稀油密封干式燃气储气罐的安全检测与评估

作者：刘应平陈翠梅霍臻阳绍武　　评论：　更新日期：2012年05月10日

摘要：介绍了12×10⁴m³稀油密封干式燃气储气罐的安全检测方法，分析了该储气罐焊缝开裂和密封油外泄漏的原因，提出了相应的大修方案。

关键词：干式储气罐；裂缝；泄漏；安全检测；安全评估

1 燃气储气罐的基本状况

某钢厂12×10⁴m³燃气储气罐为稀油密封干式储气罐，储存焦炉煤气。其本体是一个断面为正20边形的正多边形筒体，主要由立柱、侧板、底板、活塞、罐顶、外部回廊及走梯组成，以各回廊平台作为分界线，从下至上分为6层。

燃气储气罐建于1994年，设计压力为6.86kPa，工作压力为4.90kPa，1号和11号立柱分别位于南北方向。2000年罐体陆续出现密封油泄漏，最初呈点状，局部发生。2003年后，立柱左右侧焊缝呈线状撕裂，油气泄漏加剧。活塞的导轮、导向滑块出现了磨损，活塞整体出现了一定的倾斜、偏移、扭转。泄漏点出现以来，厂方一直采取补焊的方法进行处理，对导轮进行了局部调整，但效果不佳，补焊后的焊缝重新开裂，且焊缝开裂现象与日俱增，造

成油气外泄严重，储气罐安全运行受到威胁。为彻底解决密封油及燃气泄漏问题，必须查找焊缝开裂原因，并制定出相应的解决方案。

2 主要检测项目的确定

我国目前还没有关于燃气储气罐的检测规程，实际工作中采取的检测方法和手段由储气罐的具体状况和要达到的目的确定。要想查找焊缝开裂原因，就必须对裂缝及泄漏点进行统计分析，即进行外部宏观检查；储气罐运行逾10年后，罐体有可能发生了倾斜、扭转、沉降不均匀等现象，必须对罐体进行变形测量；焦炉煤气可能对活塞有腐蚀作用，有必要对活塞进行壁厚测定；立柱导轨是由宽为236mm、厚为20mm、长为8m的钢板焊接而成，母材本身及焊缝有可能存在缺陷并形成漏油通道，需进行无损检测；储气罐的运行实际就是活塞的上下运动，29个活塞导轮与导轨的接触状态是本次检测必须进行的项目；为了防止燃气内泄漏，需检查活塞油封和倾斜度^[1]。

3 检测结果及分析

3.1 外部宏观检查

在储气罐外部回廊平台上对储气罐外部裂缝及密封油漏油部位进行了检查，发现有如下特点：

① 漏油部位主要分布在立柱右侧，密封油沿外部工字钢、导轨、侧板交接处的沟槽向下流淌。漏油较严重部位集中在6号至14号立柱之间，即西北方向。

② 油痕起点均为相邻侧板连接端点，部分侧板连接端点只在局部发生渗漏，而没有形成向下流动的油痕。

③ 裂缝主要存在于立柱工字钢与导轨交接处，部分裂缝处没有漏油。

3.2 变形测量

变形测量工作的技术依据为国家标准《工程测量规范》(GB 50026—93)。采用假设坐标系和老吴淞高程系。

① 基础沉降测量

基础沉降采用精密水准方法进行测量，使用N3精密水准仪配2m长的精密水准标尺按二级变形测量要求进行测量。沉降测量高程起算点为厂区一级电磁波测距导线点，高程等级为四等水准，高程系统为老吴淞高程系。沉降测量部位为储气罐立柱与基础相接处，测量线路为一个闭合环，两次测量的水准高差环形闭合差分别为1.5mm和2.0mm。闭合差按测站分配后测量结果为：相邻立柱间沉降量差值最大为9mm，6号至14号立柱处于负偏差。按设计要求，相邻测点间基础上表面标高距基准点误差为±5mm。因此，基础有轻微的不均匀沉降。

② 平面位移测量

为统一各点的测量结果，确保测量的精度，测量前先在地面建立了测量基准控制网。测量基准控制网由6点组成。基准控制网角度测量3测回，边长往返测量各3测回，控制网平差计算采用商用软件“NASW工程测量控制网微机平差系统”进行。在基准测量控制点的基础上采用极坐标法测量各位移点的坐标。

利用测量结果用拟合法计算了储气罐各层圆心坐标、半径及其精度。利用测量数据计算出储气罐各立柱在切线和中心线方向上的偏移量(扭转)及偏移方向。其结果为：

a. 储气罐体圆心坐标x最大最小较差为25mm，坐标Y最大最小较差为17mm，半径最大最小较差为19mm。

b. 储气罐1～6层相邻各层之间中心偏移距离分别为4.3、2.8、7.1、12.10、9.5mm，总体几何中心位移为28.7mm，倾斜角度为0°1’14”，方向朝8号、9号立柱之间，即西北方向，这与基础沉降量测量结果基本一致。各层之间及总体中心位移均小于0.1%，因此几何中心位移在允许的范围内。

c. 从第1层到第6层，同一层直径相差最大值分别为16、33、46、45、52、50mm。罐体有椭圆变形，8号-18号立柱为椭圆短轴方向，3号-13号立柱为椭圆长轴方向。

d. 立柱切向方向偏移均是逆时针方向，偏移较大的有：11号立柱为67.5mm，16号立柱为79.2mm。立柱径向方向偏移既有向罐心方向也有向罐外方向，偏移最大者为19号立柱，第6层偏移为53.4mm，向罐心偏移。

3.3 壁厚测定和无损检测

① 为了检查活塞壁板的腐蚀及侧板的磨损状况，对这两部分进行了壁厚测定抽查，结果显示无异常减薄，壁厚测量合格。

② 在储气罐每层外部回廊上，去除油污后，用裂纹电磁指示仪及磁轭探伤仪对立柱左右相连的焊缝进行了表面裂缝检测，共发现28条裂缝，总长约28m。

③ 为检查立柱导轨的完整性，在储气罐内活塞上对导轨进行了磁粉和超声波无损检测，结果没有发现超标缺陷。

3.4 导轮导轨检测

在储气罐内活塞上对导轮导轨接触状况、导轨上的轮压痕轨迹进行了检测。根据实际生产使用情况，选取了具有代表性的5×10⁴、7×10⁴、9×10⁴、10×10⁴m³的位置进行了检测。有6个导轮组的下导轮与导轨不接触，最大误差为12mm；6个导轨上的轮压痕轨迹局部扭曲或变宽；7个导轮导轨倾斜接触。这说明在活塞升降运动中活塞桁架受力不均匀。

3.5 活塞油封和倾斜度测量

适当的活塞油沟油位能保障储气罐内密封性，超标的活塞倾斜度会导致活塞升降不正常，甚至引发事故。油封和倾斜度测量也是操作人员日常检查的内容。本次在5×10⁴、7×10⁴、9×10⁴、10×10⁴m³的位置测量的油沟油位为420～510nm，在规定的范围内；4个位置测量的活塞最大倾斜值为82mm，活塞有向15号立柱倾斜的趋势。