澳大利亚石油储罐运行管理标准分析

2016-11-14马伟平单丽丽

天然气与石油 2016年2期

关键词：壁板储罐底板

马伟平　蔡　亮　刘　娜　刘　翀　单丽丽

1.中国石油管道科技研究中心,　河北　廊坊　065000；

2.中国航油集团津京管道运输有限责任公司,　天津　300300；

3.廊坊中油朗威工程项目管理有限公司,　河北　廊坊　065000；

4.中国石油天然气管道局第四工程分公司,　河北　廊坊　065000

5.中国石油西部管道公司，　新疆　乌鲁木齐　830000

澳大利亚石油储罐运行管理标准分析

马伟平1蔡亮2刘娜3刘翀4单丽丽5

1.中国石油管道科技研究中心,河北廊坊065000；

2.中国航油集团津京管道运输有限责任公司,天津300300；

3.廊坊中油朗威工程项目管理有限公司,河北廊坊065000；

4.中国石油天然气管道局第四工程分公司,河北廊坊065000

5.中国石油西部管道公司，新疆乌鲁木齐830000

基于储罐事故频发的问题,提出借鉴国外储罐运行管理标准改进国内标准的理念。目前储罐消防安全、储罐清洗已开展了国外标准研究,但对澳大利亚管道和储罐标准的研究较少。对澳大利亚石油储罐运行管理标准(AS 4971-2008标准)与国内相关标准进行比较,得到差异主要体现在储罐日常巡检制度和储罐附属设施检验方面。通过对比分析，提出借鉴澳大利亚石油储罐运行管理标准改进国内运行管理标准的建议。

澳大利亚；石油储罐；标准分析；运行管理

0　前言

随着我国石油战略储备需求增加,储罐建设趋于大型化[1]。通过借鉴美国API 650《焊接钢制石油储罐》、日本JIS B 8501《焊接钢制石油储罐》等技术标准,我国已掌握15×104m3大型储罐的设计和建造技术[2]。近年来储罐事故时有发生,极易造成巨额财产损失和生态灾难,例如2010年7月16日大连油库火灾爆炸事故[3]。因此,有必要深入研究国外储罐运行管理标准,提升储罐安全管理水平[4-5]。目前国内已开展相关研究,例如《国内外储罐事故案例及储罐标准修改建议》[6]基于国外典型储罐事故案例的经验教训提出了国内标准改进建议；《储罐设计标准关键技术问题探讨》[7]研究了国外储罐标准在消防设计、安全附件设计领域的先进理念；《美国消防协会标准NFPA 326-2010分析》[8]介绍了美国消防协会(National Fire Protection Association,NFPA)标准NFPA 326-2010在储罐进入、气体检测和储罐清洗等方面的推荐做法。

澳大利亚是天然气管道行业较发达国家,截止2009年,澳大利亚高压长输管道近30 000 km,低压配送管道超过90 000 km。目前国内针对澳大利亚管道和储罐标准研究较少,《澳大利亚管道运行管理标准AS 2885.3-2012剖析》[9]以AS 2885.3-2012为例,介绍了澳大利亚管道投产、站场安全和管道线路管理的先进理念。本文以澳大利亚国家标准AS 4971-2008《大型钢制立式石油储罐的检验和完整性监控》(以下简称AS 4971-2008标准)[10]为例,研究了澳大利亚石油储罐标准与国内相关标准的差异,借鉴澳大利亚石油储罐标准的先进理念,对提高我国储罐运行管理技术水平具有重要意义。

1　澳大利亚石油储罐运行管理标准简介

澳大利亚标准协会(Standard Australian,AS)出版的AS 4971-2008标准,前身是澳大利亚石油协会(Australian Institute of Petroleum,AIP)标准AIP CP 16-1993,AS ME-017可燃和易燃液体委员会(Flammable and Combustible Liquids)将AS 4971-2008标准提升为澳大利亚国家标准。AS ME-017成员包括澳大利亚消防理事会、澳大利亚工业协会、澳大利亚石油学会、国防部、昆士兰紧急事务部、维多利亚工伤保险局、澳洲消防协会和澳洲消费者保障协会等,基本涵盖储罐设计、施工、运行的制造商、运营商、公众、政府和学术团体,在一定程度上代表了澳大利亚石油储罐检测和运行监控的技术水平。

AS 4971-2008标准核心内容是石油储罐检测和运行管理的技术要求和推荐做法,以保证在役运行大型石油储罐的结构完整性。该标准适用于终端或转运油库、商业油库的大型立式钢制石油储罐。

2　中国储罐运行管理标准

涵盖储罐运行管理、操作维护和检验检测的中国标准主要有：SY/T 5921-2011《立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程》(以下简称SY/T 5921-2011标准)[11]，SY/T 6926-2012《常压和低压储罐检验的推荐做法》[12]，SY/T 6620-2005《油罐检验修理改建和翻建》(等同采标API Std 653-2001)[13]等。中国标准针对储罐工艺操作的技术要求比较完善,建立了日常维护保养、季度维护保养和年度维护保养的管理制度,以及罐底板、罐壁和储罐附属设施的检测修理。存在的主要问题是随着罐区规模扩大,人员定额不能满足要求,因此在储罐巡检异常报告、储罐附属设施检查等方面有待改进,储罐设施安全可靠性和员工安全责任意识有待提高[14]。

3　储罐运行管理制度

SY/T 5921-2011标准规定应建立储罐巡回检查制度,以及储罐运行工艺参数表和储罐技术档案。AS 4971-2008标准规定应建立储罐维护和检测的标准程序、记录文件和安全工作方法,鼓励操作维护人员或巡检人员在储罐巡护过程中发现异常情况并报告。

针对储罐运行管理制度,中澳标准基本一致,AS 4971-2008标准重视巡护人员的主观能动性。近年来国内油库应用了油库中控SCADA系统、液位报警系统、工业电视监控系统和周界防护系统等,但仍不能完全避免储罐事故,人工检尺、人工巡护、人工上罐检查等方式对于及时发现储罐隐患、事故报告和初期处置仍具有不可替代的作用[15]。

4　储罐日常维护

SY/T 5921-2011标准规定储罐维护分为日常维护、季度维护和年度维护；AS 4971-2008标准规定月度例行检查由经验丰富的技术人员负责完成,中澳标准关于储罐日常维护项目见表1。

表1中澳标准规定的储罐日常维护项目

标准编号维护类型储罐日常维护项目AS4971-2008月度维护罐壁渗漏和外腐蚀、液位计及控制和报警装置、罐顶雨水排放管、量油孔、保温层、浮顶、浮舱与密封、接地连接通风口(包括低压、常压和紧急通风口)、排污水系统、储罐阀门、盘梯(扶梯)、基础泄漏迹象,以及罐底板与基础渗水、库存管理与损耗记录SY/T5921-2011日常维护罐体渗漏、液位计及高低报警、罐顶紧急排水管、量油孔、储罐保温伴热、一二次密封、静电导线接地季度维护呼吸阀、排水阀、进出罐阀年度维护盘底(扶梯)、基础与罐底

针对“罐壁渗漏、液位计、紧急排水管、量油孔、保温层、二次密封、接地”等,中澳标准基本一致；针对“储罐阀门”检查,中澳标准检测周期分别为每月一次和每季度一次,SY/T 5921-2011标准侧重检查阀门阀体、填料函完好状况,AS 4971-2008标准侧重通气孔检测,确认储罐处于负压、常压或低压状态,如适用启动紧急通风装置；针对“盘梯(扶梯)、罐底和基础渗漏”,中澳标准检测周期分别为每月一次和每年一次；此外AS 4971-2008标准还规定了储罐库存管理和损耗记录。针对储罐维护项目,AS 4971-2008标准均每月一次,SY/T 5921-2011标准则按照设施重要程度、使用频率和易损性划定维护频率,储罐和附件设施故障、失效具有不可预见性,人为划定储罐维护周期不合理,也不利于制定高效的储罐维护计划文件。AS 4971-2008标准重视日常储罐巡检报告制度,储罐及附属设施维护统一执行每月一次的规定具有借鉴意义。因此针对储罐日常检查维护,AS 4971-2008标准更严格细致。

5　储罐定期检验

5.1储罐外部检验

SY/T 5921-2011标准规定了储罐检测内容和评定要求；AS 4971-2008标准规定储罐外部检验项目,见表2。

SY/T 5921-2011标准针对储罐基础(沉降)、罐壁板、罐顶的检测评定技术要求比较完善,规定储罐附件检测按照GB 50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》侧重对储罐焊缝质量、几何尺寸进行检查,未涉及储罐工艺管道和人孔等储罐附件。AS 4971-2008标准规定了扶梯(盘梯)检验项目,包括钢结构、焊接件、底座、踏板间隙和扶手,中国标准未涵盖,建议补充工艺管道变形、人孔焊缝、扶梯(盘梯)钢结构等储罐附件设施的外部检验项目。

表2AS 4971-2008标准规定的储罐外部检验项目

检验项目检验内容盘梯、平台及扶梯钢结构,焊接附件,踏板间隙,扶手护栏固定罐顶穿孔,接缝处渗漏和腐蚀,扶手,通风口正常工作浮顶罐顶罐顶定心与防转装置,浮顶密封,浮舱室腐蚀与泄漏,紧急排水管,电气连接,泡沫管线,泡沫产生室罐壁涂层状况,外腐蚀与泄漏,抗风圈和加强圈,罐壁板弯曲,罐底板裂缝,接地连接,焊缝质量基础储罐不均匀沉陷,泄漏迹象,罐底板与基础渗水储罐附件管道变形状况,人孔和管道与储罐的焊缝,阀门状况

5.2储罐壁板厚度测试

AS 4971-2008标准规定储罐壁板厚度检测应与储罐外部检验共同实施,并根据腐蚀速率、运行状况确定检测周期,在满足条件的情况下，优先采用超声扫描方式,其次是现场测试储罐底板厚底,但储罐每块壁板应至少现场测试一个点；重点检查腐蚀严重区域；为保证测试准确,应去除涂层,凹坑应打磨表面；重点测试罐底板以上300 mm区域,以及水底沉降的储罐。

SY/T 5921-2011标准针对罐壁板腐蚀检测点的布置、数量的规定比较严格,例如采用超声波测厚仪对于一个检测区(一块板或者局部腐蚀区)的检测点不少于5个；罐壁板重点检测区域一般在底板向上1 m范围内。AS 4971-2008标准规定了罐底板以上300 mm,针对罐壁板重点检测区域,SY/T 5921-2011标准则更严格。罐壁板检测周期SY/T 5921-2011标准未规定,AS 4971-2008标准规定储罐壁板厚度检测应与储罐外部检验共同实施,检测周期不超过10年,具有借鉴意义。建议中国标准规定储罐底板检测周期不超过10年,并结合腐蚀速率、运行状态、上一次检测评价结果等因素综合确定储罐底板检测周期。

5.3储罐内部检验

AS 4971-2008标准规定储罐应优先进行外部检验,根据外观检验结果确定维修,以及是否进行内部检验,检验项目见表3。

SY/T 5921-2011标准未明确区分储罐外部和内部检验。SY/T 6620-2005标准规定内部检验主要查明罐底板腐蚀和渗漏，罐底板和罐壁板厚度，储罐底板沉降状况等。中国管道行业一般在储罐大修的同时进行外部和内部检验[16],此外罐底板由于沉积水存在,罐壁板与油品直接接触,罐底板内腐蚀程度相对罐壁板腐蚀程度更为严重[17]；由于制造质量问题,出现如图1、2、3的储罐排水管金属软管部分容易失效，刮蜡器和加热盘管腐蚀严重的现象,应通过储罐内部检验验证其性能状况[18]。因此，中国标准应补充储罐中央排水管、立柱、加热盘管和搅拌机等储罐内部设施检验的内容。

表3AS 4971-2008标准规定的储罐外部检验项目

检验项目检验内容储罐底板罐壁板与底板连接区域,罐底板点蚀、穿孔、弯曲,罐底板下部腐蚀储罐罐壁罐壁板与底板连接区域,进出罐管线内部焊缝,罐底板垂直焊缝,内涂层状况,内腐蚀固定罐顶如外部检验测试罐顶板材厚度减少,应进行内部检验,特别注意罐顶边缘角钢区域浮顶浮舱泄漏,罐顶排水管,中央排水管金属软管,扶梯,立柱,静电消除器内部设备加热盘管,搅拌器

图1　储罐内部中央排水管金属软管失效

图2　储罐内部刮蜡板腐蚀

图3　储罐内部加热盘管腐蚀

5.4储罐检验周期

SY/T 5921-2011标准规定储罐修理周期一般为5～7年,新建储罐第一次修理周期不宜超过10年,储罐检测一般在修理周期到达前一年内进行,根据储罐检测评价结果,储罐修理周期可适当延长或缩短。AS 4971-2008标准规定储罐外部检验周期不超过10年,储罐检验周期取决于运行年限、环境状况、设计标准、运行和维护状况等。综合考虑中澳标准,建议储罐检验周期可适当延长至10年,近年来随着储罐声发射等技术的应用[19-20],可对储罐整体状况进行科学评价,准确掌握储罐腐蚀速率和剩余厚度等参数,另一方面可减少工作量,降低储罐维护费用[21-22]。

6　结论

通过分析AS 4971-2008标准,建议中国标准可以借鉴以下几方面：

1)重视储罐日常巡检报告制度,充分发挥员工主观能动性,鼓励操作维护人员或巡检人员在储罐巡护过程中发现异常情况,尽可能消除储罐潜在事故隐患。

2)考虑储罐设施故障时效具有不可预见性,按照设施重要程度、使用频率和易损性划定维护频率等因素确立储罐维护周期。储罐设施执行统一维护计划,此外涵盖了储罐负压/常压状态检查、库存管理和损耗记录等新增项目。

3)建议中国标准补充工艺管道变形、人孔焊缝、扶梯(盘梯)钢结构等储罐附件设施的外部检验项目。

4)建议中国标准补充储罐中央排水管、立柱、加热盘管和搅拌机等储罐内部设施检验的内容。

5)建议根据腐蚀速度、运行状态确定储罐结构完整性和剩余使用寿命,储罐检验周期约10年,有利于降低储罐维护费用。

[1] 胡林江,庄旭鹏,陈柚君.美国和俄罗斯储罐建设标准先进性研究[J].辽宁石油化工大学学报,2015,35(1)：33-36,40.

Hu Linjiang, Zhuang Xupeng, Chen Youjun. The Advancement Research on American and Russia Tank Construction Standards [J]. Journal of Liaoning University of Petroleum & Chemical Technology, 2015, 35 (1)： 33-36,40.

[2] 王辉.10×104m4大型浮顶油罐的设计[J].石油化工设计,2012,29(2)：9-12.

Wang Hui. Large Floating-roof Tank Design for 10×104m4[J]. Petrochemical Design, 2012, 29 (2)： 9-12.

[3] 韩钧.大连7.16油库火灾事故教训及防范[J].石油化工安全环保技术,2012,28(1)：1-5.

Han Jun. Lessons from Dalian “7.16”Fire Explosion Accident and Preventive Measures [J]. Petrochemical Safety and Environmental Protection Technology, 2012, 28 (1)： 1-5.

[4] 张鹤然,孟虎林,齐龙,等.基于邦斯菲尔德油库事故的储罐安全改进探讨[J].石油石化节能,2015,5(2)：43-46.

Zhang Heran, Meng Hulin, Qi Long, et al. Discussion on the Improvement of Tank Safety Based on the Buncefield Oil Storage Depot [J]. Energy Conservation Petroleum & Petrochemical Industry, 2015, 5 (2)： 43-46.

[5] 代玉杰,伦昌海,蔡亮,等.英国Buncefield油库事故对我国石油行业安全的借鉴探讨[J].石油和化工设备,2015,18(4)：82-85.

Dai Yujie, Lun Changhai, Cai Liang, et al. Discussion on the Reference of British Buncefield Oil Storage Depot Incident for China Petroleum Industry Safety [J]. Petro & Chemical Equipment, 2015, 18 (4)： 82-85.

[6] 蒋国辉,张晓明,闫春晖,等.国内外储罐事故案例及储罐标准修改建议[J].油气储运,2013,32(6)：633-637.Jiang Guohui, Zhang Xiaoming, Yan Chunhui, et al. Worldwide Tank Accidents and Tank Standards Revision Advices [J]. Oil & Gas Storage and Transportation, 2013, 32 (6)： 633-637.

[7] 马伟平,杨喜良,李旭海,等.储罐设计标准关键技术问题探讨[J].石油工业技术监督,2014,30(5)：36-38,50.

Ma Weiping, Yang Xiliang, Li Xuhai, et al. Discussion on the Important Technology Items of Tank Design Standards [J]. Technology Supervision in Petroleum Industry, 2014, 30 (5)： 36-38, 50.

[8] 马伟平,戴卫东,蔡亮,等.美国消防协会标准NFPA 326-2010分析[J].天然气与石油,2013,31(6)：20-22.Ma Weiping, Dai Weidong, Cai Liang, et al. Analysis on NFPA 326-2010 [J]. Natural Gas and Oil, 2013, 31 (6)： 20-22.

[9] 王力,韩晓玲,李彬,等.澳大利亚管道运行管理标准AS 2885.3-2012剖析[J].天然气与石油,2014,32(2)：19-22.Wang Li, Han Xiaoling, Li Bin, et al. Analysis on the Pipeline Operation Management Standard AS 2885.3-2012 of Australia [J]. Natural Gas and Oil, 2014, 32 (2)： 19-22.

[10] 澳大利亚标准协会.大型钢制立式石油储罐的检验和完整性监控:AS 4971-2008[S].悉尼：悉尼大学出版社,2008.

Standards Australia. Inspection and Integrity Monitoring of Large Steel Vertical Petroleum Storage Tanks: AS 4971-2008 [S]. Sydney： Sydney University Press, 2008.

[11] 石油工业油气储运专业标准化技术委员会.立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程:SY/T 5921-2011[S].北京：石油工业出版社,2011.

The Oil Industry of Oil and Gas Storage and Transportation Professional Standardization Technical Committee. Code of Practice for Operating, Maintenance and Repair of Vertical Cylindrical Welded Steel Oil Tank: SY/T 5921-2011 [S]. Beijing： Petroleum Industry Press, 2011.

[12] 石油工业安全专业标准化技术委员会秘书处.常压和低压储罐检验的推荐做法:SY/T 6926-2012[S].北京：石油工业出版社,2012.

The Oil Industry Safety Professional Standardization Technical Committee Secretariat. Methods for Inspection of Existing Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks: SY/T 6926-2012 [S]. Beijing： Petroleum Industry Press, 2012.

[13] 油气储运专业标准技术委员会.油罐检验修理改建和翻建:SY/T 6620-2005[S].北京：石油工业出版社,2005.

Oil and Gas Storage and Transportation Professional Standards Technical Committee. Tank Inspection, Repair, Alteration and Reconstruction: SY/T 6620-2005 [S]. Beijing： Petroleum Industry Press, 2005.

[14] 姜玉梅,张俊义,折恕平.从安全环保角度审视油库的选址与设计问题[J].油气储运,2010,29(3)：229-231.

Jiang Yumei, Zhang Junyi, Zhe Shuping. Survey on Location and Design Issues of Tankfarm from the Angle of Safety and Environmental Protection [J]. Oil & Gas Storage and Transportation, 2010, 29 (3)： 229-231.

[15] 付石，谢海林.油库自动化系统应用现状[J].油气储运，2013，32(3)：252-256.

Fu Shi， Xie Hailin. Application Status of Automation System in Oil Tankfarm [J]. Oil & Gas Storage and Transportation， 2013， 32 (3)： 252-256.

[16] 张静，帅健.储罐的完整性管理[J].油气储运，2010，29(1)：9-11.

Zhang Jing， Shuai Jian. Integrity Management of Storage Tank [J]. Oil & Gas Storage and Transportation， 2010， 29 (1)： 9-11.

[17] 李刚，黄晓真，李学军.集油储罐腐蚀分析与防护措施[J].油气储运，2009，28(5)：59-61.Li Gang， Huang Xiaozhen， Li Xuejun. Analysis of Oil Gathering Tank’s Corrosion and Corrosion Control Measures [J]. Oil & Gas Storage and Transportation， 2009， 28 (5)： 59-61.

[18] 赵彦修,闫河.大型储罐检测标准对比分析[J].油气储运,2010,29(12)：929-932.

Zhao Yanxiu, Yan He. Comparative Analysis on Inspection Standards for Large-scale Storage Tank [J]. Oil & Gas Storage and Transportation, 2010, 29 (12)： 929-932.

[19] 林明春，辛爱华，高金杰,等.罐底声发射在线检测及其可靠性验证[J].油气储运，2010，29(10)：776-779.

Lin Mingchun， Xin Aihua， Gao Jinjie, et al. Acoustic Emission In-service Inspection for Tank Bottom and Its Reliability Testing[J]. Oil & Gas Storage and Transportation， 2010， 29 (10)： 776-779.

[20] 刘广文，陈次昌.立式储罐在线检测技术与研究进展[J].油气储运，2009，28(9)：1-4.Liu Guangwen， Chen Cichang.Study and Progress of On-line Inspection Technology for Vertical Storage Tank [J]. Oil & Gas Storage and Transportation， 2009， 28 (9)： 1-4.

[21] 韩克江,帅健,石磊,等.大型原油储罐内检测周期的预测方法[J].油气储运,2013,32(2)：189-195.Han Kejiang, Shuai Jian, Shi Lei, et al. Prediction Method for Internal Detection Cycle of Large-scale Oil Tank [J]. Oil & Gas Storage and Transportation, 2013, 32 (2)： 189-195.

[22] 帅健,许学瑞,韩克江.原油储罐检修周期[J].石油学报,2012,33(1)：157-163.

Shuai Jian, Xu Xuerui, Han Kejiang. Overhaul Interval of Crude Oil Tanks [J]. Acta Petrolei Sinica, 2012, 33 (1)： 157-163.