鋼制形立式儲罐綜合檢測方法

作者：鈞測檢測　發(fā)布日期：　瀏覽次數(shù)：

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

【關(guān)鍵詞】：立式儲罐；超聲波檢測；射線；表面；特點

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

檢測過程主要有以下方面:

一、罐體板材坡口及外觀檢測

板材在完成坡口的加工后需要對坡口進行著色滲透檢驗。這個過程主要針對于坡口在機加工過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)別所以在檢測過程中要根據(jù)不同規(guī)格板材做出相應的檢測。主要檢測缺陷應當針對機加工過程所容易產(chǎn)生的硬性外傷害以及坡口斷層。

如若發(fā)現(xiàn)缺陷當進行補強直至缺陷消失。另外為明確受檢消防水罐罐體板材損傷狀況，現(xiàn)場應對消防水罐罐體進行損傷調(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、儲罐壁板的焊縫檢測

一般鋼制立式儲罐組裝分為正裝和倒裝兩種組裝方式，對于無損檢測來說相對比較困難的則是正裝方式。因為倒裝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，便于檢測作業(yè)，而正裝罐的檢測會隨著儲罐壁板的焊接逐漸升高，使得檢測作業(yè)的操作空間也會逐步升高至每一圈焊縫處，這樣將會減小操作空間，增加無損檢測作業(yè)的困難。

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

在現(xiàn)場檢測過程中如果發(fā)現(xiàn)缺陷，要及時分析缺陷產(chǎn)生的原因和缺陷產(chǎn)生的過程，并將分析結(jié)果通知建設單位避免缺陷的連續(xù)。如果檢測發(fā)現(xiàn)根部存在未焊透缺陷，需要將焊縫采用砂輪機打開，待后期處理后對新焊縫重新進行檢測。

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(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焊接過程中打底焊接時熔池深度不夠和焊接速度過快導致，發(fā)現(xiàn)此類缺陷后，不但需要將維修位置重新進行檢測并現(xiàn)場一一標出，還需要對罐體的焊縫增加檢測數(shù)量和擴大檢測范圍，以達到控制質(zhì)量的目的。

三、儲罐底板焊接檢驗

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

1、常規(guī)無損檢測方法

目前，對儲罐底板的無損檢測方法主要有:超聲波、渦流、滲透、聲發(fā)射和漏磁等檢測方法其中最常用的超聲波測厚檢測、滲透和磁粉探傷檢測，這幾種檢測方法，長期使用以來發(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發(fā)現(xiàn)，存在事故隱患不能及時預報、評估和處理。

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

2、漏磁檢測基本原理

漏磁檢測法，主要檢測裂紋、銹蝕、斑點等局部缺陷。其基本原理是：通過外加強大的磁場對鐵磁性材料進行磁化，當被磁化的鐵磁性材料存在缺略時，即在材料表面形成漏磁場，通過磁敏檢測元件檢測到漏磁場電流或電壓大小，反映出缺陷的大小和位置。

3、漏磁檢測方法簡介

①檢測數(shù)據(jù)采集

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

②漏磁掃描檢測儀檢測原理

漏磁掃描檢測儀檢測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。而采集的數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)之差絕對值大小能反應缺陷深度。

③漏磁檢測數(shù)據(jù)分析

采集數(shù)據(jù)后，通過檢測數(shù)據(jù)與一系列對應于不同深度的標準缺陷數(shù)據(jù)進行比較，即可實現(xiàn)缺陷的量化。每次檢測開始前，首先由用戶設定待測底板的厚度值及缺陷深度報警閥值，然后由單片機查找FALSH里儲存對應板厚的閥值數(shù)據(jù)。

④漏磁掃描檢測儀數(shù)據(jù)采集分析軟件

MaqneScan檢測工具收集到的檢測數(shù)據(jù)要進行三個階段的處理和分析

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)，實時顯示采樣數(shù)據(jù)以及在掃描結(jié)束時采集并保存數(shù)據(jù)等工作完成，然后現(xiàn)場可以對數(shù)據(jù)進行一個初步分析。

第二階段：詳細數(shù)據(jù)分析

漏磁探頭對儲罐底板進行掃查，傳感器陣列輸出的漏磁檢測信號經(jīng)過疊加、放大和濾波等預處理后，由數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，并經(jīng)電腦進行分析處理，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、缺陷識別和量化分析。

第三階段：質(zhì)量保證和最終報告

經(jīng)過數(shù)據(jù)的詳細等級評價和分析，最終給出詳細、專業(yè)、權(quán)威的檢測報告。其采集圖譜主要如下：

圖一：底板采集圖譜

對底板的相連接的焊縫的檢測方法：

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方法根據(jù)焊接方法的不同其檢測方法也各有不同，以本次檢測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

具體檢測方法如下：

1、儲罐底板與壁板的連接焊縫的檢測方法

根據(jù)儲罐底板與壁板所采用的連接的焊縫方法，其焊縫的檢測方法則最適合的就是滲透檢測法，因此種不受工件幾何形狀和缺陷方向的影響，只需要進行一次檢測就可以完成對缺陷的檢測，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，在毛細作用下，經(jīng)過一定時間，滲透劑可以滲入表面開口缺陷中；去除工作表面多余的滲透劑，經(jīng)過干燥后，再在工件表面施涂吸附介質(zhì)--顯像劑；同樣在毛細作用下，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)，從而探測出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。

對儲罐底板與壁板角焊縫根據(jù)檢測標準一般采用100%的滲透檢測，其具體圖片如下所示。

滲透檢測

圖三：現(xiàn)場滲透檢測照片

2、儲罐底板的對接焊縫的檢測方法

本次檢測的消防水罐設有邊緣板和中腹板，它們之間的連接一般采用對接焊，在儲罐施工時如出現(xiàn)未焊透、未熔合、有氣孔等缺陷時，在后續(xù)使用過程中，由于液體容量等變化就會產(chǎn)生裂紋等情況，而使液體流出，造成經(jīng)濟損失，對此焊縫一般采用超聲波探傷檢測的方法，此方法超聲波探傷是利用材料及其缺陷的聲學性能差異對超聲波傳播波形反射情況和穿透時間的能量變化來檢驗材料內(nèi)部缺陷的無損檢測方法。脈沖反射法在垂直探傷時用縱波，在斜射探傷時用橫波。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，以橫坐標代表聲波的傳播時間，以縱坐標表示回波信號幅度。對于同一均勻介質(zhì)，脈沖波的傳播時間與聲程成正比。因此可由缺陷回波信號的出現(xiàn)判斷缺陷的存在，又可由回波信號出現(xiàn)的位置來確定缺陷距探測面的距離，實現(xiàn)缺陷定位。通過回波幅度來判斷缺陷的當量大小。

根據(jù)相關(guān)檢測標準對罐底板內(nèi)邊緣板對接焊縫進行100%超聲波探傷檢測。

四、罐底角焊縫和儲罐外部連通管線的檢測

儲罐底邊緣板和儲罐壁板之間連接處的角焊縫是整個罐體的最后焊接部位，并且分為罐內(nèi)角焊縫和儲罐外角焊縫，由于儲罐制作安裝過程的限制，無法進行角焊縫的射線檢測因此對于罐底的內(nèi)、外角焊縫分別進行100%的表面磁粉檢驗，因為罐底角焊縫是最后一道焊接工序因此在焊接過程中將受到很大的內(nèi)應力，使得角焊縫處多發(fā)應力裂紋和表面缺陷，檢測過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，當發(fā)現(xiàn)表面或者近表面產(chǎn)生危害性缺陷的時候要立即通知建設單位對缺陷部位進行維修處理，并且在處理完成后重新進行檢驗。儲罐與外部連通的管線根據(jù)不同的作用分為進出口管線，消防管線，排污管線等分類，每種管線依據(jù)不同的驗收規(guī)范采取不一樣的檢測標準和檢測方法。

五、出具檢測報告

報告內(nèi)容：

①罐體板材坡口及外觀檢測報告；

②罐底板與壁板的內(nèi)角焊縫滲透探傷檢測報告；

③罐底板的內(nèi)邊緣板的超聲波探傷檢測報告；

④罐底板腐蝕情況整體圖；

⑤罐底板腐蝕嚴重板匯總圖；

⑥罐底板腐蝕缺陷彩色帶圖。

六、幾種不同的檢測方法的應用區(qū)別及結(jié)論

射線檢測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，但是射線檢測的成本和資源需求比較大。

超聲波檢驗也能夠發(fā)現(xiàn)焊接接頭內(nèi)部的缺陷但是它尤其針對于內(nèi)部層狀，對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。

磁粉檢測能夠發(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，而且需要很好的光照條件。