北美石油儲罐底板滲漏預防和控制技術標準研究

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北美石油儲罐底板滲漏預防和控制技術標準研究

目前國內油罐檢測的標準主要有行業標準SY/T 0329-2004《大型油罐基礎檢測方法》和SY/T 5921-2011《立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程》，側重于儲罐的設計施工質量、工藝操作和人員安全，未制定專門的儲罐滲漏檢測技術標準，未明確給出應用儲罐滲漏檢測方法的依據和建議。

美國石油學會標準API Publ 340-1997《地上儲存設施液體泄漏預防措施和探測方法》由美國健康和環境事務部制定，規定了儲罐、工藝管網、油品裝卸作業區、輔助性設備以及設備操作控制系統的滲漏預防措施和探測方法。API Publ 340-1997認為應采取成本最低的儲罐滲漏預防措施，重點是預防滲漏，而非探測滲漏和滲漏處置措施。

本文重點探討儲罐底板滲漏類型以及預防控制措施，包括儲罐溢流、儲罐底板滲漏和儲罐罐壁或罐體附件設施滲漏。以下列出了儲罐設施滲漏源、控制措施，以及每項措施對于新建儲罐或者在役儲罐改造的成本影響，以及對于在役儲罐運行維護成本的影響，見表1。

表1 石油儲罐滲漏防控體系

儲罐滲漏源控制措施編號措施類型新建儲罐建設成本在役儲罐運維成本 儲罐外側邊緣板腐蝕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 儲罐底板沉降/基礎損壞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）、預防（P）、探測（D）、保護（Pro）四類；成本影響分為低、中、高和極高四級。

A 陰極保護系統可對儲罐提供可靠有效保護。缺點是成本高，更換罐底陽極困難，只能在儲罐檢修時進行；易受雜散電流、土壤導電性影響。需記錄整流器電壓、電流讀數；定期測量土壤自然腐蝕電位；每年進行土壤腐蝕性評價等。可參考NACE SP0169-2013《地下或水下金屬管道系統外腐蝕控制》。

B 外側邊緣板涂層或襯里可對罐底邊緣板、罐底-罐壁角焊縫提供保護和支撐（增強型襯里），減少罐底板最小允許殘余厚度的余量。缺點是需要特殊的預制、安裝和固化工藝；涂層應與儲存介質溫度相匹配；增強型涂層可能影響罐底板掃描、超聲波檢測的結果。注意事項是儲罐停運期間應進行涂層外觀檢查；儲罐修理后進行低電位涂層缺陷檢查。可參考API RP 652-2014《地上石油儲罐罐底襯里》。

C 儲罐底板下側涂層和襯層可替代罐底板陰極保護系統。缺點是已建儲罐難以實施需要特殊的預制、安裝、固化工藝和嚴格的涂層檢驗和質量認證程序。可參考美國防護涂料協會（SSPC）表面處理規程。

D設計儲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有效性；減緩罐底板沉降狀況。缺點是已發生沉降或者罐底板高度與防火堤高度相同的已建儲罐，改建排水設施較困難。可參考API Std 2610-2005《運轉油庫和儲罐設計、施工、操作、維護和檢驗》。

E 儲罐無損檢測

（1）罐底板點式超聲測試可發現罐底板缺陷，儀器使用前應校準；罐底板取樣區域應清潔；建議與其他技術聯合使用。可參考API Std 653-2014《儲罐檢驗、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常壓和低壓儲罐檢驗》。

（2）自動超聲厚度測試可發現儲罐底板缺陷，僅適用于停運儲罐。

（3）磁粉測試、染色滲透劑測試和加強板/補強板空氣壓力測試可探測儲罐焊縫缺陷，數據準確，僅適用于停運儲罐。可參考API Std 653-2014《儲罐檢驗、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；可探測點蝕和加速腐蝕區域，不能探測罐壁-罐底板角焊縫和儲罐立柱下側區域；非常嚴重的局部腐蝕可能無法探測；通常結合超聲波探測進行驗證。可參考API Std 653-2014《儲罐檢驗、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常壓和低壓儲罐檢驗》。

F 實施內部檢驗程序并形成書面文件應遵守進入受限空間作業等涉及人員健康安全的規定；檢驗人員資質需認證等。可參考API Std 653-2014《儲罐檢驗、修理、改造和重建》。

G 罐壁-罐底板角焊縫的真空箱測試僅適用于停運儲罐；不能發現未發生滲漏的焊縫缺陷。可參考API Std 653-2014《儲罐檢驗、修理、改造和重建》和API RP 575-2014《常壓和低壓儲罐檢驗》。

H 儲罐底部監測裝置（滲漏報警管道系統）可探測在役儲罐油品滲漏；缺點是存在誤報警；需定期檢查。可參考API Std 650-2013《焊接石油儲罐》。

I 用于調整庫存的儲罐計量系統需儲罐精確校準；無法探測少量滲漏；油品溫度變化可能影響計量精度。需要操作人員準確記錄收油、儲存、發油體積以保證結果精確。可參考API Publ 334-1996《地上儲罐滲漏探測指南》。

J 聲發射探測泄漏試驗的結果準確度可能受罐底淤泥和水層影響，受噪音影響大，僅能在夜間進行；需要專門設備和人員培訓；需要將待檢測儲罐與運行儲罐隔離。可參考API Publ 334-1996《地上儲罐泄漏探測指南》。

K 儲罐區域土壤表面蒸氣/液體監測可連續性探測罐區泄漏石油蒸氣、烴蒸氣和不溶解的液體；缺點是受制于土壤、回填狀況、地下水位等現場條件影響；只能探測已經發生的滲漏，具有一定延遲性；已污染土壤可能影響烴蒸氣的探測結果。可參考API Publ 334-1996《地上儲罐泄漏探測指南》。

L 罐區地下水監測井可探測單獨存在或未溶解的油品；可提供地下水水位、流向、品質等信息。缺點是可能成為泄漏擴散通道；土壤條件、地下水位、雨水也可能影響探測結果準確性。注意事項是監測井需定期維護。

M 罐底預防滲漏系統適用于新建儲罐底板下安裝，可以是罐底板內涂層（合成材料），或者在罐底板下安裝滲漏報警管件系統，或者是雙層罐底板型式等。可防止泄漏油品擴散，并將滲漏油品導出接至外部探測裝置。

（1）罐底滲漏報警管件系統對于新建儲罐安裝費用低，可暫時收集滲漏油品。缺點是土壤和地下水狀況可能會影響系統可靠性，可能產生誤報警。注意事項是應定期維護保持滲漏報警管件系統的完整性。

（2）罐底板內涂層推薦采用非熔結玻璃纖維涂層。優點是防止油品滲漏至罐底板下側，不會污染土壤和地下水，缺點是已建儲罐改造成本高，儲罐停運時間長，罐底板內涂層檢驗修復困難，不能準確定位滲漏位置。

（3）雙層罐底板泄漏檢測法由上下層板和支撐結構組成，可有效避免罐底板雙面腐蝕，起到防護和延遲滲漏作用。罐底滲漏后通過氮氣吹掃將滲漏油氣攜帶至外部檢測系統，通過研究吹掃氣體成分實現對儲罐滲漏的在線監控。但是在役儲罐改造成本高，儲罐停運時間長，新建儲罐如有安裝缺陷可能加速腐蝕，罐底板低點位置檢查困難，罐底更換陽極困難。

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

馬偉平 管道科技中心標準化所