郭忠明 郭清妙 杜偉 王國祿 劉春

中國石油吐哈油田分公司

摘要：原油儲罐作為油氣儲運行業(yè)的關(guān)鍵設施，事關(guān)國家能源供應和周邊環(huán)境安全。本文聚焦聲發(fā)射檢測技術(shù)在原油儲罐安全評估中的應用，介紹了該技術(shù)的原理與優(yōu)勢、檢測過(guò)程及在不同容量原油儲罐中的應用實(shí)例。通過(guò)對10000 m³和20000 m³ 原油儲罐的現場(chǎng)檢測，結果表明聲發(fā)射檢測技術(shù)能夠有效識別儲罐的腐蝕情況，前者罐底存在輕微局部腐蝕，依據相關(guān)標準其安全評估結果為Ⅲ級；后者安全評估結果為Ⅱ級�；�于此，提出了科學(xué)合理的后續檢測或維修建議。該技術(shù)實(shí)現了儲罐的不停產(chǎn)在線(xiàn)檢測，減少了經(jīng)濟損失，為儲罐的安全管理提供了科學(xué)依據。

關(guān)鍵詞：原油儲罐；聲發(fā)射檢測技術(shù)；安全評估；腐蝕檢測；在線(xiàn)檢測

在油氣儲運系統中，原油儲罐作為儲存原油的關(guān)鍵設施，其安全穩定運行直接關(guān)乎整個(gè)油氣產(chǎn)業(yè)鏈的持續發(fā)展。隨著(zhù)原油儲罐服役時(shí)間增長(cháng)以及復雜的儲存環(huán)境影響，腐蝕問(wèn)題成為威脅儲罐安全的重要因素[1]。傳統檢測手段在面對儲罐腐蝕檢測時(shí)存在諸多局限，難以滿(mǎn)足當下對儲罐高效、精準檢測的需求。聲發(fā)射檢測技術(shù)憑借獨特優(yōu)勢，在油氣儲運安全領(lǐng)域的應用逐漸深入，是原油儲罐腐蝕檢測可靠的技術(shù)路徑[2]。

1  聲發(fā)射檢測技術(shù)原理與優(yōu)勢

1.1  技術(shù)原理

聲發(fā)射現象源于材料在受力或內部結構變化時(shí)，以彈性波形式釋放應變能[3]。在原油儲罐中，腐蝕、裂紋擴展等損傷會(huì )引發(fā)材料內部應力重分布，進(jìn)而產(chǎn)生聲發(fā)射信號。聲發(fā)射檢測技術(shù)通過(guò)在儲罐外壁合理安裝傳感器，接收這些信號，并對信號的撞擊數、幅值、能量等特征參數進(jìn)行采集、分析和處理。例如，撞擊數反映聲發(fā)射源活動(dòng)頻繁程度，幅值與聲發(fā)射源強度相關(guān)。依據這些參數，可對聲發(fā)射源的位置、類(lèi)型及嚴重程度進(jìn)行判斷，從而評估儲罐的腐蝕狀況。

1.2  技術(shù)優(yōu)勢

聲發(fā)射檢測技術(shù)可實(shí)現儲罐在線(xiàn)檢測，無(wú)需停產(chǎn)�？纱蠓鶞p少因停產(chǎn)檢測導致的經(jīng)濟損失，保障生產(chǎn)計劃順利推進(jìn)；在儲罐正常運行時(shí)察覺(jué)潛在安全隱患，為企業(yè)安全生產(chǎn)保駕護航。二是與傳統檢測方法相比，能對儲罐整體進(jìn)行檢測。通過(guò)合理布置傳感器，全面獲取儲罐各部位聲發(fā)射信號，進(jìn)而對儲罐安全狀況進(jìn)行綜合評估。三是該技術(shù)具有極高的靈敏度，能夠捕捉到儲罐材料內部極其微小的應力變化所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，為及時(shí)發(fā)現并處理潛在隱患爭取寶貴時(shí)間，有效避免缺陷進(jìn)一步發(fā)展為嚴重的安全問(wèn)題。四是采用非接觸式的檢測方式，無(wú)需與儲罐表面直接接觸，既保證了檢測工作的順利進(jìn)行，又保障了檢測人員和設備的安全。

2  檢測過(guò)程

2.1  傳感器安裝

在距離罐底0.5 m的儲罐外壁均勻選定12個(gè)位置，打磨出Φ30 mm 顯露金屬光澤區域，用于安裝傳感器，且傳感器沿圓周方向均勻分布。打磨作業(yè)旨在確保傳感器與儲罐外壁良好耦合，保證聲發(fā)射信號有效傳輸。均勻布點(diǎn)可全方位接收信號，避免檢測盲區，提升檢測準確性。

2.2  通道連接與靈敏度標定

完成各通道連接后，設置采集程序并對各通道進(jìn)行靈敏度標定。靈敏度標定是確保檢測數據可靠性的關(guān)鍵環(huán)節，它使傳感器在不同環(huán)境條件下都能精準檢測聲發(fā)射信號，明確各通道對信號的響應能力，為后續數據采集和分析筑牢基礎[4]。

2.3  檢測前準備與監測

檢測前，讓儲罐維持當前液位并穩定72小時(shí)以上，隨后進(jìn)行3小時(shí)以上連續監測。穩定液位可消除液位波動(dòng)產(chǎn)生的干擾信號，確保檢測數據真實(shí)反映儲罐腐蝕狀況。連續監測能獲取充足聲發(fā)射信號，為精確分析腐蝕情況提供豐富數據支持，增強安全評估結果的可信度。

3  應用實(shí)例分析

10000 m³原油儲罐聲發(fā)射在線(xiàn)監測，在罐壁上均勻布置了12只聲發(fā)射傳感器，記錄罐底聲發(fā)射信號活動(dòng)性，僅通道6、8、10、11號分別撞擊了1、5、9、8次。數據顯示，各通道的聲發(fā)射撞擊數處于較低水平，罐底聲發(fā)射撞擊總數僅為23次。從聲發(fā)射檢測結果看，信號源集中在局部，說(shuō)明大部分罐地板區域腐蝕情況相對較輕，或者沒(méi)有明顯的腐蝕活動(dòng)。​

10000 m³儲罐罐底存在輕微局部腐蝕，結合聲發(fā)射信號特征參數分析，依據JB/T 10764―2007《無(wú)損檢測 常壓金屬儲罐聲發(fā)射檢測及評價(jià)方法》標準，其安全評估結果為Ⅲ級。據此，從安全管理及設備維護的角度出發(fā)，建議在2年后再次進(jìn)行儲罐聲發(fā)射檢測，以便及時(shí)追蹤其腐蝕發(fā)展情況；或者選擇開(kāi)罐維修，從根本上消除潛在安全隱患。

同理，再對20000 m³原油儲罐進(jìn)行聲發(fā)射檢測，未發(fā)現明顯腐蝕活動(dòng)，聲發(fā)射信號特征參數整體表現良好，安全評估結果為Ⅱ級。給出3年后再次開(kāi)展聲發(fā)射檢測的建議。

分別對10000 m³原油儲罐和20000 m³原油儲罐進(jìn)行漏磁檢測。前者罐底板被檢區域存在5處局部腐蝕、1處均勻腐蝕，腐蝕情況相對較輕，與聲發(fā)射檢測結果相符。后者未發(fā)現腐蝕，與聲發(fā)射檢測結果一致。

4  結語(yǔ)

聲發(fā)射檢測憑借其技術(shù)原理和獨特的優(yōu)勢，能夠全面、精準檢測不同容量原油儲罐的腐蝕情況，結合標準規定得出科學(xué)合理的安全評估結論，提出后續再檢測和維修維護建議，彌補了傳統檢測方法僅局部檢測的不足，無(wú)需停產(chǎn)實(shí)現了在線(xiàn)檢測，且與漏磁檢測結果的一致性驗證了其可靠性，為原油儲罐安全管理提供了有力的技術(shù)支撐，有效保障了企業(yè)生產(chǎn)安全穩定運行。​

基于此提出如下建議：一是大力推廣聲發(fā)射檢測技術(shù)在油氣儲運行業(yè)的應用，尤其針對大型儲罐，減少停產(chǎn)損失；二是與漏磁檢測等傳統技術(shù)結合，形成 “主輔互補” 的檢測體系，提升評估精準度；三是持續完善相關(guān)檢測標準，加強從業(yè)人員技術(shù)培訓，確保數據解讀的科學(xué)性。

參考文獻：

[1]黃春芳，孫文勇，王富祥.原油儲罐腐蝕失效分析與安全評估 [J].腐蝕與防護，2020，41 (11)：79-84.

[2]周利劍，李自力，孫煥泉.基于聲發(fā)射技術(shù)的原油儲罐底板腐蝕在線(xiàn)監測研究[J].石油化工設備，2019，48 (4)：37-42.

[3]劉時(shí)風(fēng)，杜平安，黃潤秋.聲發(fā)射技術(shù)在金屬材料損傷檢測中的應用研究進(jìn)展[J].材料導報，2019，33 (19)：3268-3274.

[4]孫亮，黃松嶺，趙偉.聲發(fā)射檢測技術(shù)在石油化工設備中的應用及挑戰 [J].化工進(jìn)展，2021，40 (3)： 1636-1644.

作者簡(jiǎn)介：郭忠明，1972年生，高級工程師，1996年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）油氣儲運專(zhuān)業(yè)，工學(xué)學(xué)士，2011年獲長(cháng)江大學(xué)工程碩士學(xué)位，現為吐哈油田油氣儲銷(xiāo)公司一級工程師，研究方向為地面建設和油氣儲運。聯(lián)系方式：18699509533，243057636@qq.com。