常壓儲(chǔ)罐底板泄漏的無損檢測(cè)方法
儲(chǔ)罐在長(zhǎng)期的使用過程中,由于設(shè)計(jì)缺陷、介質(zhì)中混入雜質(zhì)等原因,儲(chǔ)罐很容易發(fā)生腐蝕。
腐蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)形成穿孔,常壓儲(chǔ)罐泄漏原因主要分為:底板腐蝕、底板母材應(yīng)力撕裂、焊縫應(yīng)力開裂。
底板腐蝕是在罐內(nèi)介質(zhì)和土壤側(cè)腐蝕環(huán)境和底板母材在電化學(xué)的作用下腐蝕減薄直至穿孔導(dǎo)致泄漏。
底板母材是由于儲(chǔ)罐液位上升過程中母材鋼板夾渣、氣孔等缺陷處應(yīng)力集中,發(fā)生撕裂導(dǎo)致泄漏。
本文將對(duì)常壓儲(chǔ)罐底板泄漏進(jìn)行探討并介紹檢測(cè)過程中的要點(diǎn)。
一、常壓儲(chǔ)罐的泄漏原因
常壓儲(chǔ)罐泄漏原因主要分為:底板腐蝕、底板母材應(yīng)力撕裂、焊縫應(yīng)力開裂。底板腐蝕是在罐內(nèi)介質(zhì)和土壤側(cè)腐蝕環(huán)境和底板母材在電化學(xué)的作用下腐蝕減薄直至穿孔導(dǎo)致泄漏。底板母材是由于儲(chǔ)罐液位上升過程中母材鋼板夾渣、氣孔等缺陷處應(yīng)力集中,發(fā)生撕裂導(dǎo)致泄漏。
焊縫應(yīng)力開裂是用于底板搭接角焊縫在焊接時(shí)板材變形較大,熱處理過程不能完全釋放內(nèi)部應(yīng)力,儲(chǔ)罐液位上升在拉應(yīng)力作用下變形導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)應(yīng)力開裂導(dǎo)致泄漏;
壁板和邊緣板角焊縫由于受到罐內(nèi)介質(zhì)的靜壓力較大,易發(fā)生開裂導(dǎo)致泄漏。
焊縫點(diǎn)焊部位在制造過程中未去除點(diǎn)焊,應(yīng)力集中過大易發(fā)生開裂導(dǎo)致泄漏。
二、幾種常見的儲(chǔ)罐底板泄漏形式
1 底板土壤側(cè)的腐蝕穿孔
儲(chǔ)罐底板土壤側(cè)的腐蝕難以發(fā)現(xiàn),往往更為嚴(yán)重。
在儲(chǔ)罐檢驗(yàn)檢測(cè)中也經(jīng)常發(fā)現(xiàn),主要原因是由于:
邊緣板是容易受腐蝕的部位,儲(chǔ)罐基礎(chǔ)如果沒有有效的防滲水措施或防滲水材料老化失效,則雨水和水汽很容易沿罐底板與罐基礎(chǔ)的縫隙侵入到罐底的周邊部位,從而形成有利的腐蝕條件。
由于儲(chǔ)罐沉陷的不均勻,底板會(huì)高低起伏或有踏空現(xiàn)象。
罐底板與基礎(chǔ)的接觸不良會(huì)導(dǎo)致罐底土壤的充氣不均而形成氧濃差電池,造成罐底板的腐蝕。
由毛細(xì)現(xiàn)象引起的水分侵入和由于水的存在而造成的微生物腐蝕對(duì)整個(gè)罐底板的腐蝕狀況也具有重要的影響。
2 底板氣孔導(dǎo)致母材應(yīng)力撕裂
由于鋼板板坯上存在較多達(dá)到氣泡氣囊類缺陷,經(jīng)多道軋制沒有愈合,殘留在鋼板內(nèi),形成氣孔。
板坯皮下夾雜軋后埋藏在母材中,加熱爐耐火材料及泥沙等非金屬物落在板坯表面上,軋制時(shí)壓入板內(nèi)。
儲(chǔ)罐液位上升過程中母材氣孔、夾渣等缺陷處應(yīng)力變形較大,當(dāng)拉應(yīng)力過大超過底板母材材料屈服極限時(shí)易發(fā)生撕裂導(dǎo)致泄漏
3、底板焊縫點(diǎn)焊部位應(yīng)力開裂
在焊接油罐地板時(shí),焊接工藝要求在正式焊接時(shí)所有的點(diǎn)焊必須鏟除,現(xiàn)場(chǎng)施工過程中沒有去除,直接焊接覆蓋掉點(diǎn)焊位置。
在使用時(shí)底板下面的地面是潮濕的,撕裂的點(diǎn)焊是有殘余應(yīng)力的,再遇到潮濕的環(huán)境和加載油罐的應(yīng)力,所以很容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂,應(yīng)力開裂一旦產(chǎn)生很快造成泄漏。
三、目前儲(chǔ)罐底板檢測(cè)技術(shù)局限性
近年來投用常壓儲(chǔ)罐容積越來越大,10萬立方儲(chǔ)罐直徑達(dá)80m,1萬立方儲(chǔ)罐直徑也有22m。
在這么大的儲(chǔ)罐底板尋找泄漏點(diǎn)或缺陷位置無異于大海撈針。
在有限的開罐時(shí)間中常規(guī)的檢測(cè)方法如:宏觀檢查、厚度測(cè)定、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、真空試漏,很難有效發(fā)現(xiàn)缺陷。
四、檢驗(yàn)檢測(cè)方法為:
?、賰?chǔ)罐開罐前對(duì)儲(chǔ)罐底板整體聲發(fā)射檢測(cè)確定泄漏可疑區(qū)域及儲(chǔ)罐底板腐蝕情況,高頻導(dǎo)波對(duì)儲(chǔ)罐邊緣板檢測(cè)確定邊緣板腐蝕情況;
②底板和邊緣板角焊縫、儲(chǔ)罐底板和邊緣板搭接焊縫采用熒光磁粉檢測(cè)為主宏觀檢查為輔,結(jié)合滲透和真空試漏檢測(cè),必要時(shí)利用渦流檢測(cè)及陣列渦流檢測(cè);
?、蹆?chǔ)罐底板和邊緣板采用高頻導(dǎo)波結(jié)合漏磁檢測(cè)罐底板的腐蝕減薄情況,結(jié)合相控陣C掃描、超聲波掃查、壁厚測(cè)定確定腐蝕減薄狀況,必要時(shí)采用表面無損檢測(cè)技術(shù)和真空試漏確定腐蝕減薄部位有無貫穿性。
1 在役儲(chǔ)罐聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)
儲(chǔ)罐開罐錢可采用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)在最高充裝液位的85%以上恒定液位,檢測(cè)儲(chǔ)罐底板的泄漏信號(hào)。
確定漏點(diǎn)的可疑區(qū)域,縮小檢測(cè)范圍。
T-5401B開罐前在16.0米液位高度下的無物料進(jìn)出情況下的檢測(cè)。
從各通道撞擊信號(hào)關(guān)聯(lián)圖來看除1、2、11通道為高水平外,其余各通道均為中水平。
其中11號(hào)探頭為1、2號(hào)探頭增加探頭。
對(duì)底板腐蝕檢測(cè)共進(jìn)行70分鐘有效檢測(cè),70分鐘過程中共檢測(cè)到定位事件為848個(gè),平均每分鐘12.11個(gè),按邊長(zhǎng)為5%直徑的矩形區(qū)域來劃分,共形成2個(gè)有效的聲發(fā)射源區(qū),確定該儲(chǔ)罐存在2個(gè)疑似漏點(diǎn),確定2個(gè)漏點(diǎn)區(qū)域分別在1號(hào)探頭和2號(hào)探頭附近。
2 在役儲(chǔ)罐邊緣板高頻導(dǎo)波檢測(cè)
聲發(fā)射檢測(cè)后對(duì)T-5401B常壓儲(chǔ)罐邊緣板進(jìn)行高頻導(dǎo)波檢測(cè)以偏西方向起始點(diǎn)開始,每550mm為一個(gè)掃查區(qū)將整個(gè)罐底外側(cè)邊緣板分成120個(gè)掃查區(qū)域,對(duì)這120個(gè)區(qū)域可檢測(cè)部位進(jìn)行高頻導(dǎo)波檢測(cè)。
被抽查區(qū)域共發(fā)現(xiàn)8處缺陷信號(hào),在靠近2號(hào)聲發(fā)射探頭發(fā)現(xiàn)1處疑似漏點(diǎn)信號(hào)。經(jīng)開罐驗(yàn)證為一處漏點(diǎn)。
3 儲(chǔ)罐開罐底板漏磁檢測(cè)
T-5401B儲(chǔ)罐開罐后進(jìn)行漏磁檢測(cè),在靠近1號(hào)探頭區(qū)域發(fā)現(xiàn)一處疑似泄漏點(diǎn),經(jīng)滲透檢測(cè)和真空試漏鎖定泄漏點(diǎn)。
4儲(chǔ)罐開罐低頻電磁檢測(cè)
儲(chǔ)罐開罐后,對(duì)罐底板漏磁檢測(cè)由于檢測(cè)儀器較大,不能100%覆蓋整個(gè)底板,在不打磨情況下可采用低頻電磁檢測(cè)技術(shù)做補(bǔ)充檢測(cè)。
結(jié)語:
針對(duì)儲(chǔ)罐底板泄漏位置分別在底板和焊縫,檢測(cè)思路應(yīng)二者兼顧。
在不斷開展的新技術(shù)檢測(cè)方法的研究和應(yīng)用。
采用聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)可以鎖定底板泄漏的可疑區(qū)域,縮小檢測(cè)范圍。
利用高頻導(dǎo)波、漏磁檢測(cè)、低頻電磁檢測(cè)、相控陣C掃描在可疑區(qū)域內(nèi)確定底板腐蝕狀況。
采用磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)結(jié)合陣列渦流檢測(cè)技術(shù)確定底板焊縫開裂情況。
采用新技術(shù)在儲(chǔ)罐底板泄漏檢測(cè)的應(yīng)用為儲(chǔ)罐群的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有效的檢測(cè)手段, 避免造成更大的環(huán)境污染。