鋼制形立式儲(chǔ)罐綜合檢測(cè)方法

作者：鈞測(cè)檢測(cè)　發(fā)布日期：　瀏覽次數(shù)：

摘要：介紹鋼制形立式儲(chǔ)罐綜合檢測(cè)方法的內(nèi)容。根據(jù)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用情況對(duì)儲(chǔ)罐的不同部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)綜合檢測(cè)。并且以 500m3 消防水罐為例，分別分析了射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和表面檢測(cè)的不同技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。并提出了融合多種檢測(cè)技術(shù)的此種儲(chǔ)罐的綜合檢測(cè)和施工流程，對(duì)于新技術(shù)的應(yīng)用做出了分析。有助于推動(dòng)既有儲(chǔ)罐使用過(guò)程中進(jìn)行全面、高效、可靠和全面的安全性檢測(cè)，為我們今后承擔(dān)類似工作總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】：立式儲(chǔ)罐；超聲波檢測(cè)；射線；表面；特點(diǎn)

鋼制圓筒形立式儲(chǔ)罐是油田、輸油站等原油儲(chǔ)存、分離、中轉(zhuǎn)和外輸以及消防等的重要承載容器，設(shè)計(jì)規(guī)模一般為 500-100000m^3，它使用時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)壽命一般為 20 年左右，隨著使用年限的延長(zhǎng)，可能會(huì)出現(xiàn)了不同程度的腐蝕，特別是儲(chǔ)罐側(cè)壁和底板，內(nèi)表面接觸含水存儲(chǔ)介質(zhì)，底部表面又與基礎(chǔ)接觸，是儲(chǔ)罐腐蝕的主要集中區(qū)且長(zhǎng)期承受存儲(chǔ)液體的側(cè)壓力和底部壓力，容易出現(xiàn)裂紋、滲透穿孔、變形等缺陷，因此對(duì)儲(chǔ)罐側(cè)板和底板腐蝕狀態(tài)檢測(cè)是儲(chǔ)罐定期檢修的重要內(nèi)容，隨著科學(xué)的發(fā)展檢測(cè)方法也逐漸增多，以我公司承擔(dān)的輸油站500m3消防水罐為例，介紹相應(yīng)的鋼制立式儲(chǔ)罐的板材表面及相連接的焊縫的腐蝕檢測(cè)方法。

檢測(cè)過(guò)程主要有以下方面:

一、罐體板材坡口及外觀檢測(cè)

板材在完成坡口的加工后需要對(duì)坡口進(jìn)行著色滲透檢驗(yàn)。這個(gè)過(guò)程主要針對(duì)于坡口在機(jī)加工過(guò)程中的硬性損傷以及板材自身的缺陷。由于板材厚度不同所加工的坡口也有單邊和雙邊區(qū)別所以在檢測(cè)過(guò)程中要根據(jù)不同規(guī)格板材做出相應(yīng)的檢測(cè)。主要檢測(cè)缺陷應(yīng)當(dāng)針對(duì)機(jī)加工過(guò)程所容易產(chǎn)生的硬性外傷害以及坡口斷層。

如若發(fā)現(xiàn)缺陷當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)直至缺陷消失。另外為明確受檢消防水罐罐體板材損傷狀況，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)消防水罐罐體進(jìn)行損傷調(diào)查，包括主要罐體壁板及其焊縫外觀，罐體表面涂層氧化銹蝕情況等。

二、儲(chǔ)罐壁板的焊縫檢測(cè)

一般鋼制立式儲(chǔ)罐組裝分為正裝和倒裝兩種組裝方式，對(duì)于無(wú)損檢測(cè)來(lái)說(shuō)相對(duì)比較困難的則是正裝方式。因?yàn)榈寡b罐則每圈壁板的焊縫始終位于第一圈壁板上，高度不變操作空間低，便于檢測(cè)作業(yè)，而正裝罐的檢測(cè)會(huì)隨著儲(chǔ)罐壁板的焊接逐漸升高，使得檢測(cè)作業(yè)的操作空間也會(huì)逐步升高至每一圈焊縫處，這樣將會(huì)減小操作空間，增加無(wú)損檢測(cè)作業(yè)的困難。

以我公司承擔(dān)的輸油站500m3消防水罐為例，該鋼儲(chǔ)罐高度約為10.0m，直徑約為8.9m，儲(chǔ)罐側(cè)壁厚度為6mm。罐底邊緣板焊接完成后即可開(kāi)始儲(chǔ)罐最下一層的壁板的焊接，儲(chǔ)罐的壁板采用Q235合金鋼，在檢測(cè)過(guò)程中根據(jù)《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50128-2005），對(duì)于第一圈和第二圈的環(huán)向和縱向焊縫應(yīng)進(jìn)行100%的射線檢測(cè)。在檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中著重針對(duì)于壁板易產(chǎn)生缺陷位置做出相應(yīng)的重視，例如未焊透和根部未熔合以及裂紋。

在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)缺陷，要及時(shí)分析缺陷產(chǎn)生的原因和缺陷產(chǎn)生的過(guò)程，并將分析結(jié)果通知建設(shè)單位避免缺陷的連續(xù)。如果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)根部存在未焊透缺陷，需要將焊縫采用砂輪機(jī)打開(kāi)，待后期處理后對(duì)新焊縫重新進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果分析一般情況下未焊透缺陷產(chǎn)生的主要原因是由于罐體在安裝施工時(shí)焊接過(guò)程中打底焊接時(shí)熔池深度不夠和焊接速度過(guò)快導(dǎo)致，發(fā)現(xiàn)此類缺陷后，不但需要將維修位置重新進(jìn)行檢測(cè)并現(xiàn)場(chǎng)一一標(biāo)出，還需要對(duì)罐體的焊縫增加檢測(cè)數(shù)量和擴(kuò)大檢測(cè)范圍，以達(dá)到控制質(zhì)量的目的。

三、儲(chǔ)罐底板焊接檢驗(yàn)

儲(chǔ)罐在制作安裝過(guò)程中罐底邊緣板是最先進(jìn)行焊接。特別是罐底板位于最底層，使用過(guò)程中上表面長(zhǎng)時(shí)期接觸含水存儲(chǔ)介質(zhì)，下表面長(zhǎng)期與基礎(chǔ)接觸，是儲(chǔ)罐腐蝕的主要集中區(qū)，因此對(duì)罐底板腐蝕狀態(tài)檢測(cè)是儲(chǔ)罐定期檢修的重要內(nèi)容之一，隨著科學(xué)的發(fā)展檢測(cè)方法也逐漸增多，下面就介紹相應(yīng)的幾種底板焊縫的腐蝕檢測(cè)方法。

1、常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法

目前，對(duì)儲(chǔ)罐底板的無(wú)損檢測(cè)方法主要有:超聲波、渦流、滲透、聲發(fā)射和漏磁等檢測(cè)方法其中最常用的超聲波測(cè)厚檢測(cè)、滲透和磁粉探傷檢測(cè)，這幾種檢測(cè)方法，長(zhǎng)期使用以來(lái)發(fā)現(xiàn)，效率低、缺陷檢出率低，腐蝕和穿孔等缺陷難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在事故隱患不能及時(shí)預(yù)報(bào)、評(píng)估和處理。

然而與這幾種檢測(cè)方法相比，漏磁檢測(cè)具有操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化、直觀、靈敏度高，可告靠性強(qiáng)、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但漏磁檢測(cè)技術(shù)也有其局限性：只適用于鐵磁材料。漏磁檢測(cè)不能檢測(cè)鐵磁材料內(nèi)部的缺陷;不適用于檢測(cè)表面有涂層或覆蓋層的試件，不適合檢測(cè)開(kāi)裂很窄的裂紋，尤其是閉合性裂紋。

2、漏磁檢測(cè)基本原理

漏磁檢測(cè)法，主要檢測(cè)裂紋、銹蝕、斑點(diǎn)等局部缺陷。其基本原理是：通過(guò)外加強(qiáng)大的磁場(chǎng)對(duì)鐵磁性材料進(jìn)行磁化，當(dāng)被磁化的鐵磁性材料存在缺略時(shí)，即在材料表面形成漏磁場(chǎng)，通過(guò)磁敏檢測(cè)元件檢測(cè)到漏磁場(chǎng)電流或電壓大小，反映出缺陷的大小和位置。

3、漏磁檢測(cè)方法簡(jiǎn)介

①檢測(cè)數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)場(chǎng)采用漏磁掃描檢測(cè)器采集數(shù)據(jù)，然后將采集的技術(shù)參數(shù)和相關(guān)圖譜進(jìn)行初步整理和標(biāo)定后安全存儲(chǔ)，以便最終數(shù)據(jù)分析。

②漏磁掃描檢測(cè)儀檢測(cè)原理

漏磁掃描檢測(cè)儀檢測(cè)原理是將采集到的數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)相比較以判斷缺陷有無(wú)。而采集的數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)之差絕對(duì)值大小能反應(yīng)缺陷深度。

③漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

采集數(shù)據(jù)后，通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)與一系列對(duì)應(yīng)于不同深度的標(biāo)準(zhǔn)缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可實(shí)現(xiàn)缺陷的量化。每次檢測(cè)開(kāi)始前，首先由用戶設(shè)定待測(cè)底板的厚度值及缺陷深度報(bào)警閥值，然后由單片機(jī)查找FALSH里儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)板厚的閥值數(shù)據(jù)。

④漏磁掃描檢測(cè)儀數(shù)據(jù)采集分析軟件

MaqneScan檢測(cè)工具收集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)要進(jìn)行三個(gè)階段的處理和分析

第一階段：數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量檢查和初步分析

漏磁數(shù)據(jù)采集部分主要從EPP口讀取數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)顯示采樣數(shù)據(jù)以及在掃描結(jié)束時(shí)采集并保存數(shù)據(jù)等工作完成，然后現(xiàn)場(chǎng)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)初步分析。

第二階段：詳細(xì)數(shù)據(jù)分析

漏磁探頭對(duì)儲(chǔ)罐底板進(jìn)行掃查，傳感器陣列輸出的漏磁檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)疊加、放大和濾波等預(yù)處理后，由數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，并經(jīng)電腦進(jìn)行分析處理，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、缺陷識(shí)別和量化分析。

第三階段：質(zhì)量保證和最終報(bào)告

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的詳細(xì)等級(jí)評(píng)價(jià)和分析，最終給出詳細(xì)、專業(yè)、權(quán)威的檢測(cè)報(bào)告。其采集圖譜主要如下：

圖一：底板采集圖譜

對(duì)底板的相連接的焊縫的檢測(cè)方法：

底板與壁板、邊緣板與中幅板以及邊緣板之間和中幅板之間的相連接的焊縫檢測(cè)方法根據(jù)焊接方法的不同其檢測(cè)方法也各有不同，以本次檢測(cè)的消防水罐底板為例，板底厚度為8mm，罐底板采用11塊鋼板焊接而成，底板平面示意圖如下所示：

圖二：消防水罐底板平面示意圖

具體檢測(cè)方法如下：

1、儲(chǔ)罐底板與壁板的連接焊縫的檢測(cè)方法

根據(jù)儲(chǔ)罐底板與壁板所采用的連接的焊縫方法，其焊縫的檢測(cè)方法則最適合的就是滲透檢測(cè)法，因此種不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響，只需要進(jìn)行一次檢測(cè)就可以完成對(duì)缺陷的檢測(cè)，其原理是工件表面被施涂含有熒光染料或者著色染料的滲透劑后，在毛細(xì)作用下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，滲透劑可以滲入表面開(kāi)口缺陷中；去除工作表面多余的滲透劑，經(jīng)過(guò)干燥后，再在工件表面施涂吸附介質(zhì)--顯像劑；同樣在毛細(xì)作用下，顯像劑將吸引缺陷中的滲透劑，即滲透劑回滲到顯像中;在一定的光源下(黑光或白光)，缺陷處的滲透劑痕跡被顯示(黃綠色熒光或鮮艷紅色)，從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

對(duì)儲(chǔ)罐底板與壁板角焊縫根據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)一般采用100%的滲透檢測(cè)，其具體圖片如下所示。

滲透檢測(cè)

圖三：現(xiàn)場(chǎng)滲透檢測(cè)照片

2、儲(chǔ)罐底板的對(duì)接焊縫的檢測(cè)方法

本次檢測(cè)的消防水罐設(shè)有邊緣板和中腹板，它們之間的連接一般采用對(duì)接焊，在儲(chǔ)罐施工時(shí)如出現(xiàn)未焊透、未熔合、有氣孔等缺陷時(shí)，在后續(xù)使用過(guò)程中，由于液體容量等變化就會(huì)產(chǎn)生裂紋等情況，而使液體流出，造成經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)此焊縫一般采用超聲波探傷檢測(cè)的方法，此方法超聲波探傷是利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對(duì)超聲波傳播波形反射情況和穿透時(shí)間的能量變化來(lái)檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。脈沖反射法在垂直探傷時(shí)用縱波，在斜射探傷時(shí)用橫波。脈沖反射法有縱波探傷和橫波探傷。

在超聲波儀器示波屏上，以橫坐標(biāo)代表聲波的傳播時(shí)間，以縱坐標(biāo)表示回波信號(hào)幅度。對(duì)于同一均勻介質(zhì)，脈沖波的傳播時(shí)間與聲程成正比。因此可由缺陷回波信號(hào)的出現(xiàn)判斷缺陷的存在，又可由回波信號(hào)出現(xiàn)的位置來(lái)確定缺陷距探測(cè)面的距離，實(shí)現(xiàn)缺陷定位。通過(guò)回波幅度來(lái)判斷缺陷的當(dāng)量大小。

根據(jù)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)罐底板內(nèi)邊緣板對(duì)接焊縫進(jìn)行100%超聲波探傷檢測(cè)。

四、罐底角焊縫和儲(chǔ)罐外部連通管線的檢測(cè)

儲(chǔ)罐底邊緣板和儲(chǔ)罐壁板之間連接處的角焊縫是整個(gè)罐體的最后焊接部位，并且分為罐內(nèi)角焊縫和儲(chǔ)罐外角焊縫，由于儲(chǔ)罐制作安裝過(guò)程的限制，無(wú)法進(jìn)行角焊縫的射線檢測(cè)因此對(duì)于罐底的內(nèi)、外角焊縫分別進(jìn)行100%的表面磁粉檢驗(yàn)，因?yàn)楣薜捉呛缚p是最后一道焊接工序因此在焊接過(guò)程中將受到很大的內(nèi)應(yīng)力，使得角焊縫處多發(fā)應(yīng)力裂紋和表面缺陷，檢測(cè)過(guò)程中要十分重視該類型缺陷的產(chǎn)生。

尤其是在表面和近表面的位置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面或者近表面產(chǎn)生危害性缺陷的時(shí)候要立即通知建設(shè)單位對(duì)缺陷部位進(jìn)行維修處理，并且在處理完成后重新進(jìn)行檢驗(yàn)。儲(chǔ)罐與外部連通的管線根據(jù)不同的作用分為進(jìn)出口管線，消防管線，排污管線等分類，每種管線依據(jù)不同的驗(yàn)收規(guī)范采取不一樣的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法。

五、出具檢測(cè)報(bào)告

報(bào)告內(nèi)容：

①罐體板材坡口及外觀檢測(cè)報(bào)告；

②罐底板與壁板的內(nèi)角焊縫滲透探傷檢測(cè)報(bào)告；

③罐底板的內(nèi)邊緣板的超聲波探傷檢測(cè)報(bào)告；

④罐底板腐蝕情況整體圖；

⑤罐底板腐蝕嚴(yán)重板匯總圖；

⑥罐底板腐蝕缺陷彩色帶圖。

六、幾種不同的檢測(cè)方法的應(yīng)用區(qū)別及結(jié)論

射線檢測(cè)主要適用于承壓的主要部位，能夠清晰明確的發(fā)現(xiàn)焊接接頭內(nèi)部的塊狀缺陷，但是射線檢測(cè)的成本和資源需求比較大。

超聲波檢驗(yàn)也能夠發(fā)現(xiàn)焊接接頭內(nèi)部的缺陷但是它尤其針對(duì)于內(nèi)部層狀，對(duì)于層狀缺陷極其敏感，但是超聲波不適用于薄壁材料的檢測(cè)。

磁粉檢測(cè)能夠發(fā)現(xiàn)表面和近表面的缺陷，但是它不能夠?qū)Σ馁|(zhì)內(nèi)部的缺陷作做出清楚的檢測(cè)，而且需要很好的光照條件。