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北美石油儲(chǔ)罐底板滲漏預(yù)防和控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究

目前國(guó)內(nèi)油罐檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)主要有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 0329-2004《大型油罐基礎(chǔ)檢測(cè)方法》和SY/T 5921-2011《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護(hù)修理規(guī)程》，側(cè)重于儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)施工質(zhì)量、工藝操作和人員安全，未制定專(zhuān)門(mén)的儲(chǔ)罐滲漏檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，未明確給出應(yīng)用儲(chǔ)罐滲漏檢測(cè)方法的依據(jù)和建議。

美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API Publ 340-1997《地上儲(chǔ)存設(shè)施液體泄漏預(yù)防措施和探測(cè)方法》由美國(guó)健康和環(huán)境事務(wù)部制定，規(guī)定了儲(chǔ)罐、工藝管網(wǎng)、油品裝卸作業(yè)區(qū)、輔助性設(shè)備以及設(shè)備操作控制系統(tǒng)的滲漏預(yù)防措施和探測(cè)方法。API Publ 340-1997認(rèn)為應(yīng)采取成本最低的儲(chǔ)罐滲漏預(yù)防措施，重點(diǎn)是預(yù)防滲漏，而非探測(cè)滲漏和滲漏處置措施。

本文重點(diǎn)探討儲(chǔ)罐底板滲漏類(lèi)型以及預(yù)防控制措施，包括儲(chǔ)罐溢流、儲(chǔ)罐底板滲漏和儲(chǔ)罐罐壁或罐體附件設(shè)施滲漏。以下列出了儲(chǔ)罐設(shè)施滲漏源、控制措施，以及每項(xiàng)措施對(duì)于新建儲(chǔ)罐或者在役儲(chǔ)罐改造的成本影響，以及對(duì)于在役儲(chǔ)罐運(yùn)行維護(hù)成本的影響，見(jiàn)表1。

表1 石油儲(chǔ)罐滲漏防控體系

儲(chǔ)罐滲漏源控制措施編號(hào)措施類(lèi)型新建儲(chǔ)罐建設(shè)成本在役儲(chǔ)罐運(yùn)維成本 儲(chǔ)罐外側(cè)邊緣板腐蝕B、E、FH、I、KL、MP、P、PD、D、DD、D/Pro中-高、不適用、不適用高、低-中、高中-高、極高低-中、低、低低、低、低低-中、低 罐底板腐蝕A、C、DE、F、HI、K、L、MP、P、PP、P、DD、D、DD/Pro中-高、高、低-中不適用、不適用、高低-中、高、中-高極高低、低、低低、低、低低、低、低-中低 罐壁-罐底板焊縫開(kāi)裂或者浮頂立柱穿透E、F、GH、I、KL、MP、P、P/DD、D、DD、D/Pro不適用、不適用、不適用高、低-中、高中-高、極高低、低、中低、低、低低-中、低 儲(chǔ)罐底板沉降/基礎(chǔ)損壞F、H、IK、L、MP、D、DD、D、D/Pro不適用、高、低-中高、中-高、極高低、低、低低、低-中、低

注：控制措施分為控制（C）、預(yù)防（P）、探測(cè)（D）、保護(hù)（Pro）四類(lèi)；成本影響分為低、中、高和極高四級(jí)。

A 陰極保護(hù)系統(tǒng)可對(duì)儲(chǔ)罐提供可靠有效保護(hù)。缺點(diǎn)是成本高，更換罐底陽(yáng)極困難，只能在儲(chǔ)罐檢修時(shí)進(jìn)行；易受雜散電流、土壤導(dǎo)電性影響。需記錄整流器電壓、電流讀數(shù)；定期測(cè)量土壤自然腐蝕電位；每年進(jìn)行土壤腐蝕性評(píng)價(jià)等。可參考NACE SP0169-2013《地下或水下金屬管道系統(tǒng)外腐蝕控制》。

B 外側(cè)邊緣板涂層或襯里可對(duì)罐底邊緣板、罐底-罐壁角焊縫提供保護(hù)和支撐（增強(qiáng)型襯里），減少罐底板最小允許殘余厚度的余量。缺點(diǎn)是需要特殊的預(yù)制、安裝和固化工藝；涂層應(yīng)與儲(chǔ)存介質(zhì)溫度相匹配；增強(qiáng)型涂層可能影響罐底板掃描、超聲波檢測(cè)的結(jié)果。注意事項(xiàng)是儲(chǔ)罐停運(yùn)期間應(yīng)進(jìn)行涂層外觀檢查；儲(chǔ)罐修理后進(jìn)行低電位涂層缺陷檢查?？蓞⒖糀PI RP 652-2014《地上石油儲(chǔ)罐罐底襯里》。

C 儲(chǔ)罐底板下側(cè)涂層和襯層可替代罐底板陰極保護(hù)系統(tǒng)。缺點(diǎn)是已建儲(chǔ)罐難以實(shí)施需要特殊的預(yù)制、安裝、固化工藝和嚴(yán)格的涂層檢驗(yàn)和質(zhì)量認(rèn)證程序。可參考美國(guó)防護(hù)涂料協(xié)會(huì)（SSPC）表面處理規(guī)程。

D設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐排水裝置可防止罐頂或底板積聚雨水；提高罐底邊緣板陰極保護(hù)有效性；減緩罐底板沉降狀況。缺點(diǎn)是已發(fā)生沉降或者罐底板高度與防火堤高度相同的已建儲(chǔ)罐，改建排水設(shè)施較困難?？蓞⒖糀PI Std 2610-2005《運(yùn)轉(zhuǎn)油庫(kù)和儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)、施工、操作、維護(hù)和檢驗(yàn)》。

E 儲(chǔ)罐無(wú)損檢測(cè)

（1）罐底板點(diǎn)式超聲測(cè)試可發(fā)現(xiàn)罐底板缺陷，儀器使用前應(yīng)校準(zhǔn)；罐底板取樣區(qū)域應(yīng)清潔；建議與其他技術(shù)聯(lián)合使用。可參考API Std 653-2014《儲(chǔ)罐檢驗(yàn)、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常壓和低壓儲(chǔ)罐檢驗(yàn)》。

（2）自動(dòng)超聲厚度測(cè)試可發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐底板缺陷，僅適用于停運(yùn)儲(chǔ)罐。

（3）磁粉測(cè)試、染色滲透劑測(cè)試和加強(qiáng)板/補(bǔ)強(qiáng)板空氣壓力測(cè)試可探測(cè)儲(chǔ)罐焊縫缺陷，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，僅適用于停運(yùn)儲(chǔ)罐?？蓞⒖糀PI Std 653-2014《儲(chǔ)罐檢驗(yàn)、修理、改造和重建》。

（4）罐底板電子超聲掃描可覆蓋大部分范圍罐底板；可探測(cè)點(diǎn)蝕和加速腐蝕區(qū)域，不能探測(cè)罐壁-罐底板角焊縫和儲(chǔ)罐立柱下側(cè)區(qū)域；非常嚴(yán)重的局部腐蝕可能無(wú)法探測(cè)；通常結(jié)合超聲波探測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證?？蓞⒖糀PI Std 653-2014《儲(chǔ)罐檢驗(yàn)、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常壓和低壓儲(chǔ)罐檢驗(yàn)》。

F 實(shí)施內(nèi)部檢驗(yàn)程序并形成書(shū)面文件應(yīng)遵守進(jìn)入受限空間作業(yè)等涉及人員健康安全的規(guī)定；檢驗(yàn)人員資質(zhì)需認(rèn)證等。可參考API Std 653-2014《儲(chǔ)罐檢驗(yàn)、修理、改造和重建》。

G 罐壁-罐底板角焊縫的真空箱測(cè)試僅適用于停運(yùn)儲(chǔ)罐；不能發(fā)現(xiàn)未發(fā)生滲漏的焊縫缺陷。可參考API Std 653-2014《儲(chǔ)罐檢驗(yàn)、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常壓和低壓儲(chǔ)罐檢驗(yàn)》。

H 儲(chǔ)罐底部監(jiān)測(cè)裝置（滲漏報(bào)警管道系統(tǒng)）可探測(cè)在役儲(chǔ)罐油品滲漏；缺點(diǎn)是存在誤報(bào)警；需定期檢查?？蓞⒖糀PI Std 650-2013《焊接石油儲(chǔ)罐》。

I 用于調(diào)整庫(kù)存的儲(chǔ)罐計(jì)量系統(tǒng)需儲(chǔ)罐精確校準(zhǔn)；無(wú)法探測(cè)少量滲漏；油品溫度變化可能影響計(jì)量精度。需要操作人員準(zhǔn)確記錄收油、儲(chǔ)存、發(fā)油體積以保證結(jié)果精確。可參考API Publ 334-1996《地上儲(chǔ)罐滲漏探測(cè)指南》。

J 聲發(fā)射探測(cè)泄漏試驗(yàn)的結(jié)果準(zhǔn)確度可能受罐底淤泥和水層影響，受噪音影響大，僅能在夜間進(jìn)行；需要專(zhuān)門(mén)設(shè)備和人員培訓(xùn)；需要將待檢測(cè)儲(chǔ)罐與運(yùn)行儲(chǔ)罐隔離?？蓞⒖糀PI Publ 334-1996《地上儲(chǔ)罐泄漏探測(cè)指南》。

K 儲(chǔ)罐區(qū)域土壤表面蒸氣/液體監(jiān)測(cè)可連續(xù)性探測(cè)罐區(qū)泄漏石油蒸氣、烴蒸氣和不溶解的液體；缺點(diǎn)是受制于土壤、回填狀況、地下水位等現(xiàn)場(chǎng)條件影響；只能探測(cè)已經(jīng)發(fā)生的滲漏，具有一定延遲性；已污染土壤可能影響烴蒸氣的探測(cè)結(jié)果。可參考API Publ 334-1996《地上儲(chǔ)罐泄漏探測(cè)指南》。

L 罐區(qū)地下水監(jiān)測(cè)井可探測(cè)單獨(dú)存在或未溶解的油品；可提供地下水水位、流向、品質(zhì)等信息。缺點(diǎn)是可能成為泄漏擴(kuò)散通道；土壤條件、地下水位、雨水也可能影響探測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。注意事項(xiàng)是監(jiān)測(cè)井需定期維護(hù)。

M 罐底預(yù)防滲漏系統(tǒng)適用于新建儲(chǔ)罐底板下安裝，可以是罐底板內(nèi)涂層（合成材料），或者在罐底板下安裝滲漏報(bào)警管件系統(tǒng)，或者是雙層罐底板型式等?？煞乐剐孤┯推窋U(kuò)散，并將滲漏油品導(dǎo)出接至外部探測(cè)裝置。

（1）罐底滲漏報(bào)警管件系統(tǒng)對(duì)于新建儲(chǔ)罐安裝費(fèi)用低，可暫時(shí)收集滲漏油品。缺點(diǎn)是土壤和地下水狀況可能會(huì)影響系統(tǒng)可靠性，可能產(chǎn)生誤報(bào)警。注意事項(xiàng)是應(yīng)定期維護(hù)保持滲漏報(bào)警管件系統(tǒng)的完整性。

（2）罐底板內(nèi)涂層推薦采用非熔結(jié)玻璃纖維涂層。優(yōu)點(diǎn)是防止油品滲漏至罐底板下側(cè)，不會(huì)污染土壤和地下水，缺點(diǎn)是已建儲(chǔ)罐改造成本高，儲(chǔ)罐停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，罐底板內(nèi)涂層檢驗(yàn)修復(fù)困難，不能準(zhǔn)確定位滲漏位置。

（3）雙層罐底板泄漏檢測(cè)法由上下層板和支撐結(jié)構(gòu)組成，可有效避免罐底板雙面腐蝕，起到防護(hù)和延遲滲漏作用。罐底滲漏后通過(guò)氮?dú)獯祾邔B漏油氣攜帶至外部檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)研究吹掃氣體成分實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐滲漏的在線監(jiān)控。但是在役儲(chǔ)罐改造成本高，儲(chǔ)罐停運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，新建儲(chǔ)罐如有安裝缺陷可能加速腐蝕，罐底板低點(diǎn)位置檢查困難，罐底更換陽(yáng)極困難。

綜上所述，API Publ 340-1997傾向于采用最有利于環(huán)境保護(hù)、成本最低的儲(chǔ)罐泄漏預(yù)防措施。推薦新建儲(chǔ)罐在罐底板下安裝預(yù)防泄漏系統(tǒng)RPB，例如罐底板內(nèi)涂層（合成材料），或者在罐底板下安裝泄漏報(bào)警管件系統(tǒng)，或者是雙層罐底板型式等，將泄漏油氣從基礎(chǔ)內(nèi)部引向儲(chǔ)罐外周邊，通過(guò)外觀檢查或者傳感器、電纜等檢測(cè)裝置進(jìn)行探測(cè)。

馬偉平 管道科技中心標(biāo)準(zhǔn)化所