摘要:随着社会的快速发展,我国民众的安全意识正在逐渐提高,对安全隐患的发现以及预防工作也越来越受到重视。尤其是石油方面的安全隐患,近几年已经发生了多起石油运输与存储的事故,造成巨大的经济损失和环境问题。因此,我国对石油的运输和存储的关注度也在逐渐增强,成为社会主要关注的问题。本文对液化石油气储罐全面检验中发现的缺陷进行了原因分析和处理,并提出预防措施,确保了液化石油气储罐的安全运行,有效地减少维修费用,给企业带来了较好的经济效益和社会效益。
关键词:液化石油气;储罐;常见问题;全面检验;缺陷处理
前言:现阶段,社会的发展速度在逐渐加快,导致对液化石油气的需求也在不断增加,并且液化石油气早已成为生活中不可或缺的能源,在相关的企业工厂内被广泛运用。因为需求量的增加,对液化石油气储罐容积的要求也就越来越高。液化石油气是一种危险物品,经过调查显示,国内外发生液化石油气火灾的次数正在逐年增加,对我国民众安全的影响非常巨大。因此,对液化石油气储罐的安全问题进行研究势在必行。
1液化石油气储罐简介
1.1液化石油气简介
液化石油气是一种常见的能源性物质,是原油蒸馏或其它石油工程中所得出的各类烃类化合物,主要包括丙烷、丙烯、异丁烷、异丁烯等分子量比较小的烃类。液化石油气具有易燃、易爆、受热膨胀性、带电性和腐蚀性的特性。液化石油气在常温下加压以液态储存和运输。液体的密度约为水的一半,气体密度比空气大,由液相变为气相,体积扩大250倍,极易与空气混合形成爆炸性混合物,爆炸极限通常为1.5%~10%。一旦发生泄漏。气体通常沿地面漂浮并向地面低洼处迅速扩展,危害范围大,易发生爆炸燃烧,处置难度大,极易造成重大的经济损失和人员伤亡。因此,必须按照国家有关规定认真开展储罐的定期检验和缺陷修复、评定工作,确保企业安全生产。
1.2液化石油气储罐简介
目前,国内外主要采用球形储罐和圆筒形储罐来储存各种气体和液化气体,在石油、化工、冶金和城市燃气供应等方面得到广泛使用。圆筒形储罐制造、安装比较简单,安装费用较低,但钢材消耗量较大、占地面积较大。在总储量为500m3以下或单个储罐容积小于120m3时,选用圆筒形储罐比较经济。圆筒形储罐根据安装方式可分为卧式和立式两种。圆筒形储罐多为卧式,只有在特殊场合才选用立式。水分和H2S与液化石油气储罐的腐蚀密切相关,将水分和H2S含量控制在合理范围内,可以有效减缓钢材的腐蚀开裂缺陷。
储罐的质量既关系企业生产,又关系人身安全。一旦发生事故将是灾难性的,给企业和国家带来巨大的财产损失。因此,必须按照国家有关规定认真开展储罐的定期检验和缺陷修复、评定工作,确保企业安全生产。
2液化石油气储罐常见问题
2.1液化石油气储罐的应力腐蚀问题
据统计,因设备腐蚀造成的生产事故约占总事故的1/3,而应力腐蚀是对生产设备破坏最危险的破坏形式之一,仅应力腐蚀断裂就占总事故的35%。液化石油气的主要成分为丙烷、丁烷以及少量的乙烯、丙烯和丁二烯,这些介质对储罐是没有腐蚀的,对发现问题储罐的介质进行分析发现,这些介质中都不同程度含有硫。原油在提炼中虽然经脱硫处理,但脱硫效果并不稳定,因此在液化石油气储罐中广泛存在湿的H2S。湿的H2S在容器中产生的腐蚀为应力腐蚀,常见的表现形式为内壁氢鼓包及焊缝处的硫化物应力腐蚀开裂。
氢鼓包不需要外加压力,鼓包经常发生在轧制厚钢板中,特别是那些由于硫化物夹杂被拉伸后而产生的带状微观结构。氢鼓包不仅与储罐质量有关,还与介质的浓度有关,对于有夹层缺陷的储罐,介质中H2S浓度越高,发生鼓包的几率就越大,有关资料表明,H2S浓度不得高于50×10-6,高于50×10-6则内壁需作防腐处理。
硫化物应力腐蚀开裂的裂纹较粗,分支较少,多为穿晶型,也有晶间型和混合型,目前已知钢材对硫化物应力腐蚀开裂的敏感性随H2S含量的增加而增大。但H2S含量为1×10-6这样小浓度的水中也发现对硫化物应力腐蚀开裂有敏感性。
除了氢鼓包和应力腐蚀开裂以外,常见的形式还有表面锈蚀和蚀坑,多发生在母材上,腐蚀产物呈褐色片状。采用色谱仪和X射线衍射对腐蚀产物分析发现,其成分大部分为FeSx。随着H2S浓度的增加,较高的H2S浓度会产生较大的均匀腐蚀速率。有关研究表明,H2S质量浓度为2.0mg/L时,腐蚀产物为FeS2和FeS;H2S质量浓度为2.0~20mg/L时,腐蚀产物除FeS2和FeS外,还有少量的S生成;H2S质量浓度为20~600mg/L时,腐蚀产物中S的含量最高。上述腐蚀产物中Fe9S8的保护性最差。
2.2液化石油气储罐泄漏问题
液化石油气储罐的泄露问题是发生事故的主要问题,许多严重的事故都是由液化石油气储罐的泄露所引起,造成了巨大的经济损失,和人员伤亡。若是液化石油气储罐的表面出现裂缝,由于压力的原因,就会逐渐的扩大,直至出现破裂为止,这时的液化石油气会在压力的作用下高速喷出,非常容易出现在耐性后果。根据全世界上的各种大型事故中发现,当大型液化石油气储罐起火以后,几乎不可能将明火熄灭,必须切断泄漏源,或者关闭与部分的连接通道,一直等到起火部位的液化石油气燃烧至空,火灾才会熄灭。
2.3其他常见问题
我国液化石油气储罐大都为卧罐、支座形式为鞍式,在检验工作中发现,鞍座垫板与筒体焊接角焊缝处经常会检查到径向裂纹,检验人员利用超声探伤发现,部分裂纹的深度达到9mm。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆产生此类裂缝的主要原因是该部位的荷载分布不连续、应力分布相对集中,焊接处部分焊缝存在咬边,在这也促使该处裂纹的发生。在检验工作过程中,经常会发现液化石油气储罐的安全附件普遍存在校验超期现象,具体表现为:安全阀锈死、液位计覆满灰尘、液位计指示不清晰、压力表及温度计指针不灵等等,部分地方小企业大都存在这一现象。
3液化石油气储罐全面检验
要全面提高液化石油气储罐的检验质量,相关人员必须做好定期检查和全面检查工作。全面检查是定期检查最基础的部分,检查人员可到容器里面查看里侧表层情况,运用射线、超声、磁粉等检查技术,来确定液化石油气储罐的安全状态、确定安全层级,如此有助于第一时间发现且排除安全风险。
3.1检验前的准备工作
检验前的准备工作大致有下述内容:材料审查、方案确定、安全保护、清理打磨、清洗置换,前2个内容是检查准备工作的重心,牵涉到检查工作的全过程及检验工作水平。
材料审查的重点主要有:1.检查储罐的出厂技术材料是否齐备,是否有安装和修理改革方面的记录。2.搜集液化石油气储罐的技术指标,比如运用压力、生产时间、最高准许工作压力、壁厚、主体材质等。3.核查储罐使用周期内的相关信息,例如年度检查报告、历次全面检验报告、异常情况记录等。检验人员只有在认证审查上述资料后,才能够明确检验工作重心,选取最恰当的检查方式,编制科学的检查方案,最后才能够节约检验成本、提高检验工作效率。
材料审查完成之后,检查工作人员应编制合理、有效的检查计划,这也是顺利完成检查目标的主要条件,检查计划的重点主要是明确检查重心、选择检查方式。液化石油气储罐的材料均是16MnR,其检验重点主要包括:焊缝及其热影响区;液面以下,尤其是储罐底部;上次全面检验报告发现的问题位置;应力集聚位置、变形位置、修理位置、补焊位置和电弧划伤位置。在选取检查方法时,必须要遵循便利容易操作、安全稳定的准则。一般以表层无损检查、宏观检测、壁厚测量为主,超声检测、硬度测定、射线检测、材质分析、耐压试验等为辅。液化石油气储罐常见的表面问题主要是裂纹、变形、腐蚀等,表面裂纹通常是埋藏裂纹的两倍,因此表面裂纹的危险性较大,这就对检测技术的灵敏度提出较高要求。液化石油气储罐采用的是磁性材料,因此在表面检查时,可首先运用磁粉检测,内侧检查首先运用荧光磁粉检测;针对裂纹类缺陷,优先选择超声检测,然后对比分析本次与上次的检验结果。如果储罐的倾斜角较大且可能影响使用安全,那么必须要利用超声波检查或者利用测厚找到最大倾斜角方向,再使用多点曲线法来量测其和母材表层的角度,各个板的测厚点不得少于5个且分布在筒体的上中下部,检测人员一旦发现测厚值存在异常,那么需要增加测点,用超声检测技术进行检测。对于腐蚀现象,必须进行表面磁粉检测。
3.2认真组织全面检验
在检验过程中,应遵循先外后内,先下后上,先宏观后微观的顺序进行,以防止漏检。外部检验主要检验储罐的支座基础是不是有开裂、倾斜、下沉现象,观察筒体外表面有没有泄漏痕迹,有没有表面腐蚀等现象。如果是首次检验,应检查支座与筒体的焊接有没有咬边现象,如果是非首次检验,应检查焊缝周围是否有裂纹缺陷。安全附件一般安装在储罐底部,对安全附件的检查要从以下两个方面进行:1.外观是不是良好,铅封是不是完好。2.校验报告是不是过期等。
液化石油气储罐一般都是开罐进行内部检验,焊缝热影响区、液位波动区以及应力比较集中的部位和硬度过高的部位,这些部位是储罐最容易发生H2S应力腐蚀的地方,对这些部位要按照检验方案通过密集测厚、硬度检测、磁粉检测、超声检测等手段进行重点检查。
4缺陷处理办法
(1)通过打磨消除表面缺陷为主;经无损检测合格,确认只要不超过最小壁厚的设计要求即可满足使用规定。
(2)尽量不使用翻修的形式处理,以免因焊后热处理导致新的焊缝局部应力的形成。
(3)根据《检规》第四十条规定:内、外表面不允许有裂纹。如果有裂纹,应当打磨消除,打磨后形成的凹坑在允许范围内不需补焊的,不影响定级,仍然维持原安全等级使用。否则,可以补焊或者进行应力分析,经过补焊合格或者应力分析结果表明不影响安全使用的,可以定为2级或者3级。
5结语
总而言之,液化石油气储罐的检验工作是一项具有高度复杂性、技术性的工作,检验人员必须以人民和工作人员的安全为原则,提升自身检验的精细度,确保液化石油气储罐在运输过程中不会出现事故,或者将出现事故的可能性降到最低。在实际检验时,必须制定严格的检验流程,仔细分析可能出现的各种安全隐患,并且及时制定出解决方案,以便从根本上预防液化石油气储罐引起的事故,确保我国液化石油气储罐运输的安全性。
参考文献:
[1]硫化氢腐蚀机理和防护的研究现状及进展[J].陈明,崔琦. 石油工程建设.2010(05)
[2]加强液化石油气储罐定期检验,确保在用设备安全经济运行[J].谢志文. 内蒙古石油化工.2008(06)
[3]在用液化石油气储罐常见问题及检验方法[J].赵洪涛,王洪礼,卓全录. 河南化工.2012(Z1)
[4]H2S应力腐蚀的影响因素及预防措施[J].毕海斌. 甘肃科技.2008(07)
[5]液化石油气储罐站常见问题分析和解决方法[J].江华. 科技经济市场.2010(01)
[6]液化石油气储罐的全面检验和缺陷处理[J].李喜健. 企业科技与发展.2009(22)
论文作者:伍卓庭
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
标签:储罐论文; 液化石油气论文; 应力论文; 裂纹论文; 缺陷论文; 发现论文; 浓度论文; 《基层建设》2019年第18期论文;