吳蒙蒙* 張子健 張小龍 丁志千 張豪杰 胡 永

（1. 寧波市勞動安全技術服務公司；2. 中海石油寧波大榭石化有限公司）

常壓儲罐是石油化工行業(yè)的重要設備，其運行安全對石油化工企業(yè)至關重要。一旦儲罐發(fā)生泄漏、爆炸將造成不可挽回的損失，因此，對儲罐的安全狀況進行檢測是十分必要的。其檢測主要可參考SY/T 6620—2014《油罐檢驗、修理、改建和翻建》標準。該標準針對常壓儲罐提供了預防性維修和檢測技術要求，并對無損檢測、水壓試驗、滲漏試驗等檢測方法作出了明確規(guī)定。但在實際檢測工作中，采用SY/T 6620—2014 標準中規(guī)定的方法來評定罐底板腐蝕狀況的計算程序較為復雜，而采用漏磁檢測技術能夠克服以上難題，該技術在儲罐檢測行業(yè)有著廣闊的應用前景。

1 漏磁檢測原理

漏磁檢測是一項自動化程度較高的磁學檢測技術，與磁粉檢測的原理相似。漏磁檢測是將磁化裝置（永磁體或電磁體）與陣列磁場探針集成于一體的檢測裝置[1]。檢測時儲罐底板進行柵格掃查，使被檢測區(qū)域達到飽和或近磁飽和狀態(tài)。檢測裝置前端的傳感器將缺陷的漏磁場信號轉換為電信號，再經過放大、濾波和信號處理。該檢測可給出腐蝕凹坑減薄當量百分比，且可以對裂紋類缺陷測進行準確定位。與磁粉檢測相比，漏磁檢測具有較強的穿透能力，不僅能發(fā)現(xiàn)儲罐底板介質側表面及近表面缺陷，同時可檢出底板下表面腐蝕缺陷，且不需要對設備表面進行打磨處理，也可帶防腐層檢測，極大降低了企業(yè)的檢測輔助成本，提高了檢測效率，降低了檢測人員的勞動強度。

2 儲罐概況與檢測設備

2.1 儲罐概況

本次檢測對象為2 臺建造于2004 年的常壓外浮頂儲罐，直徑為60 m，罐高為19 350 mm，全容積為52 000 m3，盛裝介質為原油，最高儲存溫度為50 ℃，儲存壓力為常壓，服役年限為12 年，加熱盤管工作介質為250 ℃過熱蒸汽，具體情況可見表1。

表1 儲罐基本資料

出于安全與成本考慮，決定采用漏磁檢測對中幅板腐蝕狀況進行全面檢測，邊緣板采用超聲相控陣抽查及目視檢查。

2.2 漏磁檢測設備

采用英國銀翼公司的Floormap 3D 儲罐底板腐蝕掃描繪圖系統(tǒng)進行檢測，該系統(tǒng)具有操作簡單、檢測速度快、結果直觀，對罐底和環(huán)境沒有任何污染及對人身無傷害等特點，其相關技術參數可見表2。

表2 儲罐底板腐蝕掃描器技術參數

3 檢測結果

中幅板需進行100%檢測，共掃查中幅板134 塊。經漏磁檢測發(fā)現(xiàn)2 臺儲罐中幅板存在腐蝕當量小于30%的面積性腐蝕坑較多，且以上表面腐蝕坑為主，中幅板靠近邊緣板處呈凹陷狀態(tài)，所以積水的區(qū)域分布比較集中，圖1 為現(xiàn)場積水部位面積性腐蝕坑。G151B 罐中存在腐蝕當量超過40%的缺陷共33 處，最大腐蝕缺陷信號為46%； G151A 罐中存在腐蝕當量超過30%的缺陷有39 處，最大腐蝕缺陷信號為60%，超過40%的缺陷仍以上表面腐蝕為主，分布較分散。

邊緣板厚度為16 mm，經超聲相控陣抽查及目視檢查，未發(fā)現(xiàn)存在當量厚度減薄超過40%的缺陷。

圖2 為G151A 儲罐底板編號9-1 處的漏磁檢測結果，圖2 中標注的黑色方框為腐蝕當量為60%的缺陷信號顯示。經現(xiàn)場復驗后確認該腐蝕為上表面腐蝕凹坑，圖3 為G151A 儲罐底板編號9-1 處的現(xiàn)場照片，采用凹坑檢驗尺進行測量后可知，腐蝕坑直徑為mm，腐蝕深度為4.9 mm，與漏磁檢測結果相符。

此次開罐大修未整體更換底板，而是采用了腐蝕凹坑補焊加強的方法，在腐蝕坑較為密集處進行補板，其中最大的一塊補板面積為1 200 mm×1 000 mm。

圖1 面積性腐蝕坑

圖2 G151A底板編號9-1的漏磁檢測結果

圖3 G151A儲罐底板編號9-1現(xiàn)場照片

4 原因分析與預防措施

4.1 儲罐腐蝕原因分析

根據漏磁檢測結果及現(xiàn)場宏觀檢查情況可知，這2 臺儲罐腐蝕當量超過40%的腐蝕坑較多，主要集中于上表面，且以點腐蝕和面積性腐蝕為主，中幅板凹陷造成的積水區(qū)域使儲罐產生了大量腐蝕坑。

儲罐產生腐蝕的原因如下：一方面隨著我國煉油規(guī)模不斷擴大，原油開采或運輸過程中混入的海水使原油中H2S、硫醇等活化硫含量提高；另一方面，外浮頂結構儲罐不能有效地防止風、沙、雨、雪和灰塵混入，不能完全保證所儲存油品的質量；第三方面，儲罐內部加熱盤管的工作介質為250 ℃過熱蒸汽，50 ℃的儲存溫度會加速儲罐底板的腐蝕速率。

對罐底沉積水進行檢測分析后可知，其pH=7.75，氯離子含量為1.86%，硫離子質量含量為4.1 mg/L，硫酸鹽還原菌菌量為155 個/mL，硫化細菌菌量為1.8個/mL，沉積水中存在氯、硫等離子，使得沉積水具有較強的腐蝕性。

在中幅板凹陷部位，底板表面長時間浸泡在沉積水中，較易出現(xiàn)局部點腐蝕。沉積水含有氯離子，會在缺陷部位與金屬結合形成溶性氧化物，并形成點蝕，逐步發(fā)展成為孔蝕，氯離子向坑內移動濃縮酸化，使蝕坑逐漸加深、擴大[3]。硫離子的腐蝕機理如下： 硫離子會催化陽極反應，同時降低溶液中的亞鐵離子濃度，導致陽極反應的起始電位更負，陽極極化曲線向負方向移動，加劇了罐底板腐蝕程度。微生物腐蝕的機理如下：微生物腐蝕與介質中的細菌、藻類或真菌（包括硫酸鹽還原菌、鐵氧化菌、錳氧化菌、硫氧化細菌、鐵還原細菌、酸生產菌和胞外聚合物生產菌）等相關，微生物一般生存在罐底沉積水中，沉積水檢測結果顯示其中硫酸鹽還原菌占比較大，其屬于厭氧菌，且重要特征之一是會產生氫化酶，能夠催化氫氣氧化或者質子還原，該酶將硫酸鹽還原成硫化氫，最終造成儲罐底板被微生物腐蝕。

4.2 預防措施

（1）距罐底板小于2 m 的罐內壁、罐內構件處于兩相區(qū)（氣-液相或油-水相）及中幅板凹陷積水較為嚴重的區(qū)域，采用犧牲陽極配合絕緣的重防腐涂料涂層進行聯(lián)合保護。

（2）罐底板內表面采用無溶劑環(huán)氧底漆+環(huán)氧玻璃鱗片涂料進行重防腐結構[6]。

5 結論

（1）漏磁檢測是一種有效且精度較高的底板腐蝕檢測方法，可以100%覆蓋需要檢測的區(qū)域、檢測速度快、實時顯示、定位準確。

（2）儲罐底板的腐蝕主要由于原油中沉積的水分和腐蝕性介質在底板上表面長期聚集。