基于漏磁技術的石油儲罐底板腐蝕檢測

黃國欽

摘 要：石油儲罐罐底板是最易受到腐蝕而發生泄漏的地方，常規的測厚等無損檢測手段難以實現對其安全性的檢測，而漏磁檢測技術是一種重要手段。文章對儲罐底板漏磁檢測原理進行了論述，對檢測儀器性能、試板制作進行了闡述，并詳細介紹了其檢測的工藝過程，討論了其檢測結果，最后對儲罐底板的完整性進行了評價。

關鍵詞：石油儲罐；儲罐底板；腐蝕缺陷；漏磁技術；腐蝕檢測

中圖分類號：TG053.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）02-0064-03

Abstract： The bottom plate of oil storage tank is the most vulnerable to corrosion and leakage. It is difficult to detect its safety by conventional non-destructive testing methods such as thickness measurement， and magnetic flux leakage detection technology is an important means. In this paper， the principle of magnetic flux leakage detection of tank bottom plate is discussed， the performance of testing instrument and the manufacture of test plate are expounded， the process of testing is introduced in detail， and the test results are discussed. Finally， the integrity of the tank floor is evaluated.

Keywords： petroleum storage tank； tank bottom； corrosion defect； magnetic flux leakage technology； corrosion detection

序言

隨著我國經濟的快速發展，對能源的需求與日俱增，尤其是石油資源，目前我國已成為繼美國之后的第二大原油進口國。同時，為應對國際油價的波動和產油區的戰亂，我國已開始建立自己的國家石油儲備。

大型儲罐是目前世界上存儲石油的主要方式，而其安全性是石油儲存的一個重要問題。石油儲罐罐底板是最易受到腐蝕而發生泄漏的地方。由于一直沒有儲罐檢驗的強制性法規，儲罐使用單位往往根據內部規程進行簡單檢驗或根本不進行檢驗，尤其是已建較早的企業，儲罐的運行時間長達幾十年之久，卻從未進行過全面檢查。一旦發生事故，將造成環境污染，危害安全生產。因此，在役儲罐罐底檢測就顯得尤為重要[1]。

常規的超聲無損檢測等方法，對罐底進行全面檢驗是非常困難的。目前，漏磁檢測技術有效地解決了儲罐底板（頂板）的腐蝕檢測問題[2]。

本文首先對儲罐底板漏磁檢測原理進行了闡述，對檢測儀器性能、試板制作進行了論述，詳細介紹了檢測的工藝過程，其檢測過程的注意事項進行了論述，最后對儲罐底板的完整性進行了評價。

1 漏磁檢測原理

當鐵磁性板材外加磁化裝置磁化后，在板材內可產生感應磁場，若板材上存在腐蝕和機械損傷等體積性缺陷，則磁力線會泄漏到板材外部，從而在其表面形成漏磁場，其原理如圖1所示。

對儲罐底板進行的漏磁檢測是采用磁化裝置（永久磁鐵或電磁鐵）與陣列磁場探頭一體化的設備通過掃描來進行，磁化裝置將儲罐底板被檢測部位磁化使其達到飽和或近磁飽和的水平，磁場傳感器將底板上由缺陷產生的漏磁新型號轉換為電信號，然后通過放大、濾波和信號處理，對于儲罐底板壁厚減薄缺陷，可給出缺陷深度的當量，對于裂紋性質的缺陷，可通過漏磁信號的波形來進行分析[3]。

2 檢測儀器及試板

2.1 檢測儀器

檢測儀器采用英國銀翼公司生產的型號為Floormap3Di的儲罐底板漏磁檢測系統。該系統采用氣隙磁阻傳感器技術，增加了一套額外的傳感器來偵測頂部缺陷引起的磁場強度變化，并與傳統MFL漏磁標志結合來識別上下缺陷。Floormap3Di系統具有64個檢測通道，256個傳感器，在加強探測更小缺陷橫向分辨率的同時降低了到缺陷方向的靈敏度。

系統檢測掃描寬度300mm，檢測厚度最大12.5mm，最大可穿透6mm涂層，檢測靈敏度為20%板厚，系統實物如圖2所示。

2.2 檢測試板

檢測試板參照JB/T 10765-2007《無損檢測 常壓金屬儲罐漏磁檢測方法》[4]制作。校準試板用于對檢測儀器各獨立通道進行功能測試。對比試板用于對被檢測缺陷深度當量進行評定。

3 檢測工藝

3.1 檢測對象

地上儲罐由底板（搭接焊）、罐壁、罐頂（有固定頂、浮頂之分）及儲罐周圍的管道組成。材料一般為普通碳鋼。

儲罐底板厚度一般為8-12mm，由于油內含有水分或H2S等化學成分會對底板造成腐蝕，制造過程中會在上面加防腐層。受各種因素的影響，防腐層出現破損，會使底板上表面出現不同程度的腐蝕，而下表面的腐蝕則更為嚴重。腐蝕缺陷也是儲罐底板的主要缺陷。儲罐的容積不同，底板直徑從十幾米到幾十米。

本文以某石油倉儲企業8號罐的檢驗為例，對其漏磁檢測工藝進行了論述。該罐外部直徑43980mm，根據底板的腐蝕情況設定門檻值為板厚的20%。

3.2 檢測過程

此次開罐檢驗底板漏磁檢測比例為100%，檢測依據為JB/T 10765-2007《無損檢測 常壓金屬儲罐漏磁檢測方法》，檢測步驟為：

（1）檢測前首先進行清罐工作，包括儲罐排空、置換和清洗，以達到進入儲罐進行檢測的要求。

（2）儀器開機進行預熱，根據底板厚度調整探頭提離值，以保證檢測結果的準確性。

（3）對儀器進行標定。利用校準試板對儀器各獨立通道進行功能測試。通過掃查對比試板的人工缺陷，調節儀器的設定值和傳感器的高度，使儀器信號指示與所需板厚人工缺陷深度的百分比一致。

（4）確定儲罐基準，對底板進行編號（繪制地板圖），以便掃查時方便確定掃查模式。

（5）選取掃查模式。掃查可以采用手動和自動模式進行，掃查速度盡量保持均勻。

3.3 檢測結果與完成性評價

檢測的8號儲罐底板編號圖如圖3所示。

被檢8號儲罐底板的缺陷分布及當量大小，見圖4所示。

圖4中，A區域表示無缺陷，B區域表示存在板厚當量endprint