海洋石油平台原油储罐壁板检测

海洋石油平台原油储罐壁板检测

周士刚

中海石油技术检测有限公司天津塘沽300452

摘要：本文介绍了最常用于海洋石油平台原油储罐的检测方法及声发射检测的不适用建议，全文通过原理介绍及现场情况，说明了各种检测方法的使用范围。

关键词：海洋石油；原油储罐；罐壁；检测

引言

原油储罐承担着装载原油的重要责任，一旦发生问题，将会造成严重的经济损失和环境污染，更严重的还会酿成严重的生产事故，直接危害人的生命安全。而海洋石油平台原油储罐建立于海洋平台之上，除了长期服役经受来自内部的应力及腐蚀外，海洋潮湿环境及其他恶劣的自然条件也是海洋石油平台储罐长期面临的问题。

为了保证储罐的安全运行，许多国家都制定了相应的行业标准和国家标准，例如美国石油协会制定《油罐检验、修理、改建和翻新》及中国石油天然气管道局发布的行业标准《立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程》，标准中都规定了储罐壁板的检测是储罐检测中的一项必须内容[1]。

1.缺陷类型

储罐在投运过程中，由于受到内部介质、压力及温度等因素的影响，会产生腐蚀及开裂等缺陷，海洋石油储罐环境长期潮湿，季风季节的强风更是会破坏储罐的外部保温，这样雨水会渗透进保温内部，形成CUI现象，即保温层下腐蚀。

图2.储罐外壁板腐蚀

储罐腐蚀及焊缝裂纹是储罐壁板常见的几种缺陷。其中腐蚀是最常见的缺陷类型，发现于储罐壁板的外表面及内表面，对于保温储罐，集中在保温层容易进水的部位[2]。腐蚀有可能是点状的，也可能是片状的，腐蚀的原因基本是化学腐蚀和电化学腐蚀。对于油罐的内表面腐蚀，多发生在油气交界面附近。

海洋石油平台在役原油储罐壁板的检测，就应该是发现存在于壁板中的各种缺陷，从而对储罐的壁板进行由针对性并有效的检测。

2.在役储罐壁板无损检测方法

无损检测就是利用声、光、电和磁等特性，在不破损或不影响被检对象使用性能的前提下，对被检测对象中是否存在裂纹、腐蚀等缺陷进行评价。

2.1超声波检测法

1）超声波探伤

超声波探伤主要是对储罐焊缝内部缺陷进行检测，它具有检测对象范围广、检测深度达、缺陷的定位准确、检测的灵敏度高及成本低并对人体无害等优点，因此，超声波检测技术室国内外应用最为广泛，使用频度最高的一种检测技术。但是其检测之前首先需要对焊缝表面涂层进行打磨，这就限制了此种检测方法的使用空间，由于原油储罐内部无法进行动火作业，焊缝无法进行打磨，故现在此种方法在海洋石油平台储罐的检测中用于储罐外壁焊缝的检测。

2）超声波测厚

超声波测厚法的工作原理是利用被激发后的超声波从探头发出，穿过被检测工件并返回探头，通过超声波测厚仪对声程进行计算，得出所测量被检工件的厚度，这种检测方法直接、有效。超声波测厚法现在可分为点测厚法及面测厚法（C扫描），面测厚法还可配合爬壁小车对高处区域进行被检工件的测量。

海洋石油平台在储罐不停产的情况下，可对储罐外层壁板保温进行拆除，然后采用测厚法对内部及外部的腐蚀及减薄进行有效的检测。

测厚原则：

（1）如罐壁外表面状况良好，表面光滑，不存在明显腐蚀及坑凹、鼓包情况，使爬壁测厚系统的检测探头能够与储罐罐壁良好接触，则对此区域进行爬壁面测厚；

（2）如储罐外壁腐蚀严重，罐壁表面腐蚀严重或表面出现凹坑及鼓包等情况，影响爬壁测厚系统的检测探头与罐壁的良好接触，则采用点测厚的方式，找出腐蚀区域内的最小壁厚。

（3）检测前将一块板划分为固定大小的若干个区域（划分板块数量及具体大小由现场检测工程师决定），然后对能够进行爬壁测厚区域进行面测厚检测，如果区域内存在腐蚀或其他导致无法进行爬壁测厚的情况，则对该区域进行点测厚。

2.2磁粉探伤检测法

磁粉检测法适用于磁性材料的表面及近表面的缺陷检测，由于材料中不连续性缺陷的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸形，吸附施加在工件表面的磁场，在合适的情况下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状。

但是由于磁粉检测首先应吧焊缝表面的涂层去除，在油罐内部部允许动火作业，这样就不发进行储罐内部的磁粉检测，故磁粉检测法适用于储罐外部壁板焊缝表面及近表面的缺陷。

3.总结

以上介绍了在海洋石油平台原油储罐检测中最常用的几种检测方法，其各有优缺点。

而在陆地原油储罐检测中声发射检测法经常被使用，20世纪80年代国外开始采用声发射技术对大型常压地面储罐进行在线检测研究和应用[3]，近年来国内也对声发射检测机理及现场应用进行了研究[4-5]，但是由于海洋石油平台的特殊性，实施过程中存在一定的困难，其一，由于检测过程中，泵、压缩机及海浪等噪声的影响，都会对海洋石油平台储罐的声发射检测造成影响，其二，由于海洋石油平台生产流程的特殊性，其储罐液位的升降及检测要求的其他条件可能存在困难。而储罐壁板腐蚀的声发射信号很低，更为现场声发射的检测增加了困难，所以不建议使用声发射检测法对海洋石油平台原油储罐罐壁进行检测。随着科技的发展，相信会有一种全面、有效并完全适用于海洋石油平台原油储罐罐壁的检测方法。

参考文献：

[1]杨鹏，黄松岭，赵伟.在役大型储罐壁板无损检测技术[J].NDT无损检测.2009.31（5）：377.

[2]陈颖锋.立式储油罐罐壁漏油分析与修复[J].石油化工安全技术，2001，（1）：3-5.

[3]WayneM.Harding.AcousticEmissionLeakDetectioninAbove一GroundStorageTanks[J].MaterialsEvaluation.45，March1987，265.

[4]Ming一HueiYang，Chang一BinChou.AnInvestigationofTankBottomLeakDetectionUsingAcousticEmission[J].MaterialsEvaluation，July，1998，847.

[5]徐彦廷，戴光，李伟，等.地上立式金属储罐在线声学检测及评价方法研究[C].中国第9届声发射学术研讨会，2001，84