北美石油储罐底板渗漏预防和控制技术标准研究



北美石油储罐底板渗漏预防和控制技术标准研究

目前国内油罐检测的标准主要有行业标准SY/T 0329-2004《大型油罐基础检测方法》和SY/T 5921-2011《立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程》，侧重于储罐的设计施工质量、工艺操作和人员安全，未制定专门的储罐渗漏检测技术标准，未明确给出应用储罐渗漏检测方法的依据和建议。

美国石油学会标准API Publ 340-1997《地上储存设施液体泄漏预防措施和探测方法》由美国健康和环境事务部制定，规定了储罐、工艺管网、油品装卸作业区、辅助性设备以及设备操作控制系统的渗漏预防措施和探测方法。API Publ 340-1997认为应采取成本最低的储罐渗漏预防措施，重点是预防渗漏，而非探测渗漏和渗漏处置措施。

本文重点探讨储罐底板渗漏类型以及预防控制措施，包括储罐溢流、储罐底板渗漏和储罐罐壁或罐体附件设施渗漏。以下列出了储罐设施渗漏源、控制措施，以及每项措施对于新建储罐或者在役储罐改造的成本影响，以及对于在役储罐运行维护成本的影响，见表1。

表1 石油储罐渗漏防控体系

储罐渗漏源控制措施编号措施类型新建储罐建设成本在役储罐运维成本 储罐外侧边缘板腐蚀B、E、FH、I、KL、MP、P、PD、D、DD、D/Pro中-高、不适用、不适用高、低-中、高中-高、极高低-中、低、低低、低、低低-中、低 罐底板腐蚀A、C、DE、F、HI、K、L、MP、P、PP、P、DD、D、DD/Pro中-高、高、低-中不适用、不适用、高低-中、高、中-高极高低、低、低低、低、低低、低、低-中低 罐壁-罐底板焊缝开裂或者浮顶立柱穿透E、F、GH、I、KL、MP、P、P/DD、D、DD、D/Pro不适用、不适用、不适用高、低-中、高中-高、极高低、低、中低、低、低低-中、低 储罐底板沉降/基础损坏F、H、IK、L、MP、D、DD、D、D/Pro不适用、高、低-中高、中-高、极高低、低、低低、低-中、低

注：控制措施分为控制（C）、预防（P）、探测（D）、保护（Pro）四类；成本影响分为低、中、高和极高四级。

A 阴极保护系统可对储罐提供可靠有效保护。缺点是成本高，更换罐底阳极困难，只能在储罐检修时进行；易受杂散电流、土壤导电性影响。需记录整流器电压、电流读数；定期测量土壤自然腐蚀电位；每年进行土壤腐蚀性评价等。可参考NACE SP0169-2013《地下或水下金属管道系统外腐蚀控制》。

B 外侧边缘板涂层或衬里可对罐底边缘板、罐底-罐壁角焊缝提供保护和支撑（增强型衬里），减少罐底板最小允许残余厚度的余量。缺点是需要特殊的预制、安装和固化工艺；涂层应与储存介质温度相匹配；增强型涂层可能影响罐底板扫描、超声波检测的结果。注意事项是储罐停运期间应进行涂层外观检查；储罐修理后进行低电位涂层缺陷检查。可参考API RP 652-2014《地上石油储罐罐底衬里》。

C 储罐底板下侧涂层和衬层可替代罐底板阴极保护系统。缺点是已建储罐难以实施需要特殊的预制、安装、固化工艺和严格的涂层检验和质量认证程序。可参考美国防护涂料协会（SSPC）表面处理规程。

D设计储罐排水装置可防止罐顶或底板积聚雨水；提高罐底边缘板阴极保护有效性；减缓罐底板沉降状况。缺点是已发生沉降或者罐底板高度与防火堤高度相同的已建储罐，改建排水设施较困难。可参考API Std 2610-2005《运转油库和储罐设计、施工、操作、维护和检验》。

E 储罐无损检测

（1）罐底板点式超声测试可发现罐底板缺陷，仪器使用前应校准；罐底板取样区域应清洁；建议与其他技术联合使用。可参考API Std 653-2014《储罐检验、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常压和低压储罐检验》。

（2）自动超声厚度测试可发现储罐底板缺陷，仅适用于停运储罐。

（3）磁粉测试、染色渗透剂测试和加强板/补强板空气压力测试可探测储罐焊缝缺陷，数据准确，仅适用于停运储罐。可参考API Std 653-2014《储罐检验、修理、改造和重建》。

（4）罐底板电子超声扫描可覆盖大部分范围罐底板；可探测点蚀和加速腐蚀区域，不能探测罐壁-罐底板角焊缝和储罐立柱下侧区域；非常严重的局部腐蚀可能无法探测；通常结合超声波探测进行验证。可参考API Std 653-2014《储罐检验、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常压和低压储罐检验》。

F 实施内部检验程序并形成书面文件应遵守进入受限空间作业等涉及人员健康安全的规定；检验人员资质需认证等。可参考API Std 653-2014《储罐检验、修理、改造和重建》。

G 罐壁-罐底板角焊缝的真空箱测试仅适用于停运储罐；不能发现未发生渗漏的焊缝缺陷。可参考API Std 653-2014《储罐检验、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常压和低压储罐检验》。

H 储罐底部监测装置（渗漏报警管道系统）可探测在役储罐油品渗漏；缺点是存在误报警；需定期检查。可参考API Std 650-2013《焊接石油储罐》。

I 用于调整库存的储罐计量系统需储罐精确校准；无法探测少量渗漏；油品温度变化可能影响计量精度。需要操作人员准确记录收油、储存、发油体积以保证结果精确。可参考API Publ 334-1996《地上储罐渗漏探测指南》。

J 声发射探测泄漏试验的结果准确度可能受罐底淤泥和水层影响，受噪音影响大，仅能在夜间进行；需要专门设备和人员培训；需要将待检测储罐与运行储罐隔离。可参考API Publ 334-1996《地上储罐泄漏探测指南》。

K 储罐区域土壤表面蒸气/液体监测可连续性探测罐区泄漏石油蒸气、烃蒸气和不溶解的液体；缺点是受制于土壤、回填状况、地下水位等现场条件影响；只能探测已经发生的渗漏，具有一定延迟性；已污染土壤可能影响烃蒸气的探测结果。可参考API Publ 334-1996《地上储罐泄漏探测指南》。

L 罐区地下水监测井可探测单独存在或未溶解的油品；可提供地下水水位、流向、品质等信息。缺点是可能成为泄漏扩散通道；土壤条件、地下水位、雨水也可能影响探测结果准确性。注意事项是监测井需定期维护。

M 罐底预防渗漏系统适用于新建储罐底板下安装，可以是罐底板内涂层（合成材料），或者在罐底板下安装渗漏报警管件系统，或者是双层罐底板型式等。可防止泄漏油品扩散，并将渗漏油品导出接至外部探测装置。

（1）罐底渗漏报警管件系统对于新建储罐安装费用低，可暂时收集渗漏油品。缺点是土壤和地下水状况可能会影响系统可靠性，可能产生误报警。注意事项是应定期维护保持渗漏报警管件系统的完整性。

（2）罐底板内涂层推荐采用非熔结玻璃纤维涂层。优点是防止油品渗漏至罐底板下侧，不会污染土壤和地下水，缺点是已建储罐改造成本高，储罐停运时间长，罐底板内涂层检验修复困难，不能准确定位渗漏位置。

（3）双层罐底板泄漏检测法由上下层板和支撑结构组成，可有效避免罐底板双面腐蚀，起到防护和延迟渗漏作用。罐底渗漏后通过氮气吹扫将渗漏油气携带至外部检测系统，通过研究吹扫气体成分实现对储罐渗漏的在线监控。但是在役储罐改造成本高，储罐停运时间长，新建储罐如有安装缺陷可能加速腐蚀，罐底板低点位置检查困难，罐底更换阳极困难。

综上所述，API Publ 340-1997倾向于采用最有利于环境保护、成本最低的储罐泄漏预防措施。推荐新建储罐在罐底板下安装预防泄漏系统RPB，例如罐底板内涂层（合成材料），或者在罐底板下安装泄漏报警管件系统，或者是双层罐底板型式等，将泄漏油气从基础内部引向储罐外周边，通过外观检查或者传感器、电缆等检测装置进行探测。

马伟平 管道科技中心标准化所