地下管道和儲(chǔ)罐管理維護(hù)實(shí)用技術(shù)

根據(jù)API650的定義:常壓儲(chǔ)罐為內(nèi)壓不超過(guò)17.2KPa的儲(chǔ)罐，國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)(例如SH3046)定義的壓力范圍會(huì) 略有不同。鋼制通常是指構(gòu)造儲(chǔ)罐的主體材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼，也有用鋁、鈦合金材料制造特殊用途的儲(chǔ)罐。在役檢驗(yàn)是區(qū)別于儲(chǔ)罐在制造安裝過(guò)程中的檢驗(yàn)，是指儲(chǔ)罐投入使用后，在儲(chǔ)罐內(nèi)有介質(zhì)或清空時(shí)，運(yùn)用各種檢驗(yàn)設(shè)備和方法依據(jù)所適用的標(biāo)準(zhǔn)(例如API653)對(duì)儲(chǔ)罐的完好性進(jìn)行檢驗(yàn)，并依據(jù)各個(gè)部件或部位的檢驗(yàn)結(jié)果，對(duì)儲(chǔ)罐的完好性進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)，并針對(duì)已經(jīng)劣化的部件或部位，提出維修建議，使其能夠安全地繼續(xù)服役，直到一下次檢驗(yàn)進(jìn)行。

API:America Petroleum Institute美國(guó)石油協(xié)會(huì)。

API653:儲(chǔ)罐檢驗(yàn)、維修、改造和重建。

EEMUA:Engineering Equipment & Materials Users' Association 工程設(shè)備和材料用戶協(xié)會(huì)。

EEMUA 159:地上直立圓形鋼儲(chǔ)罐的檢測(cè)和保養(yǎng)導(dǎo)則。

API653授權(quán)檢驗(yàn)員:具有經(jīng)過(guò)API653附錄D認(rèn)證的地上儲(chǔ)罐檢驗(yàn)員資質(zhì)的檢驗(yàn)員。

鋼制常壓儲(chǔ)罐在役檢驗(yàn)起源于歐美國(guó)家的石油化工行業(yè)，該行業(yè)中儲(chǔ)罐所貯存的介質(zhì)通常是有毒可燃的，一旦 儲(chǔ)罐的某個(gè)部位/部件的劣化沒(méi)有及時(shí)檢查出來(lái)，造成介質(zhì)的泄漏， 泄漏的介質(zhì)引發(fā)安全事故和環(huán)境污染。因此，對(duì)這些儲(chǔ)罐定期進(jìn)行在役檢驗(yàn)，可以在事故發(fā)生之前，及時(shí)發(fā)現(xiàn)劣化的部位/部件，并對(duì)其采取必要的維修，為儲(chǔ)罐能夠繼續(xù)安全運(yùn)行提供有效的保障。這些國(guó)家的儲(chǔ)罐用戶，通過(guò)定期的檢驗(yàn)和維修，讓建造的儲(chǔ)罐使用60年以上，是很常見(jiàn)的情況。

由于歐美工業(yè)發(fā)展的歷史較長(zhǎng)，在儲(chǔ)罐檢驗(yàn)方面有比較完善的標(biāo)準(zhǔn)體系支持，各儲(chǔ)罐用戶在這一方面的檢驗(yàn)工作也一直在系統(tǒng)、規(guī)范地進(jìn)行，加上這些國(guó)家對(duì)環(huán)保極其重視，各儲(chǔ)罐用戶結(jié)合自己儲(chǔ)罐所貯存的介質(zhì)特點(diǎn)以及所需的功能，都編制了各自的企業(yè)檢驗(yàn)與維護(hù)規(guī)程，這些規(guī)程的要求通常比當(dāng)?shù)厮m用的規(guī)范更嚴(yán)格和更具體。在北美，適有的儲(chǔ)罐檢驗(yàn)規(guī)范是API653及其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn);在歐州，適用的規(guī)范是EEMUA159及其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn);在北美和歐州之外的世界各地，各業(yè)主更青睞于按API653對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行檢驗(yàn)，特別地，API在全球有四千多名儲(chǔ)罐授權(quán)檢驗(yàn)員，分布在全球各地的儲(chǔ)罐業(yè)主、保險(xiǎn)公司、第三方檢驗(yàn)等機(jī)構(gòu)中，對(duì)API653標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的推廣起 到了極大的作用。

相對(duì)歐美國(guó)家而言，中國(guó)的石化工業(yè)發(fā)展的歷史并不長(zhǎng)，大批的石油化工行業(yè)的儲(chǔ)罐以及商業(yè)用儲(chǔ)罐是在改革開(kāi)發(fā)后才進(jìn)行建設(shè)的，所以絕大部分儲(chǔ)罐的罐齡不到20年，儲(chǔ)罐的老化問(wèn)題還沒(méi)有充分暴露出來(lái)，所以通常的儲(chǔ)罐用戶還沒(méi)有對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行系統(tǒng)檢驗(yàn)的重要性產(chǎn)生足夠的認(rèn)識(shí)。

目前在中國(guó)，一些石油化工行業(yè)超大型業(yè)主，例如中石油，中石化都有自己的在役設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，其中就包含了儲(chǔ)罐檢驗(yàn)。另外，各地方的特檢院也有儲(chǔ)罐檢驗(yàn)的設(shè)備和能力。在獨(dú)立的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中，能夠系統(tǒng)地按照API653對(duì)鋼制常壓儲(chǔ)罐實(shí)施在役檢驗(yàn)的是通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司(SGS)，他們擁有中國(guó)第一批的API653授權(quán)檢驗(yàn)員，另外，他們?cè)谌蛴旋嫶蠖鴮I(yè)的儲(chǔ)罐檢驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際上，有著豐厚的儲(chǔ)罐檢驗(yàn)資源可以共享，比如人員、設(shè)備、經(jīng)驗(yàn)、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)等。

儲(chǔ)罐檢驗(yàn)的目的旨在通過(guò)定期的檢驗(yàn)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐已經(jīng)劣化的部件或部位, 降低事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)建議業(yè)主及時(shí)采取維修措施，以最小的代價(jià)，確保儲(chǔ)罐安全地運(yùn)行，并延長(zhǎng)儲(chǔ)罐使用壽命。

由于儲(chǔ)存介質(zhì)的不同，儲(chǔ)罐的形式也是多種多樣的。

按位置分類:可分為地上儲(chǔ)罐、地下儲(chǔ)罐、半地下儲(chǔ)罐、海上儲(chǔ)罐、海底儲(chǔ)罐等。

按油品分類:可分為原油儲(chǔ)罐、燃油儲(chǔ)罐、潤(rùn)滑油罐、食用油罐、消防水罐等。

按用途分類:可分為生產(chǎn)油罐、存儲(chǔ)油罐等。

按形式分類:可分為立式儲(chǔ)罐、臥式儲(chǔ)罐等。

按結(jié)構(gòu)分類:可分為固定頂儲(chǔ)罐、浮頂儲(chǔ)罐、球形儲(chǔ)罐等。

按大小分類: 50m3以上為大型儲(chǔ)罐，多為立式儲(chǔ)罐; 50m 3 以下的為小型儲(chǔ)罐，多為臥式儲(chǔ)罐。

按儲(chǔ)罐的材料:儲(chǔ)罐工程所需材料分為罐體材料和附屬設(shè)施材料。罐體材料可按抗拉屈服強(qiáng)度或抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度分為低強(qiáng)鋼和高強(qiáng)鋼，高強(qiáng)鋼多用于5000m3以上儲(chǔ)罐;附屬設(shè)施(包括抗風(fēng)圈梁、鎖口、盤(pán)梯、護(hù)欄等)均采用強(qiáng)度較低的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，其余配件、附件則根據(jù)不同的用途采用其他材質(zhì)，制造罐體常用的國(guó)產(chǎn)鋼材有20、20R、16Mn、16MnR、以及Q235系列等。

目前我國(guó)使用范圍最廣泛、制作安裝技術(shù)最成熟的是拱頂儲(chǔ)罐、浮頂儲(chǔ)罐和臥式儲(chǔ)罐。

拱頂式

拱頂儲(chǔ)罐是指罐頂為球冠狀、罐體為圓柱形的一種鋼制容器。拱頂儲(chǔ)罐制造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，所以在國(guó)內(nèi)外許多行業(yè)應(yīng)用最為廣泛，最常用的容積為 1000 -10000m 3 ，國(guó)內(nèi)拱頂儲(chǔ)罐的最大容積已經(jīng)達(dá)到 30000m 3 。

罐底:罐底由鋼板拼裝而成，罐底中部的鋼板為中幅板，周邊的鋼板為邊緣板。邊緣板可采用條形板，也可采用弓形板。一般情況下，儲(chǔ)罐內(nèi)徑< 16.5m 時(shí)，宜采用條形邊緣板，儲(chǔ)罐內(nèi)徑≥ 16.5m 時(shí)，宜采用弓形邊緣板。

罐壁:罐壁由多圈鋼板組對(duì)焊接而成，分為套筒式和直線式。

套筒式罐壁板環(huán)向焊縫采用搭接，縱向焊縫為對(duì)接。拱頂儲(chǔ)罐多采用該形式，其優(yōu)點(diǎn)是便于各圈壁板組對(duì)，采用倒裝法施工比較安全。

直線式罐壁板環(huán)向焊縫為對(duì)接。優(yōu)點(diǎn)是罐壁整體自上而下直徑相同，特別適用于內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，但組對(duì)安裝要求較高、難度亦較大。

罐頂:罐頂有多塊扇形板組對(duì)焊接而成球冠狀，罐頂內(nèi)側(cè)采用扁鋼制成加強(qiáng)筋，各個(gè)扇形板之間采用搭接焊縫，整個(gè)罐頂與罐壁板上部的角鋼圈(或稱鎖口)焊接成一體。

浮頂式

浮頂儲(chǔ)罐是由漂浮在介質(zhì)表面上的浮頂和立式圓柱形罐壁所構(gòu)成。浮頂隨罐內(nèi)介質(zhì)儲(chǔ)量的增加或減少而升降，浮頂外緣與罐壁之間有環(huán)形密封裝置，罐內(nèi)介質(zhì)始終被內(nèi)浮頂直接覆蓋，減少介質(zhì)揮發(fā)。

罐底:浮頂罐的容積一般都比較大，其底板均采用弓形邊緣板。

罐壁:采用直線式罐壁，對(duì)接焊縫宜打磨光滑，保證內(nèi)表面平整。浮頂儲(chǔ)罐上部為敞口，為增加壁板剛度，應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)的風(fēng)載大小，罐壁頂部需設(shè)置抗風(fēng)圈梁和加強(qiáng)圈。

浮頂:浮頂分為單盤(pán)式浮頂、雙盤(pán)式浮頂和浮子式浮頂?shù)刃问健?/p>

單盤(pán)式浮頂:由若干個(gè)獨(dú)立艙室組成環(huán)形浮船，其環(huán)形內(nèi)側(cè)為單盤(pán)頂板。單盤(pán)頂板底部設(shè)有多道環(huán)形鋼圈加固。其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、好維修。

雙盤(pán)式浮頂:由上盤(pán)板、下盤(pán)板和船艙邊緣板所組成，由徑向隔板和環(huán)向隔板隔成若干獨(dú)立的環(huán)形艙。其優(yōu)點(diǎn)是浮力大、排水效果好。

內(nèi)浮頂式

內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐是在拱頂儲(chǔ)罐內(nèi)部增設(shè)浮頂而成，罐內(nèi)增設(shè)浮頂可減少介質(zhì)的揮發(fā)損耗，外部的拱頂又可以防止雨水、積雪及灰塵等進(jìn)入罐內(nèi)，保證罐內(nèi)介質(zhì)清潔。這種儲(chǔ)罐主要用于儲(chǔ)存輕質(zhì)油，例如汽油、航空煤油等。內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐采用直線式罐壁，壁板對(duì)接焊制，拱頂按拱頂儲(chǔ)罐的要求制作。目前國(guó)內(nèi)的內(nèi)浮頂有兩種結(jié)構(gòu):一種是與浮頂儲(chǔ)罐相同的鋼制浮頂;另一種是拼裝成型的鋁合金浮頂。

臥式

臥式儲(chǔ)罐的容積一般都小于 100m3 ，通常用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)或加油站。臥式儲(chǔ)罐環(huán)向焊縫采用搭接，縱向焊縫采用對(duì)接。圈板交互排列，取單數(shù)，使端蓋直徑相同。臥式儲(chǔ)罐的端蓋分為平端蓋和碟形端蓋，平端蓋臥式儲(chǔ)罐可承受 40kPa 內(nèi)壓，碟形端蓋臥式儲(chǔ)罐可承受 0.2Mpa 內(nèi)壓。地下臥式儲(chǔ)罐必須設(shè)置加強(qiáng)環(huán)，加強(qiáng)還用角鋼煨制而成。