大型常压储罐在用检验技术与策略

许展铭+谭启天

摘 要：本文从大型常压储罐群的基本概念入手，通过分析常压储存罐的失效的两个基本因素，一个是基本的失效概率，另一个是罐体的损伤因子，探讨储存罐底板和壁板失效的可能性，以及储藏罐失效后带来的种种后果，探讨大型常压储存罐在用检验的有效方法。

关键词：储罐；在用；检测；措施

中图分类号：X924 文献标识码：A

当前我国城镇化进程已经进入了一个快速发展的阶段，诚征人口急剧增加。随之而来的是越来越多的私家车保有率，城市石油供应的压力也较10年前有了天翻地覆的变化，石油和石油化工产业的安全有序进行，已经成为了推动人类社会进步的关键所在，本文就石油化工产业中常见的大型常压储存罐的检验技术进行讨论。

1.大型常压储罐群

我们首先来了解一下何为大型常压储存罐群。我们在日常的化工产业中，一般是用储罐对液体原料进行储存，尤其是在石油化工、运输交通等领域，这些看不见的灌装物体是保证日常生活的基础设施。但是由于石油等化工原料往往具有易燃易爆易腐蚀的特性，所以归根结底，大型常压储存罐群是一种具有较高危险的特殊存储设备。

目前在用的存储罐有很多的种类，其中常见的有球形、柱形和立式储存罐，其中立式储存罐是目前比较常用的储藏设备。立式的储藏罐一般有3种形式一种是固定顶、一种是内部悬浮顶、一种是外部悬浮顶。储存罐的容量有大有小，我国将容量为100m3以上的固定顶储存罐和容积为1万m3以上的悬浮顶储藏罐定义为大容量储存罐，将容量小于100m3的储藏罐定义为小型储藏罐，这中储藏罐一般是卧式的。目前我国常用的大型储藏罐一般是容量范围从100m3～10万m3的储存罐，个别超大的储存罐可到达20万m3的大小。储藏罐的增大也就意味着罐体本身的四壁厚度的增加，一般来讲边缘的板会比底板厚1mm～2mm，壁板本身的后度也是从下岛往上依次递减，其厚度最小为4mm，最大一般会到40mm。储存罐按照材料还可以分为含碳钢、不锈钢以及铝合金材料，罐体材料的选择主要是取决于其所盛放的液体，除了铝合金类的材料一般用于较为特殊的化学试剂外，其他种类的材料被广泛的应用于储存罐的罐体。

2.储罐失效可能性分析

在我国常压储藏罐的使用过程中，储存设备失效是储存罐不安全因素最主要的因素之一。常压储存罐的失效一般是有两方面的因素确定的，一个是基本的失效概率，另一个是罐体的损伤因子。基本失效率计算的是一个统计数据，它代表的是统计中设备失效的可能性，不是一个能反应单个储存罐失效可能性的数据。

通用失效频率假定服从对数正态分布，误差范围比率为3%～10%，其数值大小根据相应开孔尺寸的不同而不同。

储罐的基本失效频率见表1。

不同于通用失效频率是对群体储藏罐的判断，损伤因子是针对个体的单位失效的检验，可以反映单个储藏罐在使用时间、损伤百分比和可用性等多方面的数据。美中不足的是损伤因子不能够直接地反应储存罐在使用过程中的实际使用风险效率，仅仅是体现了对单个罐体的重视程度。

2.1 储罐底板失效可能性分析

（1）储存罐底部板与介质接触的部位

在日常的油料罐储存过程当中，腐蚀部位常常发生在储存罐内部的底部和储存罐外部与地面接触的地方，因为由于水平方向的不平衡导致了液体常常在这两个位置积存，导致了储存罐在使用结束后，也仍旧持续地对此处罐体进行腐蚀，积年累月后此处的管壁变薄，进而导致在正常使用的过程中，储存罐本体受力不均匀，变薄的地方在结构上进一步遭到破坏，导致安全隐患的发生。就目前的研究发现，储存罐内部的腐蚀快慢主要取决于储存罐内所盛放液体的化学特性、储存罐内是否有水以及储存的温度；影响储存罐外部腐蚀速度的罂粟主要有，与储存罐接触的地面土壤的酸碱度，外部的气候条件、储存罐底部外部选取的材料以及是否存在积水等。

储存罐底部的腐蚀速度的计算一般是利用日常使用时抽检的数据进行归纳总结而来的。如果在计算的过程中，发现数据有明显的错误存在，那么应当使用理论数值进行计算，也就是以基本的腐蚀速率为依据进行计算，同时可根据具体的板底材料、所乘方的液体以及使用时间等因素进行微调。

2.2 储罐壁板失效可能性分析

如同上文所讲，储存罐的失效主要集中发生在壁板和底板两个部位，壁板的损伤因素的确定与底板类似，这里就不再重复叙述了，都是由参数ar/t、检验次数和检验有效性决定。将所有参数带入可得到损伤因子，最后通过系数修正得到实际的损伤因子。

3.大型常压储存罐在用检验

在石油化工领域中，对于大型的储藏设备的检验的常规做法基本上有两种，一个是从使用时间上入手，进行定期检验，另一个是在情况允许的情况下，对于大型储藏罐进行抽样检测。这两种看似合理的检验方式，其实存在大的安全隐患，一个方面当采用定期检测的方式时，不能应对突发的安全隐患情况，另一方面进行抽样检测同样存在着检测力度不足，容易存在安全隐患的风险。

3.1 数据采集

數据采集是RBI分析过程工作量最大、涉及人员最多的一个环节，一般来说，该部分工作将占RBI项目全部工作量的60%～70%。如果没有统一的数据采集原则，将浪费大量的时间，并直接影响风险分析的结果。

3.2 数据采集的内容

（1）设计、竣工资料：包括储罐的清单、储罐总图、储罐底板图和壁板图、竣工验收资料等；（2）工艺资料：主要包括储罐的操作温度、工作介质、介质取样化学分析报告等；（3）检验维修资料：包括历次的检验计划、维修检验报告等；（4）操作资料：包括操作规程与操作运行记录；（5）财务数据：环境破坏成本和营业中断成本，装置区域的平均设备成本等，这些资料主要用于失效后果的计算。

4.展望

基于风险的检验方法针对风险分布不均匀和传统检验方法的不足，基于大量历史经验数据和科学的理论模型，提出了区分风险分布情况的方法，从风险的二元性入手，分别对设备的失效可能性和失效后果进行分析，最后通过风险矩阵的形式，直观地反映出不同设备的风险状况。为合理分配资源，提高设备安全，实现安全性和经济性的统一提供了科学有效的方法。希望可以通过本文的分析为实际工作提供一些帮助。

参考文献

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