张春河;刘虎;白云槄;张海宁
【摘 要】保证石油储罐运行安全性具有重要意义.我国存在储罐超期服役问题,储罐泄漏风险高.研发先进储罐泄漏探测技术有利于提高储罐设施安全性.研究了国内外广泛应用的储罐泄漏探测技术的优缺点、适用范围和实施效果,包括人工检尺计量、储罐基础钻孔检测方法和双层罐底板泄漏探测方法,适用于停运储罐的开罐无损检测方法,以及声发射法、漏油感应电缆和电阻探漏法等新技术.介绍了美国储罐泄漏检测的技术标准体系,包括储罐泄漏初期处置措施以及储罐泄漏定量风险评价等.最后,提出了选择适宜储罐泄漏检测技术的建议,以及借鉴美国标准完善国内储罐泄漏检测技术的建议. 【期刊名称】《全面腐蚀控制》
【年(卷),期】2017(031)009
【总页数】5页(P18-21,62)
冲压滤网【关键词】储罐;泄漏;探测;方法;技术
【作 者】张春河;刘虎;白云槄;张海宁
【作者单位】中国石油管道局工程有限公司第四分公司,河北 廊坊 065000;中石油燃料油有限责任公司宁波大榭仓储分公司,浙江 宁波 315812;中国石油集团东南亚管道有限公司,北京100028;中石油管道联合有限公司西部分公司,新疆 乌鲁木齐 833600
【正文语种】中 文
【中图分类】TE622
2015年新版《环境保护法》颁布实施，加大了对石油行业重大事故的问责力度。我国普遍存在储罐超期运行问题，泄漏风险高，可能造成重大事故和环境污染。1994年美国石油协会API调研地上储罐泄漏主要原因是人为操作失误，随着储罐设施可靠性和自动化程度提高，腐蚀成为储罐泄漏主要原因[1]。研究有效的储罐泄漏探测技术，在储罐泄漏初期或者油气尚未扩散前，及时发现泄漏并采取控制措施十分重要。本文阐述了国内外石油储罐泄漏探测技术现状，介绍了美国石油储罐泄漏探测标准体系，通过借鉴国外储罐泄漏探测技术的先进经验，对于保证我国石油行业油库安全具有重要意义。
人工检尺计量通过检测储罐液位变化、库存计算和外观检查等方式判断储罐是否泄漏，该方法受到人员操作、油品温度和液面动态变化影响，精度低、误差大，该方法不能发现微小渗漏，对于收发油操作频繁的储罐，即使较大泄漏量也难以发现，只能作为判断储罐泄漏的辅助依据。
新建储罐基础下设置基础检漏层，可监测长期积累的微小渗漏或者较大泄漏，缺点是不能实时发现微小渗漏，特别是长期运行条件下油品可能导致检漏层堵塞，如继续发生泄漏，可能延滞干扰检漏层的准确性[2]。
在此基础上发展了储罐基础钻孔监测油气浓度的新方法[3]，即沿罐周钻若干个至砂垫层的探测孔，钻孔用硅胶封闭。定期用高灵敏度光离子化油气含量检测仪（VOC PID）探测油气，判断是否发生渗漏。探测孔近3次监测的油气含量不高于92.4×10-6mL/m3）且无上升趋势，可判断储罐底板无渗漏。该方法能够快速判定储罐是否渗漏，也适用于设计基础检漏层的新建储罐，缺点是只能大致判断储罐底板泄漏位置和程度，不能完全准确定位。
针对停运储罐或者计划修理储罐，实时储罐清洗和通风处理后，满足可燃气体浓度和人员安全条件下，可开罐进行泄漏探测，包括以下几种无损检测方法：
（1）外观检查
外观检查照明条件应满足100～250mL，借助镜子、照相机等工具，观测储罐底板的表面缺陷，例如开裂、咬边、凹坑、未焊透等，并确定泄漏位置；
（2）焊缝毛细管法
在罐壁和罐底板的角焊缝涂抹高渗透性油或染料渗透剂，持续时间至少4h，如焊缝存在渗漏，在毛细作用下，可观测到油或渗透剂会渗透到焊缝另一侧。该方法可确定焊接缺陷和位置，例如裂纹、缝隙、搭接或者对焊接表面的空隙；
（3）气泡测试法-真空法
在疑似泄漏区域涂抹指示剂，将带有软橡胶垫圈的真空箱的一侧紧压在疑似区域上，用软管将真空泵和真空箱连接形成真空，透过真空箱玻璃观察，如出现气泡表明存在泄漏；
（4）示踪气体法
如储罐安装泄漏探测系统，通过泄漏探测系统的管道系统注入气体，如储罐未安装泄漏探
测系统，通过罐底钻孔注入气体。使用示踪气体检测仪器扫描整个罐底板，可检测罐底焊缝、罐壁-罐底焊缝、环箍焊缝的缺陷。
在储罐区钻深度超过地下水位的监测井，井内安装检测仪器，连续性采样分析地下水和油气样本，或者将采集到的油气样本送到专业实验室分析，确定储罐区是否发生渗漏。该方法可探测游离态或未溶解于水的油品，缺点是如发生泄漏监测井可能成为油气流动扩散通道，此外数据精度受地下水位、土壤条件、雨水等因素的影响，监测井需定期维护等。
美国石油协会API推荐在储罐底板下安装预防泄漏系统（Release Prevention Barrier，RPB），RPB型式可以是罐底板内涂层，或者在罐底板下安装泄漏报警管件系统，或者是双层罐底板型式等[4]。RPB可暂时储存泄漏油品，防止泄漏油品扩散，并将泄漏油品导出至储罐外部探测装置进行油气成分分析。
（1）罐底泄漏报警管件系统
在储罐底板下安装泄漏报警管件系统，发生油品泄漏，管件系统发出报警信号。该技术适用于新建储罐，可暂时收集泄漏油品。缺点是土壤和地下水状况可能会影响管件系统可靠性，可能产生误报警，管件系统应定期维护；
引向器（2）罐底板内涂层
罐底板内涂层推荐非熔接玻璃纤维涂层。可防止油品泄漏至罐底板下侧，且不会污染土壤和地下水，缺点是不适用于已建储罐，改造成本高，罐底板内涂层修复困难，不能准确定位渗漏位置；
（3）双层罐底板泄漏探测技术
储罐底板由上下层板和支撑结构组成，支撑结构满足储罐油品载荷强度要求，下层底板在上层底板泄漏情况下能起到暂时储存和延迟泄漏作用。储罐运行期间通过氮气吹扫将泄漏油气置换至外部检测系统，通过分析吹扫气体成分实现储罐泄漏的实时监控。双层罐底板结构立式储罐在国内还处于试验阶段，该类型储罐安全性和泄漏检测精度还需进一步验证。
声发射方法（Acoustic Emission Technique）根据罐底裂缝流体声音，针对采集声信号的分析转换，可准确定位泄漏位置和判定泄漏程度。通过近千座储罐进行声发射在线检测验证，美国建立了大型常压储罐底板检测专家系统TankPac，可对储罐底板腐蚀和泄漏状况乐器架
进行评估，确定储罐组检查顺序优先级，或者确定下一次检测周期。国内储罐声发射检测还处于试验阶段，该方法干扰因素多，在噪声水平较高时信号变化起伏大，不能真实反映罐底腐蚀泄漏情况。此外声发射检测设备价格昂贵、操作复杂，人员需经过专业培训。
墙壁之间在罐底部铺设感应电缆实时监测泄漏，例如美国Tyco Thermal Control公司研制的TraceTek漏油感应电缆，发生泄漏后，感应电缆将信号送至控制器，经微处理器处理后报警并显示泄漏位置。该技术要求新建储罐建设前在基础层铺设电缆，价格昂贵且防爆要求高。罐基础预埋检测元件法还有导电性粉体元件监测法、电场感应技术和光导纤维监测法等，均需预先铺设在储罐基础层中，检测元件只能一次性使用，维护费用高。
美国罗得大学研制了金属探钉，测量探钉之间电压转化为土壤电阻率变化值，可快速探测渗透到土壤中的油品；美国westec公司研发的电阻探测系统ELDS在北卡罗来纳州石油罐区研究了土壤电阻率与油品泄漏量的规律，可探测到7.25g/s的泄漏量引起的土壤电阻率变化；美国Praxair Service公司研发的电阻探测仪Seeper Trace可在不破坏地表情况下采集地表土壤气体成分，该技术成功应用于埋地石油储罐的泄漏实时探测和定位。
国内涉及储罐泄漏探测的相关标准有行业标准SY/T 0329-2004《大型油罐基础检测方法》
烫光机和SY/T 5921-2011《立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程》，针对储罐操作、维护和安全比较完善，此外针对储罐设施检测评价技术也比较完善（基础、罐顶、罐壁、罐底板和防腐层/保温层等），但储罐泄漏检测较为简略，还未制定专门的储罐泄漏探测技术标准，不能根本保证新建储罐和在役储罐安全性，应制定相关标准。鉴于此，介绍了美国储罐检验和储罐泄漏探测相关的技术标准，供参考。
9.1 美国石油协会标准API Publ 340-1997侧翻手机
美国石油学会标准API Publ 340-1997《地上储存设施液体泄漏预防措施和探测方法》由美国健康和环境事务部（Health and Environmental Affairs Department）提出，主要内容是储罐、工艺管道、装卸作业区、辅助设备以及设备操作系统的泄漏预防措施和探测方法。该标准认为应采取基于环境保护、成本最低的储罐泄漏预防措施，重点是预防泄漏，而非探测泄漏和泄漏处置，即相比安装储罐区防渗层系统，建立严格的储罐检验和维护程序更为有效，防渗层可能损坏，而且只能在储罐发生泄漏时发挥有限储存油品的作用。
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