储油罐检测维修及改造成调和罐工程综述

1储油罐检测维修及改造成调和油罐工程综述摘要:金属储油罐是油品储运企业的重要设备,它的安全状况直接影响到企业的安全生产和环境保护，本文作者与技术监督及设计部门密切合作，对使用20年的老旧钢质油罐影响安全运行的缺陷，采用局部更换壁板的方式进行维修，并将其改造成安装侧入式搅拌器的调和油罐，对油罐的检验和维修具有借鉴意义。关键词：油罐；维修；改造调和罐随着储备和生产的需要，金属油罐在国内得到了广泛的使用，金属油罐的的特点之一是贮存的介质组分变化大，制造材料等级和制造标准不高，长期使用腐蚀较严重。一旦发生泄漏事故将给环境带来巨大的破坏，并造成极大的经济损失。中燃连云港有限公司康云油库目前共有十座油罐在用，其中有两台3000m3立式圆筒形固定顶油罐，自1994年投入使用以来未进行过维修。2011年初，其中4号油罐在外置抗风圈处出现了锈蚀穿孔泄漏，当时为满足生产使用，采用三布一胶的方式，对穿孔处进行临时性的封堵处理，该罐只能半载使用，液位达到破孔点以下一米处，并禁止使用压缩空气扫线，2014年，随着油库新建成的两座油罐投入正常使用，为保证油罐的安全运行，对这两座1994年建成的3000m3立式圆筒形固定顶油罐进行全面检验和维修。本文作者与技术监督部门、设计院进行充分合作，经过相关单位和技术人员的共同努力，顺利完成了对两台油罐的检验、维修工作，并将其改造成安装了两台侧入式搅拌器的专用调和油罐，为老旧油罐发挥更好的作用提供了机会。现状由于欧美工业发展的历史较长，在储罐检验方面有比较完善的标准体系支持，各储罐用户在这一方面的检验工作也一直在系统、规范地进行，加上这些国家对环2保极其重视，各储罐用户结合自己储罐所贮存的介质特点以及所需的功能，都编制了各自的企业检验与维护规程，这些规程的要求通常比当地所适用的规范更严格和更具体。在北美，适有的储罐检验规范是API653及其相关联的标准；在欧州，适用的规范是EEMUA159及其相关联的标准；在北美和欧州之外的世界各地，各业主更青睐于按API653对储罐进行检验，特别地，API在全球有四千多名储罐授权检验员，分布在全球各地的储罐业主、保险公司、第三方检验等机构中，对API653标准应用的推广起到了极大的作用。相对欧美国家而言，中国的石化工业发展的历史并不长，大批的石油化工行业的储罐以及商业用储罐是在改革开发后才进行建设的，所以绝大部分储罐的罐龄大都在20年左右，储罐的老化问题还没有充分暴露出来，大部分储罐用户还没有对储罐进行系统检验的重要性产生足够的认识。目前在中国，一些石油化工行业大型企业，例如中石油、中石化都有自己的在役设备检验机构，其中就包含了储罐检验。另外，各地方的技术监督部门的特检院也有储罐检验的设备和能力。目的储罐检验的目的旨在通过定期的检验，及时发现储罐已经劣化的部件或部位,降低事故发生的风险，通过建议业主及时采取维修措施，以最小的代价，确保储罐安全地运行，并延长储罐使用寿命。1检验方案制定参照我国目前执行的大型油罐施工、维修标准GBJ128-1990《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》、SY/T5921-2000《立式圆筒形钢制原油罐修理规程》和API《GuideforInspectionofRefineryE2quipment》ChapterXIIIAtmosphericandLow2pressure结合我国在用压力容器管理上的一些法规和检测标准制定了检验方案。结合现场实际情况以及检验工作的经济性与合理性,以保证安全为原则,以能正常使用为判定标准进行检验,并对所发现的缺陷提出处理方案,对维修结果进行安全评估。SY/T5921附录B中规定的检验项目有基础、罐体防腐层检查、罐体腐蚀情况检查、按一3定比例进行焊缝无损检测、罐体几何尺寸检测、附件检查和外保温层检查。SY/T5921-2000是非等效采用的美国石油学会API-653(1996)《TankInspections,Repair,Alter2ation,andReconstruction》,用于油罐维修前指导检验员对油罐进行现场调查和作出规范的检测评定,帮助操作员全面了解储罐现有情况与未来使用寿命,以避免事故发生及产品损失。程序提及顶、壳体、底与基础4个主要储罐组件,这些组件直接影响到储罐的结构完整性与液体储存能力。标准中不提具体指标,仅规定焊缝应检验项目与验收标准,强调评估结果要确保储罐在检验时和下次检验前仍然结构完整。该标准可以计算出:①壳体富裕厚度。②寿命。③最大填充高度和水压试验充水高度。④罐底、顶、喷嘴与基础的结构完整性。2对两座3000立方米油罐检验结果4号罐抗风圈处锈蚀穿孔2.1资料审查这两座油罐是1993年，按照SYJ1016-82标准设计的，设计参数为：罐容量3000m3、内径17600mm、高度12500mm、最高液位12000mm，贮存介质为轻、重柴油，设计温度-20～90℃,设计压力为常压,罐体材质为SPV50Q、SM41B及SS41,进行局部应力消除。3#、4#罐采用气升倒装法法施工，投产后,充装轻重柴油，后4号油罐改装内贸燃料油，运行正常,未进行过开罐检验和大修。2.2宏观检查油罐主体的焊缝布置合格，焊缝外观质量良好，底板局部凹凸变形量合格。但是也存在罐体直径误差超标，罐底和第1层壁板上存在焊疤、弧坑、焊缝未填满及4焊接异物。垫板焊缝质量低，板角焊缝焊脚高度不足，缘板与中幅板焊缝由伸缩焊缝改为搭接焊缝等问题。抗风圈处壁板腐蚀油罐基础无凹陷,边缘板无悬空,但散水坡破损、开裂严重。喷淋管线上加固圈的对接焊缝普遍开裂。由于外置的抗风圈无排水坡度，所以使雨水和喷淋水流入保温层，造成抗风圈上的部分保温岩棉尘化，抗风圈和罐外壁腐蚀，温棉固定钢带严重腐蚀失效，部分保温层防护板固定铆钉脱落或者没有固定在圈梁上。2.3腐蚀状况罐外壁板在抗风圈位置，有大量蚀坑和腐蚀沟槽。4号油罐在2006年改装内贸燃料油，因硫含量及水含量远较柴油高，因此，此罐所受化学腐蚀比3号罐相对严重的多，其外置式抗风圈处已多处出现穿孔泄漏，如照片所示。2.4油罐主体无损检测报请市技术监督局专业人员，对3号、4号两座油罐进行了罐底板、罐壁板和罐5顶板的无损探伤检测，详情请见附录的检测报告。经过技监部门检测及开罐后现场实测检查，两罐底板及边缘板锈蚀尚不严重，技监部门意见是两年内再进行专门检测。3.维修及改造内容：维修按SY/T5921的要求，本着安全可靠、能正常使用、经济合理的原则对所发现的影响油罐安全运行的缺陷进行处理。3.1罐壁板的维修及抗风圈改造两座油罐原来均为外置抗风圈，经20年使用，外置抗风圈特别是其上部，因积水，造成多整个周长上全部出现锈蚀，4号罐多处出现锈蚀穿孔泄漏，只能半载使用。维修方案中，将原抗风圈及其上下各500mm罐壁板及其上的抗风圈角钢逐块割下，每块2000*1000米，每次割下一块旧板，同时换上一块新钢板，并在罐内壁上焊上新的角钢抗风圈，即将原来的罐外安置的抗风圈改造成罐内安置，这样可以避免在罐外受到腐蚀，保证罐外保温层铝板平整顺滑。更换原抗风圈处壁板由于罐体材质的强度级别和焊接裂纹敏感性较高，经过近20年的使用后，局部腐蚀严重，腐蚀性介质和产物渗入夹层和裂纹中，焊接时材料的氢致开裂敏感性增加，因此，对修复焊接工艺要求较高。修复时主要考虑提高焊缝区的韧性,降低焊接开裂的敏感性，故采用J422焊条手工焊，焊前预热至250～300℃，焊后保温缓冷，焊接试板评定的各项力学性能和理化指标完全合格。对局部腐蚀较严重的壁板，采用补强板修复壁板，除严格执行焊接工艺外，控6制一次修复的总长度不超过500mm，以免造成罐壁的严重变形。焊接完成后国，锐角修钝，经渗透探伤检查合格。3.2罐底板的维修油罐罐底中幅板设计厚度8毫米，实测厚度最小7毫米，目前没有维修的必要，要求每两次一次进行检测及测厚。3.3加温系统的改造3000立方米油罐，原来的加温管是25m2加温面积，改造完成后，将作为燃料油的调和油罐使用，因此，要求增加加温面积，采用环形加温管布置，加温面积增加到90m2，能够满足实际使用中，采用高粘油调和常用燃料油的需要，增值效果十分显著，对促进业务转型、增加运动粘度较大的内贸油品种提供了有力支持。3.4增加侧入式搅拌器作为使用单位，原计划在改造时，在油罐顶中央位置安装一台插入式罐顶搅拌器，能达到最好的搅拌效果。油罐罐底中幅板设计厚度8毫米，实测厚度最小7毫米，设计院意见，罐底板的厚度不足以支撑油罐顶中央插入式罐顶搅拌器的重量及使用时的振动，不能安装顶入式搅拌器。技监局对罐壁板进行了测厚，重点是最下一圈罐壁板进行测量，最下一层板设计厚度12mm，经超声波测量，最大一处减厚1.5mm。开罐后进罐检查，发现最下一层板总体状况正常，锈蚀不严重，罐内壁板没有出现蚀孔。因此设计院确定罐体状况具备在最下一层壁板上安装侧入式搅拌器的条件。经本人了解，根据实际要调和的油品的种类及运动粘度，选择了江阴市苏峰石化机械厂的SFC-22型侧向伸入式搅拌器，电机功率22KW，适用搅拌油品的运动粘度小于300CST，能够满足业务需要，其重量每台1.2吨，最下一层壁板目前的状况能够承受其重量，并在罐外进行支撑。两台搅拌安装轴线对准油罐中心点，夹角45度，并上仰5度。3.5防腐这两座油罐建成于1993年，当时受现场条件限制，罐体没有进行防腐处理，这也是造成同期建成的四座油罐，都在抗风圈处出现不同程度腐蚀穿孔泄漏的原因之一。因此，笔者在向设计院提出设计意见书时，要求对油罐的内部，从罐顶、罐壁7板到罐底板，进行全面的防腐处理，对防腐涂层的涂装，按照GB8923-1988《涂装前钢材表面腐蚀等级和除锈等级》对金属进行喷砂处理,喷砂质量达到Sa2.5级。涂料选用导静电的环氧基涂料，采用喷涂法辅助刷涂法施工。第1、2道底漆总厚度为80～95μm,第3～6道面漆总厚度为150～200μm。4.结论：本工程的实施，不仅通过维修解决了油罐存在的安全隐患，而且将原外置抗风圈改造后安装在油罐内壁，避免了抗风圈位置再出现锈蚀。根据检验和维修结果，经技监部门评定，两座油罐虽然已使用了20年，但经过此次的检测和大修后，可以正常使用，下次检测周期为两年。两座3000立方米油罐完成维修及改造工程后，经过一年多时间的使用，能够满负荷运行使用，消除了原有的安全缺陷，新安装的新型结构的加热管加温效果显著改善，侧入式搅拌器的使用，满足了公司新增多品种调和油品的需要，使用方便，与原来使用的压缩空气搅拌方式相比，大大节省了能源，减轻了工人劳动强度，经济增值效果十分显著，作为此次油罐维修改造工程的一个重要成果，