專家簡介：趙彥修，中國特種設備檢驗研究院專家。

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閱讀前思考：

常壓儲罐的安全管理存在哪些問題？

在RBI技術中如何表現風險評估的指數？

在不同情況下如何确定檢驗時間？

參與儲罐檢驗的機構應具備哪些資質？

一. 常壓儲罐的安全管理現狀

■常壓儲罐一般指立式圓筒形鋼制焊接儲罐，主要包括拱頂罐、浮頂罐和外浮頂罐，常壓儲罐是危化品倉儲、石油石化行業不可或缺的生産設備,大型常壓儲油罐是國家能源保障、戰略儲備的重要設施，國際上最大的儲油罐單體容積已經達至24萬m³,國内最大的儲油罐單體已經達到15萬m³（設計最大20萬m³）,最大的LNG儲罐22萬m³。

《國家石油儲備中長期計劃》：2020年底國家石油儲備能力：8500萬噸/1億m³，折合10萬m³原油儲罐1000台。

商業儲備用罐、社會儲備用罐、石油石化生産用罐，在用大型儲罐數量驚人。

常壓儲罐安全管理現狀

■常壓儲罐的管理與壓力容器有非常大的區别

● 法規/标準體系尚不完善；

● 非強制管理，用戶關注程度普遍不足，大量儲罐處于長期未檢狀态;

● 專業檢驗機構/人員不足，不同機構差異很大，部分機構/人員專業知識不足;

● 部分業主對于相關規茴技術了解不足；

● 由于檢驗方案/檢驗方法/技術水平的原因，導緻檢驗結果不可信

● 由于完整性水平不夠，國内外發生了很多常壓儲罐事故。

二. 常用的檢驗方式/檢驗方法

常用的檢驗方式

● 開罐檢驗：停産、清罐後進入罐内，對儲罐内外部進行的檢驗，一般要做底闆有全面；

掃查檢測（如MFL、電磁、渦流），必要時進行焊接表面檢測、罐體3D掃描（變形）；

●在線檢驗：在不停車的情況下，在儲罐外部對儲罐内外部進行的檢驗，一般要做底闆聲發射檢測，輔以高頻導波等檢測；

● 基于風險的檢驗：通過風險評估，對儲罐群進行風險排序和損傷機理識别，根據風險水平高低及其損傷機理确定檢驗策略并予以實施。

常壓儲罐檢驗方式

三. 基于風險的檢驗(RBI)

RBI的基本概念

■基于風險的檢驗

● GB26610：一種重點針對材料損傷所引起的設備失效的風險評估和管理過程，對這種風險主要通過對設備的檢測來管理。

● GB30578:是對儲罐進行損傷機理分析和風險定量計算，并根據風險（或損傷系數）的大小以及檢測方法的有效性确定儲罐的檢驗策略（包括檢驗方式、檢驗方法、檢驗部位和檢驗時間）并予以實施的過程。

RBI的基本概念

■RBI方法于本世紀初引入中國，在石化裝置上得到了廣泛應用，已成為法定檢驗方法；

■常壓儲罐RBI也得到相關部門、标準和用戶的認可-AQ3053、SY/T6620、GB/30578...

■RBI的兩大環節

● 風險評估- 輸入基礎數據，輸出檢驗策略；

● 檢驗實施- 輸入檢驗策略，輸出完整性結論- “I”是“RBI”的核心。

RBI的基本原理

● 20%以下的骨幹人員創造了80%以上的企業效益;

● 20%以下的論壇作者發表了80%以上的精品文章;

● 20%以下的高校教師領走了80%以上的科研津貼；

● 20%以下的重點乘客帶來了80%以上的銷售流水；

● 20%以下的違章司機領走了80%以上的保險賠償;

● 20%以下的退休人員花掉了80%以上的醫保基金......

抓住主要矛盾，解決主要問題。

設備的風險分布，同樣适用28定律

RBI示例

■員工體檢:

①員工平均分配檢查費用，每個人檢查項目，檢查手段相同；

②根據年齡、性别、工種，既往病史，原有的身體素質等條件分組，不同組别實施不同的檢查項目采取不同的檢查手段。

■ 相當于風險評估，制定檢查策略

• a組:年老、特殊工種、有病史-發病的風險高，需要多項目檢查

• b組：年輕、正常工作、無病史-發病的風險低，隻需常規檢查-按策略實施檢査

• 檢查完畢，身體健康繼續工作，發現問題則就醫治療-采取降險措施

風險評估

■風險：系統中潛在的可能發生的事故或危害的總和，通常用風險級别來衡量風險的危險程度；在RBI技術中，主要考慮安全、環境和商業風險，以失效可能性與失效後果二者量化後的乘積來表示。

■風險無處不在，無時不在

● 風險高低是相對的，它與業主的可接受程度直接相關。

● 可接受風險:在法律框架下業主接受風險的程度。

■每個司機出現意外的可能性和後果各不相同，因而風險水平也不一樣，從而可以根據個人風險情況确定其開車出行的适宜度/順序/路線，并根據發生意外的原因/可能性采取相應的應對措施。

常壓儲罐的主要損傷機理

■API575(SY/T6926-已作廢）：

• 腐蝕是鋼制儲罐及其輔助設備失效、破壞的主要原因，儲罐檢測的主要目的是查找腐蝕位置，确定腐蝕程度。

• 發現并消除缺陷，防止洩漏、降低損失、減少危害和環境污染。

■土壤腐蝕-潰瘍狀的坑腐蝕，發生在背面即靠近土壤一側--難以發現、情況最為嚴重、危害性也最大。

• 由于儲罐空滿載交替，冬夏高低溫交替，導緻瀝青砂開裂，地下水上升到罐底造成腐蝕，高溫時地下水蒸發，鹽分濃度增大，加劇腐蝕。

• 底闆與瀝青沙的不良接觸，造成氧深度差異腐蝕

• 雜散電流腐蝕

• 儲罐接地材料和罐底材質不同時，形成電偶腐蝕

• 當土壤中存在水分達到一定程度時，氧分子流動性強，容易發生氧的去極化，加快腐蝕速率。

■機械損傷（劣化）；

■脆性斷裂；

■輔助設備的劣化與失效（呼吸閥、密封、排水裝置……）。

檢驗策略的制定

■檢驗策略的内容

• 檢什麼

• 怎麼檢

• 檢哪裡

• 用什麼方法檢

• 什麼時間檢

• 根據什麼标準評價

--不同的評價标準可能得出不同的完整性結論。

■總體原則

• 綜合考慮儲罐壁闆和底闆的風險，以最大風險确定風險等級，按不同部件分别确定檢驗内容和方法。

• 檢驗方法的确定，在滿足降低風險的前提下選擇合理的檢驗方法，以降低檢驗成本。

■風險可接受水平:

風險（損傷系數）可接受水平由使用單位根據自身情況确定。

■檢驗方式的選擇原則

• 高風險、高失效可能性的，優選開罐檢驗，中低風險優選在線檢驗。

• 具備開罐檢驗條件的，優選開罐檢驗。

考慮儲罐的損傷機理、損傷部位及現場條件;

考慮檢驗有效性，應該能将風險（損傷系數）降至預期水平。

■檢驗時間的确定:

• 如果儲罐的風險或損傷系數已經達到或超過使用單位可接受水平.應當立即實施檢驗；

• 如果儲罐的風險或損傷系數未達到使用單位可接受水平，還應當計算儲罐的風險或損傷系數達到使用單位可接受水平的時間點,下次檢驗時間設在該時間點之前。

■檢驗方法及有效性的選擇

♫檢驗方法與失效機理相匹配

♫綜合考慮檢驗有效性與檢驗成本的關系，優先選擇高有效性的檢驗方法，高風險時應選擇高有效性的檢驗方法（檢驗成本與有效性并不一定成正比）:

• 高風險的儲罐，檢驗方法的有效性≥中高度有效（B）；

• 中及中高風險的儲罐，檢驗方法的檢驗有效性≥中度有效（C）；

• 低風險的儲罐，檢驗方法的檢驗有效性≥低度有效（D）。

同時還應考慮檢驗類型、損傷速率、現場條件、檢驗頻次等。

常用的檢驗方法

■罐體腐蝕檢測：目視、厚度測定、漏磁檢測、聲發射檢測、導波檢測

■幾何尺寸與變形檢測：目視.全站儀、3D掃描

■焊縫檢測:目視、表面檢測、超聲波檢測、真空試漏

■防腐保溫檢測：目視、劃格、塗層拉撥

■附件：目視檢查

■罐體材料：金相

■基礎檢測

宏觀檢驗

■宏觀檢驗是不采用或僅采用簡單工具對設備進行的帶有直觀或外觀性質的總體上的檢驗。

●目視検測宏觀檢驗最主要的手段，通過目視検測可以明确需要做進一歩檢驗的部位或部件及其檢驗重點。

●目視検測不但可以發現缺陷，而且在某些方面比采用儀器檢測更為直觀，例如在結構完整性、罐體腐蝕、變形、洩漏、表面裂紋、罐體保溫層、防腐層的損壞等方面。

●宏觀檢驗不僅要求能發現缺陷，更主要的是能發現缺陷背後的原因及其可能引發的問題，因而要求檢驗人員須有專業的知識和豐富的經驗。

√比如發現進料管道發生彎曲變形，可能意味着罐體發生了沉降；浮頂距離其上側環焊縫距離不一緻，可能意味着罐體發生了傾斜或變形，需要做進一歩檢測。

●目視檢測常用的工具包括手錘、手電筒、放大鏡等，此外還可以借助無人機、 視頻檢驗系統，工業窺鏡等。

厚度測定

■一般可采用帶塗層超聲波測厚儀，對于高溫罐可采用電磁超聲，對于保溫罐可采用脈沖渦流-注意：适用于均勻腐蝕檢測。

漏磁檢測

聲發射檢測

■通過安裝在罐壁下部的聲發射傳感器陣列來探測罐底闆由于腐蝕/洩漏産生的聲發射信号，并對檢測結果劃分綜合等級的過程。

●高液位

●液面靜止

●市電

聲發射與漏磁檢測的比較

自動爬壁超聲波檢測

超聲導波檢測

變形檢測（3D掃碼）

超聲波測厚

焊縫無損檢測

★壁闆主要承受環向應力，最大環向應力的高度位置H與罐的直徑和厚度有關

■V=2000m3時，H≈0.8m

■V=10000m3時，H≈1.03m

■V=20000m3時,H≈1.4m

■V=50000m3時，H≈1.96m

★底闆中部主要受液體的靜壓作用，應力值很小；

• 邊緣部分受力複雜，壁闆受環向應力的作用向外擴張，而其底部受底闆拘束，靠近角焊健處産生很大的徑向應力；

• 略向中心移動應力值就快速衰減。

• 考慮新生缺陷和原始缺陷擴大的可能性

建議優先對第一、二層壁闆、邊緣闆做磁粉檢測

四. 檢驗案例

聲發射 漏磁檢測

■ 某石化公司G101原油罐，公稱容積50000m3

• 直徑：60m、底闆厚度：12/8mm ,投用日期：1979年

• 2005年7月AE ,判定底闆腐蝕嚴重，建議開罐複查。

■ 2007年2月,發現底闆滲漏

• 清罐後實施漏磁檢測，發現底闆大面積嚴重腐蝕，多處顯ZF當量腐蝕深度超過80%

• 噴砂處理後發現100餘處穿孔，半年後底闆全部更換。

底闆洩漏的聲發射檢測

■ 某石化公司G125原油罐

■ 公稱容積20000m3 ,底闆厚度：9/6mm

■ 投用日期：1976年

■ 2010年發現滲漏,清罐後查漏未果

■ 檢測方案：AE MFL NDT 宏觀檢查。

底闆洩漏失效

■ 某倉儲公司4号儲罐，容積lOOOOnP、直徑31m、主體材質：SS41、16MnR、1992年投用，盛裝介質:柴油，2005年改裝硫酸,其後3次洩漏

• 底闆灼傷未經修複，硫酸腐蝕導緻穿孔

• 柴油罐超裝濃硫酸，導緻邊緣闆丁字焊縫撕裂紋

• 第三次原因不明、處理情況不明

缺陷産生主要原因:

焊縫的原始超标缺陷（如夾渣、未焊透）削弱了焊縫強度;

底闆和罐體變形增加了焊縫應力;

柴油罐改裝硫酸後儲罐底部承受的壓力增大；

液位反複升降造成疲勞。

儲罐群RBI

五. 檢驗機構/人員資質要求

參與儲罐檢驗的機構

■ 國家安全生産檢測檢驗機構

• 2019年5月起，隻适用于法定（礦山井下特種設備）檢驗，其他設備檢驗不再發證。

■ 特種設備檢驗機構（核準證書）

•從事特種設備（壓力容器、壓力管道）在用檢驗等，出具檢驗報告。

特種設備無損檢測機構（核準證書）

• 從事特種設備無損檢測-CG（MT/PT/UT/RT）、AE、MFL等，出具無損檢測報告。

■ 其他機構（CMA證書）

•出具具有證明作用的數據和結果；無論檢驗機構還是檢測機構，均須取得CMA認證。

儲罐檢驗常見的問題

■ 檢驗機構/人員不具備專業知識，檢驗方案沒有針對性

■ 沒有專業技術和設備，檢驗有效性低（檢測方法、檢測項目與損傷模式不匹配）

■ 檢驗過度與檢驗不足同時存在

■ 檢驗時間與檢驗工作量不成比例

■ 内容虛假或檢驗結論錯誤的報告

■ 招标文件要求錯誤

檢驗與檢測的區别

■ 定義(ISO 17000-GB/T 27000)

• 檢測:按照程序确定合格評定對象的一個或多個特性的活動。檢測得到樣品的各項數據，但是不對樣品是否合格、質量高低做出評判。

• 檢驗:審查産品設計、産品、過程或安裝并确定其與特定要求的符合性，或根據專業判斷确定其與通用要求的符合性的活動。檢驗對送檢的樣品做出符合性的判斷，判斷過程中用到的數據可能由自己實驗室測試得來，也可能是來自客戶或者其他相關方。

• 檢測和檢驗有交叉，可能由同一機構進行（檢驗機構可以做授權範圍内的檢測）。

■ 到醫院看病挂号：内科、外科、五官科，而非化驗科、放射科

• 醫生才有資格進行診療、開方，而化驗、拍片隻是診斷病情的輔助手段；有需要時醫生會安排病人去做化驗、B超、CT、核磁共振…；

無論醫院還是診所都會有醫生，但不一定有化驗室，大醫院有自己的化驗科、CT室,小診所則隻能借助其他醫院；

醫生的診療相當于檢驗，而化驗、拍片相當于檢測。

特種設備檢驗/檢測機構

■ 特種設備檢驗/檢測機構，不但需要CMA認證，還需要專項授權

■ 檢驗機構分類與資質範圍:

甲、乙、丙三類（包括質檢機構、行檢機構和自檢機構）

• 監檢、定檢、無損檢測

■ 無損檢測機構分級與資質範圍:

• A、B、C三級

• CG、TOFD、AE、MFL...

檢驗/檢測人員分類

标準對機構/人員要求

說明：本文内容是經燕化工平台根據趙彥修先生在“2021石油化工數字化罐區高峰論壇暨第三屆全國石油化工儲運罐區測量控制與安全管理技術交流大會”上發表的大會報告所整理，轉載請注明出處，如未經許可或未注明出處，将追究法律責任。

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