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油罐日常管理中安检技术应用研究

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陈勇李小江曹凤鸣冯格徐梦婷郑贤敏

摘要：油罐在石油化工等领域应用广泛，并且随着石油、天然气等工业的创新与发展，其作为存储设备在工業发展中发挥着愈来愈重要的作用，因此其安全运行也受到社会的密切关注。但随着油罐数量逐渐的增多，使用时间的增长，以及难以避免的腐蚀、自然或人为损坏等原因，油罐泄漏事故频频发生。所以在油罐日常管理中，安全检测的工作的重要性应予高度重视。在油罐泄漏的检测技术及应用中，通过对比和分析各种检测方法的使用时间、采用技术、使用效果等，总结各类检测方法的使用范围及相应的优缺点，为油储企业在日常管理中选择合适的安全检测技术提供参考。

关键词：油罐日常管理安全检测技术对比

中图分类号：P633.6 文献标识码：A

0 引言

油罐在油田、炼油厂、油库等其他工业中，是用来贮存石油及相关产品的重要容器。在企业日常管理中，油罐的安全检测显得尤为重要。油罐体积一般很大，多数在几万立方米[1]，在我国，最大的储罐可达15万立方米。大体积储罐利用传统检修技术检修存在难度高、价格昂贵等问题，这给油储企业的日常管理带来了很大的困难。近年来随着社会经济的发展，很多公司、企业忽略了油罐的泄漏检测环节，导致油罐泄漏事故频频发生。当油罐发生泄露事故，不但会引起经济的严重损失、油品资源的浪费，还会造成环境污染，严重地将会造成大规模的火灾和爆炸。此外，我国石化产业和石油储备基地多设于沿海地区，油罐泄漏可能会造成大量油品入海，形成重大的环境生态安全事故，以及巨大的经济损失。如2007年韩国西海岸漏油事故[2]等。所以，在企业日常管理中的安全检测时，及时有效地对储罐泄漏检测与防护，能够有效防止泄漏事件的发生，减少企业因油罐泄漏造成的经济损失。

1 油罐泄漏的原因分析

目前，油罐泄漏仍是油罐运行过程中存在的较大的问题，立式圆筒形金属油罐是油库中使用最普遍的储油设施[3]。这种储油罐在使用过程中，常见的油罐破损导致漏油的情况简单概括为以下几种。由于各种原因使材质不均匀或含有杂质，钢材料损伤、缺陷[4]。温度变化较大，使罐体的钢板冷脆性变化，油罐部分部位应力改变，使焊接或联合处出现裂缝。储油罐呼吸系统发生故障，如呼吸阀失灵等，导致罐体吸瘪或胀裂。罐体内出现电化学腐蚀;石油及产品中有环烷酸，无机盐，硫化物及微生物对油罐腐蚀等;焊接时出现沙眼或焊缝等。由于油罐阀门冻裂、法兰密封垫损坏、罐壁或者管线腐蚀穿孔等，造成漏油。

以上所列举的泄漏原因中，最频繁发生的是由油罐腐蚀引起的泄漏。据统计，化工厂设备破坏而造成的安全事故60%是由腐蚀引起的[5]，而油罐的各个部位均可能发生腐蚀，并且腐蚀的因素是多方面的。除此之外，腐蚀又是一个较为迟缓的过程，储罐由于长年在自然环境和液位变化条件下运行，不可避免地受到各种损伤。特别是环境中的化学腐蚀和电化学腐蚀所引发的腐蚀穿孔、裂纹扩展以及破裂等，使介质泄漏，引起严重灾害和环境污染，造成人员和财产的巨大损失。如果通过安全检测技术对油罐进行定期检测，及早发现油罐存在的安全隐患，在危险发生的初始阶段就对油罐进行修补和预防，则能极大程度上降低这些隐患转化为事故的概率。因此，油罐安全检测技术对油罐的安全运行、节约资源和保护环境有着重大的意义，储罐检测、修复和安全评定也一直受到国内外有关企业和工程技术人员的重视。此外原油中轻质组分较多，而我国的油罐多处于沿海、西部地域，日照时间较长，昼夜温差较大，从而使油罐呼吸损耗较大，可能导致油罐的泄漏，造成环境污染和巨大的经济损失。虽然这一方面的事故发生频率不及腐蚀引起的，但往往很难检测出来。

2 检测技术分类及简介

2.1 直接与间接检漏法

按检测的方法分类，油罐检测技术可分为间接检测法与直接检测法。

直接检测法，是通过目测、前后对比、仪表显示等直接的方法检测油罐的泄漏。如人工检尺测量是直接测量、油品的液位界面检测、电缆感应检测、基于储运过程采集参数的泄漏检测等。间接检测方法则不是直接在油品上进行检测。例如，声发射检测泄漏技术是利用裂痕中发出的声波绘制成曲线图来检测油罐是否发生泄漏;油罐夹层现代泄漏检测是利用压力的变化来检测。但是将检测方法分为直接与间接检测具有一定的局限性，如传统油罐夹层泄漏的检测方法在此种方法中不能准确划分，而且部分检测方法存在直接与间接检测的并用。按照检测技术时代的差别，划分为传统检测技术与现代检测技术。

2.2 传统与现代检测技术

2.2.1 传统检测技术

传统检测技术虽较落后，但有些传统检测技术仍有它的存在价值，例如人工检尺检测方法具有简单节约、早发现的优点，而油品液位检测等也具有低成本的优点。下面是几种常见的传统检漏方法。

人工检尺测量方法[6]。油罐液位人工检尺测量，是对油罐内的油品的体积和质量测定的一种原始方法。这个方法主要是先去测量油罐内空间的大小，计算出其高度，再测量油罐液面与顶部的距离，计算得到前面测量出的油罐高度与该距离的差值，得到油罐的真实储存量，再对油罐的体积和油罐里面的液体体积进行计算，然后对比得出是否漏油。

该技术可以及时的检测油罐泄漏的原因，预先检测出油罐泄漏的风险，在油罐泄漏的第一时间发现并采取措施，减少危害的蔓延。

油品的液位界面检测[7，8]。为了避免油罐漏油的事故，可对油罐油品的水界面进行检测，放水操作等要精确地计算存量。这种测量方法工作效率不高，误差也比较大，会对油气的运输、油品生产的安全造成不良的意外风险，如油气挥发引发火灾等。

油罐夹层泄漏的检测。对于传统的有夹层的油罐泄漏的检测，主要有干式法（也称传感器法）和湿式法（液媒法）。干式法是一种实时的检测方法，是把完好的液体传感设备分别放在双层油罐立板的底部、管道的最低处以及防渗罐池检测井里，这样的检测方式在国内广受应用;湿式法是要向油罐的夹层中加入溶液，目前常用在玻璃钢、玻璃钢双层罐和撬装式加油站的双层罐，最近几年用于部分双层油罐，应用范围较小，加入的溶液（液媒）一般是20% CaCl水溶液。最后用传感器检测油罐槽的液表面，以此来观察双层罐的完好性。

2.2.2 现代检测技术

现代检测技术大多应用现代新技术与计算机，如基于油气浓度检测、声发射检测等都具有高精準，高效率的特点，从而取代大部分传统落后的检测技术，得到了广泛地应用。下面是几种常见的现代检测技术。

基于油气浓度的检测方法。基于油气浓度的检测方法适用于油罐底部泄漏的状况。泄漏时，油液将首先由油罐底部泄漏处向外扩撒。其核心就是在油罐基础上使用有关的检测设备和技术（声、光、电、磁）对各个收集处的油气浓度进行分时间段的检测[9]，然后分析结果，判断出油罐泄漏情况，如果发生泄漏，则可进一步确定漏油位置。

声发射检测泄漏技术。声发射检测技术主要是利用声学方法和现代信号分析技术[10]，原理是在外力的影响下固体出现形变或断裂，从而引起内部的晶界、晶格错位滑移，有的出现裂痕，从中发出声波，再根据声波的大小、声波的回音来判断材料内部缺陷的大小。利用波形分析和参数分析对信号特征进行探究，高效地分析复合材料损伤及破坏过程[11]。该技术可以用于常压贮罐的底部及各种管道和阀门的泄漏检测等。

现代油品的液位界面检测。现在油品的液位界面检测技术采用机器自动地检测，能够弥补人工检测的不足。自动检测可分为接触式检测和非接触式检测。接触式检测有压力换算法、浮子式液位计法、浮球感应法、光纤传感器、电容法、原油含水测量法等;非接触式则不同，它是采用声波、激光等传播和反射的特点，对油表面进行测量，非接触式方法用于污染性强、腐蚀性强的油产品油气，仪器则有超声波仪表、雷达仪表、外侧液位仪等。

油罐夹层现代泄漏检测。对于有夹层的油罐泄漏的检测，目前有气体充入法、真空泵抽取法[12]等。气体充入法的原理是把氮气加进油罐的双层，再用压力测试仪测试油罐双层的密封性。气体充入法要用到压力变送器、气瓶、引压管等元件，系统里的设备大多很昂贵，设备比较繁杂，日常维护需要专业人士指导引领，一般六个月需要补气一次。还会发生因管路系统的密封性不稳定，压力波动大，结果会有误报的情况发生;真空泵抽取法是把双层油罐的气体用泵来抽取至真空，还要用测量真空度相关的设备仪器来观察油罐夹层的密封性是否完好。

电缆感应检测。如果在油罐的基础上有泄漏的气体，那么肯定会散发油品的气味，通过气味得知油罐的底部的泄漏情况。按照这个道理机制，可以在油罐的罐底设置一个敏感的电缆来进行实时检测，通过检测到泄漏油品气体来发出警报，也可以把测试气体的仪器放在油罐基础上，测试空气中的油气的大小来发出警报。

基于储运过程采集参数的泄漏检测法。统计物料平衡法是一种基于储存和运输时采集参数的泄漏检测方法，它在历史库存数据的基础上，通过对油罐存储和进出油记录统计分析，监测油罐内油品各种参数的动态变化规律，如压力、体积、温度、质量等，利用统计学的知识分析并判断油罐泄漏与否。该方法常与专业的计算机软件相配合，经过分析油罐在预定时间内的进出油、库存数据判断油罐是否发生渗漏。该法满足储罐严密性检测的要求，可以检测到细微的渗漏量。

3 传统与现代检测技术对比分析

油罐泄漏的传统检测技术虽然相比之下较为落后，而且有的已经被淘汰或被新技术替代，但是现在使用的传统检测技术仍然有存在的价值。而现代检测技术虽然拥有科技上的创新，但一些方面仍存在问题，无法满足解决现在诸多频发问题的需要，急需相关的技术改进。各类检测技术的优缺点对照，见表1。

4 油罐日常管理对策

油罐泄漏的检测方法多种多样，但企业在日常管理中实际运用的仅是其中一种或几种。选择合适的检漏方法，不仅可以节约成本且能保证安全效益。例如，现代的油品液位界面检测技术适合用于腐蚀性强、污染性强的油气体，基于储运过程采集参数的泄漏检测方法由于检测的油罐体积较小，不适合我国大型油罐的泄漏检测。声发射技术和漏油感应电缆检测虽然运用科学技术，准确率高，但是成本较高。企业可根据运行周期和不同检测技术的特性，在日常管理中安排不同检测技术的检测频率，达到最优化的管理。

通过对上述各种油罐检测技术的对比和分析，可以根据不同油罐检测技术的特点，吸收传统检测技术的优点，再结合现代检测技术的优点制定一套经济且高效的油罐检测系统。传统检测技术中的人工检尺检测方法容易操作，检测迅速，但在线检测性差，实时性差，受环境波动影响;对油罐的慢性漏油检测不够灵敏，企业可以每天配工作人员对油罐进行人工检测，这种检测方法存在的缺点可以通过结合现代的检测技术对其进行弥补，而油品液位界面检测技术可对这样的缺点进行弥补，这种检测方法准确度高，适应性强，受环境波动影响较小，适合用于腐蚀性强、污染性强的油气体;但其成本相对较高，为了在节约成本的同时实现安全效益的最大化，可每周应用液位界面检测技术对油罐进行一次检测，这样既节约成本，又可以定期加强对油罐的检测，极大实现了油罐检测技术的优化管理。

5 总结

油罐泄漏问题一直受到广泛的关注，油罐区的日常管理是每个石化企业和油储企业的重中之重。我国企业采用的多种泄漏检测方法虽技术相对成熟，但均有一定的局限性，且国外先进技术对我国坚决封锁，先进技术国产化仍需时间，所以技术升级前，如何在企业日常管理中利用好现有技术，符合我国油品储存的实际情况。本文针对使用时间、采用技术、使用效果等条件对现有技术进行分析，并且结合检测特点总结出一套检测方案，结果具有一定局限性，仅为检测技术的研究与改进提供方向，为企业管理中的技术选择和方案安排提供基础信息的参考。

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