在役常壓儲(chǔ)罐的無損檢測(cè)技術(shù)

孫志英

摘 要： 液體石化倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)中，罐區(qū)（庫(kù)由此可見，常壓儲(chǔ)罐事故主要與油罐開罐、處理，顯著降低檢測(cè)工作對(duì)正常生區(qū)）無疑扮演核心的角色，而在役常壓儲(chǔ)罐是罐區(qū)最關(guān)鍵的設(shè)備，是庫(kù)區(qū)設(shè)備設(shè)施的重中之重，在役儲(chǔ)罐一旦發(fā)生破壞，不僅會(huì)造成物料損失，還可能引發(fā)燃燒、爆炸、中毒等事故。所以，只有將檢測(cè)技術(shù)不斷提高才能夠，保障相關(guān)人員及資源的安全。本文就題目相關(guān)內(nèi)容，介紹了在役常壓儲(chǔ)罐的檢測(cè)特征，并針對(duì)不同的形式進(jìn)行無損檢測(cè)技術(shù)。

關(guān)鍵詞： 在役常壓儲(chǔ)罐;無損檢測(cè);超聲波

【中圖分類號(hào)】TH964 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.168

1 常壓儲(chǔ)罐的主要損傷機(jī)理和失效模式

常壓儲(chǔ)罐的設(shè)置方式、操作條件和受力狀態(tài)決定了其損傷機(jī)理和失效模式與壓力容器不同，標(biāo)準(zhǔn)API575-2014《常壓和低壓儲(chǔ)罐的檢測(cè)》指出：腐蝕是鋼制儲(chǔ)罐及其輔助設(shè)備失效、破壞的主要損傷機(jī)理，儲(chǔ)罐檢測(cè)的主要目的是查找腐蝕位置，確定腐蝕程度。罐體腐蝕減薄導(dǎo)致的失穩(wěn)和穿孔滲漏是常壓儲(chǔ)罐的主要損傷模式。同時(shí)，造成儲(chǔ)罐失效的做常見的因素，主要包括材料不夠優(yōu)良，相關(guān)設(shè)備的出現(xiàn)障礙以及過度使用出現(xiàn)的裂紋等，所以在對(duì)其檢測(cè)的過程中，要根據(jù)現(xiàn)實(shí)所出現(xiàn)的問題進(jìn)行檢測(cè)，選擇適合的方式。

2 無損檢測(cè)技術(shù)的選擇及應(yīng)用

2.1 目視檢測(cè)

目視檢測(cè)，指用人的眼睛對(duì)被檢件進(jìn)行檢查，是最為古老、用途最為廣泛的無損檢測(cè)方法，必要時(shí)也可借用簡(jiǎn)單的輔助工具，比如檢測(cè)錘、放大鏡、焊縫尺等。從廣義上來說，只要用視覺進(jìn)行的檢查都可以稱為目視檢測(cè)。2012年國(guó)內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)的形式將目視檢測(cè)明確為承壓設(shè)備行業(yè)的一種專業(yè)無損檢測(cè)方法，標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為NB/T47013.7-2012《承壓設(shè)備無損檢測(cè)第7部分：目視檢測(cè)》。目視檢測(cè)同樣適用于常壓儲(chǔ)罐的在役檢驗(yàn)，目視檢測(cè)不但可以發(fā)現(xiàn)缺陷，而且在某些方面比采用儀器檢測(cè)更為直觀，例如在結(jié)構(gòu)完整性、罐體腐蝕、變形、泄漏、表面裂紋、罐體保溫層、防腐層的損壞等方面。目視檢測(cè)是宏觀檢查的主要手段，通過目視檢測(cè)還可以明確需要做進(jìn)一步檢驗(yàn)的部位或部件及其檢驗(yàn)重點(diǎn)。

2.2 超聲波測(cè)厚

目前對(duì)于厚度的測(cè)定方式方法是以超聲波的方式進(jìn)行的，它能夠直接的將設(shè)備中出現(xiàn)的被腐蝕的現(xiàn)象檢測(cè)出來，并且還能夠?qū)⒃O(shè)備的部件的出現(xiàn)的腐蝕位置檢測(cè)出來，并且能夠及時(shí)有效的防治其他腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。但如果對(duì)常壓儲(chǔ)罐進(jìn)行測(cè)厚工作時(shí)，會(huì)找出其需要檢測(cè)的位置，而它的選取區(qū)域位置是在以底板以上1m之間的位置，同時(shí)它的頂部也是出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象最為嚴(yán)重的部分。為了解決手工測(cè)厚需要搭設(shè)腳手架的問題，國(guó)內(nèi)外儀器廠商已開發(fā)出了多款自動(dòng)爬壁檢測(cè)機(jī)器人，通過遙控操作，可使機(jī)器人到達(dá)罐壁任意指定位置，采用水耦合或者空氣耦合，不需要對(duì)罐壁進(jìn)行處理，即可進(jìn)行厚度檢測(cè)或者超聲波A/B/C掃描檢測(cè)，有的產(chǎn)品檢測(cè)速度可達(dá)10m·min-1，還可以順利通過厚度25mm以上的焊縫，從而大大提高檢測(cè)效率。對(duì)于超聲波的測(cè)厚方式，雖然能夠?qū)薇诎逡约绊敯逵幸欢ǖ臋z測(cè)使用效果，但是依然不能夠長(zhǎng)時(shí)間的作物主要的檢測(cè)底板腐蝕的方法，根據(jù)圖1中的超聲波測(cè)厚的工作原理中可以看出，它的傳感器所引起的脈沖會(huì)穿過檢測(cè)物體的本身再到材料的分界面，在這個(gè)過程中，它的脈沖還是會(huì)被直接反射到它的傳感器上，通過所反射回來的時(shí)間就可以判定厚度的大小，由于罐底板被腐蝕的形態(tài)主要都是有不同的大大小小坑，所以會(huì)導(dǎo)致它的所被腐蝕的位置的表面不夠平緩，導(dǎo)致不能夠形成反射的狀態(tài)，所以對(duì)腐蝕部位厚度的檢測(cè)工作加大了難度系數(shù)。

2.3 底板漏磁檢測(cè)

目前，檢測(cè)效果最良好的方式是漏磁檢測(cè)，它能夠?qū)Ω鞣N不同的鐵磁性材料出現(xiàn)的問題缺陷進(jìn)行檢測(cè)和判斷。20世紀(jì)70年代英國(guó)天然氣公司將該技術(shù)應(yīng)用于在役管道的檢驗(yàn)并開展定量分析，漏磁檢測(cè)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，我國(guó)在2007年即推出了JB/T10765-2007《無損檢測(cè)金屬常壓儲(chǔ)罐漏磁檢測(cè)方法》。漏磁檢測(cè)是目前檢測(cè)有效性、準(zhǔn)確性和檢測(cè)效率最高的儲(chǔ)罐底板腐蝕檢測(cè)方法。采用漏磁檢測(cè)儀能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出腐蝕位置，水平較高的儀器位置準(zhǔn)確度可以達(dá)到毫米級(jí)。

當(dāng)出現(xiàn)了一個(gè)有問題的鐵磁性的工件放入到磁場(chǎng)上進(jìn)行工作時(shí)，它會(huì)因?yàn)殍F磁材料的磁導(dǎo)率和出現(xiàn)問題的工件的不統(tǒng)一而使其出現(xiàn)了變形的問題，有一般的分磁會(huì)因?yàn)榛蔚脑蚨绯龅皆摴ぜ谋韺?，然后通過空氣的影響再但回到S極，因此，這就叫做漏磁的現(xiàn)象，漏磁所形成的強(qiáng)度以及出現(xiàn)問題缺陷的深度大小有一定的比例關(guān)系，用霍爾元件檢測(cè)到這部分磁通的大小，通過計(jì)算即可知曉缺陷的大小和深度。漏磁檢測(cè)的局限性在于只能在開罐狀態(tài)下實(shí)施，必須事先進(jìn)行清罐處理，不但會(huì)產(chǎn)生高額的輔助工作費(fèi)用而且還會(huì)造成停產(chǎn)損失。另外，由于檢驗(yàn)條件和儀器自身限制，檢測(cè)范圍不能達(dá)到100%，邊角部位、盤管覆蓋等部位無法覆蓋到。為了保證檢測(cè)覆蓋率，需要用小型的手動(dòng)邊角掃查器進(jìn)行補(bǔ)充檢測(cè)。

2.4 三維激光掃描檢測(cè)

罐體變形是大型常壓儲(chǔ)罐主要的失效模式。儲(chǔ)罐在服役過程中，受風(fēng)載、地基沉降、液位靜壓等因素的影響，罐體可能發(fā)生變形、傾斜、沉降等損害，不僅影響儲(chǔ)罐的計(jì)量精度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成卡盤、沉頂、泄漏、破裂等事故，因此對(duì)罐體的變形檢測(cè)和監(jiān)測(cè)非常重要。對(duì)于常用的罐體測(cè)量的方法而言，它的主要內(nèi)容就只留光學(xué)參比線以及圍尺法等，同時(shí)這些方法的最大缺點(diǎn)是成本費(fèi)用消耗高，檢測(cè)時(shí)間較漫長(zhǎng)等。此外，由于油罐所處地形及周圍環(huán)境復(fù)雜、罐體較大、罐間距較小，傳統(tǒng)檢測(cè)方法實(shí)施起來也會(huì)遇到各種各樣的困難。

三維激光掃描技術(shù)也是現(xiàn)階段在測(cè)量技術(shù)方法中的一個(gè)新型技術(shù)，也被稱為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”，其利用激光測(cè)距的原理，通過記錄被測(cè)物體表面密集點(diǎn)云的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，可快速?gòu)?fù)制出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及線、面、體等數(shù)據(jù)，從而獲取精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)和結(jié)果。

3 結(jié)語

綜上所述，無損檢測(cè)技術(shù)在常壓儲(chǔ)罐在役檢驗(yàn)中應(yīng)用非常廣泛，不同檢測(cè)方法有其不同的應(yīng)用范圍，儲(chǔ)罐檢測(cè)的重點(diǎn)是腐蝕檢測(cè)。隨著儲(chǔ)罐的大型化、復(fù)雜化、高參數(shù)化，對(duì)新的無損檢測(cè)技術(shù)的需求也會(huì)日益增長(zhǎng)，希望能有更加智能化、自動(dòng)化的無損檢測(cè)儀器應(yīng)用于常壓儲(chǔ)罐的在役檢驗(yàn)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 邢斌.含腐蝕減薄缺陷的常壓儲(chǔ)罐合于使用評(píng)價(jià)[J].化工機(jī)械，2020，47（05）：679-682.