浅析双层油罐及其检测方法

于斌

黑龙江省计量检定测试研究院 黑龙江 哈尔滨 150028

引言

近年来，随着社会的发展进步，我国石油的需求量日益增大，加油站也随之增多。过去传统的加油站往往采用单层储油罐，但由于单层储油罐在达到一定的使用年限后，容易出现防腐层老化造成罐体腐蚀而引起石油泄漏问题。这不仅容易造成石油爆炸，可能会引起人员损伤，还会造成地下水质和土壤污染，破坏生态环境。因此，双层油罐应运而生。与单层油罐相比，双层油罐更加环保安全。

1 有关双层油罐的基本介绍

1.1 定义

双层油罐即传统的单层储油罐的升级，它由内外罐两部分构成。在双层罐的结构中，内罐被外罐全部密封，且内外层罐壳之间连接可靠。内外罐层之间留有贯通空间，其主要作用是用来检测双层结构的完好性，防止油品泄漏[1]。

1.2 发展

欧洲是世界上开发双层储油罐的使用标准最完善和最确切的国家和地区，也是使用双层储油罐。早在1965年左右，德国就开始了第一次使用钢制的双层储油罐，并根据环保要求制定了严苛的标准。自1986年以来，欧盟就开始解决解决地下储油罐的泄漏问题，并对此制定了相应的法律来加强管理。与此同时，欧盟也已经开始了对地下储油罐的更新与改造。截止到1996年，欧盟已经全部将单层储油罐更新改造为双层储油罐。

在1960年左右，随着复合材料的发展玻璃钢开始运用于制造地下储油罐。早在那时，美国就研制出了地下单层玻璃钢储油罐，但由于当时思想发展的局限性，这一发明并未受到关注[2]。在1975年左右，双层玻璃钢储油罐在美国诞生。纵观全球，SF双层储油罐在日本的使用频率最高。早在1994年日本的工业株式会就引进了将美国FRP夹克罐，并对其实行进一步改良，发明了一种新的加工方法。同年，日本市场又定义了“钢制强化玻璃纤维制双层结构储油容器产品”，并制定了相关的标准，此后SF双层罐开始在广泛流行。

1.3 分类

目前国内市场上流通的双层油罐主要有3种：SS型、SF型和FF型双层油罐。其中，SS型双层油罐是指双层钢制油罐，它的内外罐壳壁均有钢制结构组成，内外层之间的环形间隙能够承受比较大的压力，市场造价比较低。但是它的使用年限比较短，且外罐容易腐蚀。SF型双层油罐是指内钢外玻璃纤维增强塑料双层油罐，它的内层由钢制结构组成，外罐由玻璃钢结构组成。玻璃钢材质导致其外罐较薄，强度低，易被刮伤或破裂，难以承受较大的负压力。但SF型双层油罐制造成本居中，经济合理。FF型双层油罐指双层玻璃纤维增强塑料油罐，内外罐均由玻璃钢组成，不易腐蚀，并且可以承受较大的压力但制造成本略高。表1列出了双层油罐的主要结构及特性。

表1 双层油罐的主要结构及特性

2 双层油罐的检测方法

根据我国2013年颁布的GB 30040—2013《双层罐渗泄漏检测系统》标准，我们可以的得知现存的国家标准中将对于双层油罐的侧漏检测系统分成了I、II、III级。其中I级为压力（真空）检测法，II级为液媒检测法，III级为夹层传感器检测法。

2.1 压力（真空）检测法

压力（真空）检测法是目前为止所有双层油罐检测方法中，应用范围相对来说比较普遍的基础方式之一，具有非常重要的研究与思考价值，对未来双层油罐检测方法的进步有着非常重要的基石作用。压力（真空）检测法具有密封特征，使用压力（真空）检测法需要保障检测空间的完全密封，不可以存在一丝可以影响检测数据与结果真实性的不确定性因素，以高标准的姿态，严格完成检测任务与前提准备。压力（真空）检测法的具体操作步骤是，在真空检测系统正式进行工作之前，需要根据实际情况，及时打开泄压阀，致力于实现环形间隙内存在的压力与大气压相对来说保持一致水平，达到临界点后，关闭泄压阀，而后打开真空泵与控制阀开始抽真空步骤，一旦真空度到达预设数值后则将其关闭。油罐是否发生泄露行为，需要及时观察环形间隙内的真空度实现准确检测，安全性比较高。主要应用领域分布于双层油罐以及双层管线系统，西方国家在加油站等地已经实现基本普及，实际应用程度比较高。

该检测方法主要是通过抽真空操作来使双层油罐之间的贯通空间之间产生一定的压力，通过检测贯通空间中的压力变化来判断双层油罐的密闭性以及是否存在渗漏问题。这种方法的优点是非常安全，可以保证油品在通过双层油罐时能及时发现泄漏事故。但缺点是其检测系统错综复杂，对环形间隙的密闭性要求较高，并且容易受到温度和大气压变化的影响。其次，该检测方法并不能确定渗漏出现在内罐还是外罐，所以比较适用于SF双层油罐的渗漏检测。该检测方法既可以选择定时检测也可以选择连续性检测，可选择性较高，且检测方式更为灵敏，结果更为准确。

2.2 液媒检测法

液媒检测法包括单点检测法和两点检测法。该检测原理是利用双层之间的间隙空间中液媒的高度的变化来确定油箱中是否有泄漏，由此确定油箱的完整性。

对于液体介质检测方法，在使用过程中应考虑检测液体是否会污染石油或环境。如果油箱破裂，检测液将直接进入石油或环境。因此，在选择检测液时，应确保流入环境的液体不会损害地下水的质量，并且不会对环境造成有害影响；油箱中的存储液体不会与检测液发生反应而引起石油污染或爆炸。

单点检测方法适用于地下水位较低的情况：一旦外罐泄漏，测试液就会从泄漏处流到环境中；一旦内罐泄漏，测试液体就会从泄漏处流到储存液中。在任何一种情况下，都会导致检测液的液位下降，因此，通过观察液位的变化，您可以判断双层油罐是否泄漏。而两点检测法与单点检测法原理刚好相反，其适用于地下水位较高的情况，与单点检测法相反，一旦泄漏，地下水会进入双层油罐中，造成检测液液位上升或下降。此外， 该检测方法也不能确定渗漏出现在内罐还是外罐，并且双层油罐间隙必须足够承受一定的液体静压，同时确保内部检测液也不会加速罐体材料的腐蚀。

2.3 夹层传感器检测法

夹层传感器检测法的原理是通过探测双层油罐环形间隙间存在的介质来判断罐体是否完好、罐内储液面以下是否出现渗漏现象。由于该检测方法系统构成简单、性价比高，因此得到了广泛的应用。但只有当罐外地下水位高于外壁泄漏点时才能发现问题[3]。如采用该检测系统，一旦油罐内外壁均出现泄漏，则会存在油品不流经夹层传感器直接泄漏至环境的可能性，从而造成大面积的地下水污染。

夹层传感器检测法常以人工检测法为辅助手段。人工检测法是指操作员通过定期查看取样、眼观和鼻闻等方式检查罐内介质变化。如果垂管中有水、油或油蒸汽等，则表明油罐正在渗漏。这种方法易于操作，但可能会由于人为过失而造成严重后果，并且对低地下水位不适用。

2.4 其他检测方法

除上述常用检测方法外，还有重量法、示踪剂法和电导率法等其他检测方法。

重量法是通过测量油罐罐底压力、计算罐内介质重量进行油罐泄漏检测。如质量持续减少，则说明发生泄漏。

示踪剂法主要是使用含示踪剂等气体，将其填充到内部储罐中，并随着时间也可以将其直接填充到双罐之间的环形间隙中，随着时间的流逝根据内外罐是否存在气体来判断内外罐的泄漏。并且由于示踪剂进入到油品中会影响油品的理化性质，所以该检测方法适用于空罐情况下[4]。

电导率法是对两并且可根据电导率变化的具体情况确定出渗漏出现在内罐还是外罐。双层油罐出现渗漏状况时，需要及时发现并且认真处理，不同液体之间会存在发生化学反应的情况，处理不及时容易影响后期正常工作的开展，严重的会造成不必要的损失以及人员伤亡。

双层油罐及其检测方法的选择应该严格按照安全、可靠、经济的原则进行选择，不能只是单独强调其中一种因素，进而限制了其他双层油罐检测方法的科学选择与认识。以具体实际情况为主要依托，合理开展双层油罐的检测与方法的选择工作，为我国双层油罐检测技术的进步奠定基础[5]。

3 结束语

当前，随着国家对环保事业的重视和公民环保意识的增强，双层油罐的更新使用不仅仅只是一个加油站的项目工程，更关系着人们赖以生存的生态环境和人们裙子对绿水青山的殷切期望。相较于单层油罐，双层油罐不仅更具有安全性和经济适用性，而且更加环保、能够最大限度地减少对生态环境的破坏。我们要向发达国家学习，进一步提高环保标准，完善立法，严格执法。同时，要加大对双层油罐防渗漏检测的研究，研制出更加全面、完善，更加全方位的检测方法。根据实际情况和条件，大力发展和推广适合我国国情的双层油罐产品，并使其在我国的加油站等地方广泛应用。