技術(shù)。隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力的逐步增強(qiáng)和技術(shù)研究的不斷擴(kuò)大，儲(chǔ)罐檢測(cè)技術(shù)出現(xiàn)了新的突破，即漏磁檢測(cè)技術(shù)，將大型金屬儲(chǔ)罐的檢測(cè)提高到了一個(gè)新的水平。漏磁檢測(cè)的工作方式是在儲(chǔ)罐周?chē)贾脧?qiáng)磁場(chǎng)，通過(guò)磁場(chǎng)與儲(chǔ)罐罐壁的相互作用進(jìn)行檢測(cè)。如果儲(chǔ)罐沒(méi)有老化和泄漏，磁場(chǎng)將均勻分布在儲(chǔ)罐管壁上。但是，如果罐壁內(nèi)部出現(xiàn)裂紋或老化，管壁外部會(huì)出現(xiàn)漏磁，在檢測(cè)到漏磁點(diǎn)后，人員可以計(jì)算與罐壁相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，該項(xiàng)檢測(cè)方法能在短時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)工作，并能夠快速地計(jì)算出老化位置和尺寸。

（3）超聲波自動(dòng)爬行壁厚檢測(cè)系統(tǒng)。由于大型常壓儲(chǔ)罐通常放置在室外，并經(jīng)歷風(fēng)雨，儲(chǔ)罐在這種外部環(huán)境的影響下容易老化和腐蝕。因此，在大型常壓儲(chǔ)罐的使用過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)和部門(mén)需要定期、及時(shí)地對(duì)儲(chǔ)罐壁進(jìn)行檢測(cè)，并注意儲(chǔ)罐壁的厚度，以便隨時(shí)關(guān)注和掌握儲(chǔ)罐的腐蝕情況。通常，超聲波儀器用于檢測(cè)罐壁厚度。但是，由于大型常壓儲(chǔ)罐的設(shè)備太高，要完成測(cè)量工作，必須進(jìn)行攀爬作業(yè)。這不僅需要時(shí)間來(lái)建造攀爬設(shè)備，還對(duì)檢查員的生命安全構(gòu)成一定的威脅，導(dǎo)致工作效率降低。如果采用超聲波自動(dòng)爬行壁厚檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將大大提高工作效率和人員安全。因?yàn)槌暡ㄗ詣?dòng)爬行壁厚檢測(cè)系統(tǒng)是用磁鐵將小車(chē)放置在儲(chǔ)罐的外壁上，然后拉動(dòng)小車(chē)沿著儲(chǔ)罐的外壁進(jìn)行測(cè)量。這樣不僅不允許人員爬得更高，而且小車(chē)會(huì)投射出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)系統(tǒng)分析，從而準(zhǔn)確掌握儲(chǔ)罐的壁厚，從而進(jìn)行有效的保護(hù)和檢測(cè)。

（4）射線檢測(cè)技術(shù)。由于射線穿透產(chǎn)品時(shí)強(qiáng)度會(huì)大大或輕微減弱，檢查員可以將減弱的射線照射到膠片上，從而清楚地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，判斷被測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)試中常用的輻射有2種，一種是x射線，另一種是β射線。隨著電子成像技術(shù)的發(fā)展，射線探測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)中可以取得顯著的效果，并能將鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)部狀態(tài)反饋給電子成像設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，除了儲(chǔ)罐和壓力容器外，它在確保建筑用鋼的質(zhì)量方面更為有效。

（5）紅外線成像技術(shù)。紅外攝像機(jī)電子設(shè)備可以吸收儲(chǔ)罐輻射信號(hào)，處理信號(hào)，然后反映儲(chǔ)罐材料內(nèi)部的溫度變化。在儲(chǔ)罐在線檢測(cè)過(guò)程中，紅外線成像技術(shù)主要用于測(cè)試儲(chǔ)罐的液位和內(nèi)部完整性。

（6）渦流檢測(cè)技術(shù)。渦流檢測(cè)技術(shù)采用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)電磁感應(yīng)渦流的變化來(lái)檢測(cè)儲(chǔ)罐和壓力容器的內(nèi)部和性能缺陷。在采用渦流檢測(cè)技術(shù)的過(guò)程中，需要采用多種線圈形式，以保證在檢測(cè)過(guò)程中能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到目標(biāo)。與其他檢測(cè)技術(shù)相比，渦流檢測(cè)技術(shù)具有操作方便、檢測(cè)速度快、檢測(cè)成本低等優(yōu)點(diǎn)。它的主體由不同的線圈形式?jīng)Q定。渦流檢測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：一方面，根據(jù)大型儲(chǔ)罐的電磁響應(yīng)，對(duì)材料的密度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和硬度進(jìn)行分析比較，以檢測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷；另一方面，檢測(cè)線圈可以檢測(cè)金屬制品和鋼材等導(dǎo)電材料。通過(guò)這種方法，我們可以有效地檢測(cè)出材料的細(xì)微差別，從而更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)材料的質(zhì)量。

（7）相控陣檢測(cè)技術(shù)。相控陣檢測(cè)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用中，探頭小巧靈活，可以探測(cè)不同類(lèi)型的儲(chǔ)罐和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

4.2 各種在線檢測(cè)技術(shù)對(duì)比（表1）

表1

5 結(jié)語(yǔ)

總之，將先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于儲(chǔ)罐和壓力容器的結(jié)構(gòu)檢測(cè)中，可以為檢測(cè)工作提供可靠的判斷依據(jù)，為提高工程質(zhì)量提供有效的技術(shù)支持，對(duì)促進(jìn)工程質(zhì)量檢測(cè)工作的科學(xué)化、規(guī)范化發(fā)展起到了積極作用。