30000m3 低温液氨储罐的开罐检测
张晓东 潘明 陆黎锋
中国空分工程有限公司 浙江杭州 310051
低温液氨库区位于广东省湛江港,库区内有 2 座 30000 m3的双壁低温液氨储罐和 2 台 2000 m3常温球罐,2001年 9 月开始项目建设,2004年4月正式投产使用。至2020年,2台低温液氨储罐已运行16年,目前装置整体运行平稳、可靠,装置各项指标、运行参数均能达到设计及运行要求。然而T-101B(30000m³)低温液氨储罐在连续运行多年后出现珠光砂局部沉降、储罐局部漏冷、部分管线和阀门也存在冷泄漏问题。基于安全、环保、节能原则,对T - 101B储罐进行开罐检测,对低温储罐各项检测,依据检测结果判断各部件是否需要修复,从而确保储罐安全稳定运行。
1、检验内容
本次开罐检验项目包括:宏观检查,超声波测厚,焊缝无损检测、内罐底板腐蚀状态漏磁检测、外罐底板漏磁检测、高频导波检测、罐体3D扫描检测和基础沉降检测。
1.1宏观检查
宏观检查以目视为主,对于部分特殊检测内容借助5~10倍放大镜、检验锤等辅助工具,检查项目应符合SY/T 6620附录C要求,主要包括:
(1)储罐基础有无明显下沉
(2)承台(混凝土环墙)有无开裂、碎石或其他损伤
(3)罐体与基础间密封有无损伤
(4)防静电接地设施有无损坏
(5)地脚螺栓腐蚀、损伤状况
(6)罐体外部底板边缘腐蚀情况
(7)罐体涂层有无变色、脱落、起皮或破损等状况
(8)罐体有无凹陷、鼓包或其他变形
(9)储罐罐体是否有明显腐蚀或损伤(特别注意第一层和最上层壁板)
(10)罐体焊缝有无开裂或渗漏痕迹(特别注意罐壁与罐底间的角焊缝、下部二圈壁板及最上部一圈壁板的纵、横焊缝以及进出口接管与罐体的连接焊缝)
(11)罐体有无明显倾斜或变形(可能需要测量垂直度或圆度)
(12)壁板、顶板和底板锤击检查,有无异常声响(可能有明显减溥或腐蚀)
(13)盘梯及其护栏、罐顶护栏涂层有无变色、脱落、起皮、破损,母材有无腐蚀和损伤
(14)盘梯与罐体连接焊缝部位腐蚀、开裂或渗漏迹象
(15)接管、人孔和补强板开裂和泄漏迹象
(16)法兰和螺栓周围泄漏迹象
(17)进出口阀门、人孔、清扫孔的紧固件是否牢靠
(18)呼吸阀是否有异物堵塞
(19)罐顶积水痕迹
(20)固定部件、支架、支柱下面的垫板有无开焊或损伤
(21)储罐内部排液槽有无异常(减薄、腐蚀、开裂、渗漏)
1.2壁厚测定
壁厚测定采用超声波测厚仪和自动爬行超声波检测仪,以检测储罐钢板是否存在因腐蚀导致的壁厚减薄现象。
1.2.1 测定部位
(1) 储罐顶板:每块板应至少选取2个检测点,重点针对宏观检查中发现的明显腐蚀区域或可疑部位进行测定。
(2) 储罐壁板:内外筒体第一、二层壁板每板测定5点,内筒体其他各层壁板测定2点;其他各层内外筒体采用自动爬行超声波检测仪沿0度、90度、180度、270度4个方位测定4条母线。
(3)内外筒体壁板上接管,每个接管上下左右各测1点,共4点。
1.2.2 超声波测厚仪测点布设:
① 按排版的每块板布点;
② 按每块板的局部腐蚀深度布点;
③ 按点蚀布点。
前两种情况用于检测每块钢板及每个腐蚀区域的平均减薄量,第三种情况则用于检测腐蚀严重区域的腐蚀深度。测定后需进行标注并记录结果。如果壁厚检查发现异常,应在异常点周围增加检测点,以确保准确掌握壁厚的实际情况。当母材存在夹层缺陷时,应增加测定点或使用超声波探伤仪来查明夹层的分布情况及其与母材表面的倾斜角度。
1.3 罐底板腐蚀状态漏磁检测
采用漏磁扫描仪对内罐底板以及内外壁之间的外罐底板(障碍部位除外)进行腐蚀状况的扫描检测。内罐底板采用自动漏磁检测仪,而外罐底板则使用手动漏磁检测仪。对于检测中发现的当量深度大于或等于40%的腐蚀点,需详细查明其大小、深度、具体位置,并进行标注和记录。
1.4 外罐边缘板高频导波检测
采用高频导波检测仪对外罐与内罐之间的夹层进行高频导波检测抽查,从外向内进行,以评估外罐底板的腐蚀状况。
1.5 焊缝表面检测
1.5.1 检测部位
内外罐一二层壁板纵环焊缝、大角焊缝、边缘底板对接焊缝,壁板与大型接管的连接焊缝,在罐内进行检测。
1.5.2 检测方法
优先采用荧光磁粉检测,无法实施磁粉检测的可采用渗透检测。
1.5.3 检测比例
内罐100%,外罐20%。
1.5.4 合格判定标准
磁粉检测以NB/T47013.4 Ⅰ级为合格,渗透检测以NB/T47013.5 Ⅰ级为合格。
1.6 焊缝超声波测
1.6.1 检测部位
内罐下部两圈壁板纵焊缝、丁字焊缝。
1.6.2 检测比例
纵焊缝检测长度应不小于检测焊缝总长的10%,丁字焊缝则需进行100%检测。
1.6.2 合格标准
以NB/T47013.3 Ⅱ级为合格。
1.7 焊缝真空试漏检测
内罐底板所有焊缝(包括大角焊缝)进行100%真空试漏检测,试验压力不小于53KPa,以无泄漏为合格。
1.8 罐体3D扫描检测
采用三维激光扫描测量仪对内罐进行3D扫描,确定罐体变形(包括内罐圆度和垂直度)情况。
1.9 储罐基础沉降检测
如果储罐基础设有沉降检测点,应使用水准仪对储罐基础的沉降情况进行检测。若现场保留了检测基准点,则测定具体的沉降数值;若现场未保留检测基准点,则测定相对沉降值,并据此判断是否存在非均匀沉降或倾斜现象。
2、检验结果
2.1、宏观检查:宏观检查:多个地脚螺栓存在锈蚀现象;环墙表面存在局部介质泄漏痕迹;外罐罐壁外部涂层存在局部破损现象;外罐罐顶外部涂层存在局部破损现象;沉降观测点存在局部缺失情况;
2.2、超声波测厚:对外罐各层壁板、外罐顶板、内罐各层壁板、内罐接管进行超声波测厚抽查,外罐各层壁板最小测厚值分别为:12.7/12.7/11.8/11.7/11.7/11.7/10.6/10.7/9.7/9.7mm,外罐顶板最小测厚值为8.6mm,未见异常;内罐各层壁板最小测厚值分别为:22.0/20.1/17.8/15.0/13.3/11.0/9.0/8.4/8.1mm,未见异常;内罐接管最小测厚值分别为:6.3/10.3mm;
2.3、漏磁检测:对内罐底板(障碍处除外)进行漏磁检测抽查,未发现当量腐蚀深度≥40%的缺陷;
2.4、超声导波检测:对外罐20块底板边缘板进行高频导波抽查,所检部位未见异常;
2.5、基础沉降点检测:每10m弧长内任意两点的高差不大于12mm,基础沉降在可接受范围内;
2.6、罐体变形检测:对内罐进行三维空间数据扫描,罐壁圆度和垂直度未见明显异常;
2.7、真空试漏检测:对内罐底板焊缝进行真空试漏检测,所检部位无渗漏。
2.8、磁粉检测:所检部位未发现相关磁痕显示;
2.9、超声检测:所检部位未发现可记录缺陷;
3、结论
储罐宏观检查发现的缺陷修复后重新投用,对无损检测发现的缺陷部位进行补焊、打磨、刨光等处理。低温储罐本体钢板并未发生壁厚减薄的情况,但是部分管线由于液体的冲刷壁厚减薄较大,进行了更换,开罐检修工作以及后续的修复工作,保证了低温液氨储罐的安全生产和平稳运行的要求。
储罐在长期运行过程中,由于内部液氨的化学性质、外部环境因素以及运行压力等多种因素影响,各个部件可能会出现不同程度的损坏或性能下降。例如,珠光砂沉降可能影响储罐的保温性能,导致局部漏冷现象加剧;液位计不准可能影响对液氨储量的准确判断,进而在操作过程中产生安全风险。因此,开罐检测对于及时发现潜在问题、保障储罐的长期安全运行具有至关重要的意义。