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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 Ξ 谢志文 兴安盟特种设备检验所 近年来,随着经济的飞速发展,液化石油气在工 业和人民生活中得到日益广泛的应用。 同时,储存液 化石油气的主要设备储罐也向大容积、 多台数方向 发展。由于液化石油气自身具有易燃、 易爆等特性, 在生产和使用过程中极易发生事故。国内外曾多次 发生重特大的液化石油气着火、 爆炸事故,造成惨重 损失。例如 1979年12月18日14时7分,吉林市某 煤气公司液化气站的102号400m 3 液化石油气球罐 发生破裂,大量液化石油气喷出,顺风向北扩散,遇 明火发生燃烧,引起球罐爆炸,直接经济损失约 6270000元,死36人,重伤50人; 1990年4月1日夜 7时左右,澳大利亚N SW PTY公司位于悉尼市郊外 郭哈蒙的Boral工厂的4台4万m 3 的L PG罐发生爆 炸,事故直接经济损失约350万澳元。因此,加强液 化石油气储罐的定期检验工作,遏制和减少事故的 发生应是当前的一个重要课题。储罐定期检验工作 包括年度检查、 全面检验和耐压试验三种。 通过几年 来的检验实践,本人认为加强液化石油气储罐的定 期检验工作应从以下几方面入手 1 应高度重视储罐的年度检查工作的重要性,及时 发现储罐缺陷和问题,将隐患解决在萌芽状态 年度检查是指储罐运行中的在线检验,每年至 少一次。年度检验包括对使用单位压力容器安全管 理情况检查、 储罐本体及运行情况检查和安全附件 检查等。我们知道年度检验的最大优点是检验频次 高,能及时发现设备宏观缺陷、 安全附件和管理问 题。 年度检查方法主要以宏观检查为主,必要时进行 测厚、 壁温检查等。 宏观检查法是凭借视觉、 听觉、 触 觉进行检查的方法。 它是一种比较简单、 实用的检查 方法,不仅可以直接查出储罐上的表面缺陷,使我们 对储罐的实际运行状况有一个概括了解,而且对进 一步应采用何种检验方法进行详细检查,可以提供 设备隐患方面重要的线索和依据。宏观检查的作用 和意义在于 111 液化石油气储罐使用过程中产生的缺陷大多 为表面缺陷,埋藏缺陷较少。 使用过程中产生的缺陷 主要为裂纹、 变形和腐蚀,且大多产生于表面。 由于, 液化石油气储罐无保温层表面缺陷大多可用宏观检 查的方法检查到。且表面裂纹的有效尺寸是埋藏裂 纹的两倍,表面裂纹的危险性比埋藏裂纹大。 年度检 查重点应检查表面裂纹。 112 从储罐的受力角度分析,表面应力较大。焊缝 处的角变形和错边量所产生的附加应力叠加于储罐 表面,更容易产生表面缺陷,产生后也易于扩展,容 易在宏观检查中发现。 113 表面缺陷进行宏观检查时,方法简单、 工作量 小、 成本低、 便于普遍使用。且有利于储罐定期检验 的开展,对尽快掌握在用设备的安全状况有利。 我所自92年以来通过宏观检查发现的液化石 油气储罐部分表面缺陷见表1。 表1宏观检查发现的储罐部分严重缺陷 缺陷部位缺陷种类产生原因 全面检验安全 状况等级 年度检验 处理结果 两侧封头 30m 3 五处鼓包变形发展 检查充装记录属过 量充装 5级停止运行 鞍座垫板与罐体搭接焊 缝开裂 50m 3 裂纹未向罐 体径向发展 制造、 使用支座摩 擦阻力较大 不危及安全停止运行 两侧封头 10m 3南封 头东、 西两侧鼓包变形 5150mm 鼓包变形不详3级监督 运行两台储罐 50m 3 裂纹制造原因、 咬边引起5级停止运行 由上表可以看出宏观检查的重要性及为全面检 验提供重要依据性。 2000年4月,对我地区某机关液化石油气充装 站两台30m 3 储罐东西向年度检查时发现,两台储 罐西侧封头圆弧过渡同一部位均产生鼓包变形。全 面检验中进行硬度测试,发现硬度值降低,经五大元 素化验分析有脱碳现象,与储罐制造单位联系后证 实,加工封头时,焦炭加热炉局部温度过高,且该厂 销售的储罐在其他使用单位也有类似情况,制造单 位同意换罐处理;该充装站另有一台10 m 3 残液罐 在本次检查中发现,罐体中间筒节底部局部产生鼓 包变形,经测厚检测结论为分层缺陷,且表面自由夹 角接近10,经现场核实,制造单位决定现场进行挖 35 2008年第6期 内蒙古石油化工 Ξ收稿日期 2007- 09- 14 补,作局部热处理,因热处理时控制不当,修理部位 产生过量变形,已无法满足原设计使用要求,决定降 压使用。通过表1和上例可以看出年度检查是检验 储罐使用质量的重要方法之一,正确、 合理地发挥年 度检查的作用对保证储罐的使用安全有着重要的意 义。同时,通过年度检查对安全管理情况的检查,可 及时发现储罐的管理制度、 操作规程是否健全及符 合要求,运行记录是否真实;操作人员是否持证上 岗;上次检查、 检验中提出的问题是否得到解决等。 通过运行状况的检查可及时发现储罐与相邻管道或 者构件有无异常振动、 响声或者相互摩擦,运行期间 是否有超压、 超温、 超量等现象;可以确认安全附件 是否在校验有效期内。 因此,储罐的年度检查工作是 及时发现储罐缺陷和问题重要手段之一,应高度重 视,检查人员切忌走马观花,形式主义。 2 根据储罐的介质特点及安全技术规范要求,全面 检验工作应作细作实,不留死角 全面检验是储罐定期检验最重要的内容。由于 全面检验是开罐检验,检验人员可进入到容器内,用 肉眼观察或用仪器检测储罐易发生缺陷的内表面, 同时探测内部缺陷和状态的射线、 超声波探伤等各 种检测方法也容易实施,可以获得大量准确的信息。 同时,通过对介质的了解,可确定储罐是否符合H2S 应力腐蚀条件;通过受力分析,可初步判断罐体何处 为疲劳裂纹易发生部位,从而确定正确的全面检验 方案及检测重点。 几年来,通过对本地区在用液化石油气储罐的 全面检验工作及检验发现的实际问题,本人认为针 对液化石油气储罐应加强以下部位的检验 1我地区在用储罐大多为中小型卧式容器,支 座的结构形式均为鞍式支座。通过多台设备的检验 发现,在鞍座垫板与储罐筒体焊接角焊缝处产生裂 纹,且大多数该处裂纹在周向应力作用下极易向储 罐径向发展,形成危及储罐安全运行的直接原因。 例如①乌兰浩特市某充装站两台50 m 3 储罐, 首次开罐全面检验发现鞍座垫板与筒体连接角焊缝 裂纹,且裂纹向筒体径向发展深10mm壁厚16 mm , 换罐处理; ②突泉县某充装站两台25 m 3 储罐,首次开罐 全面检验发现鞍座垫板与筒体连接角焊缝处产生裂 纹,且向罐体径向发展,深5- 6mm ,换罐处理; ③科右前旗某充装站两台25 m 3 储罐,首次开 罐全面检验发现鞍座垫板与筒体连接角焊缝处产生 裂纹,且向罐体径向发展。 产生裂纹的原因 ①是该处属于结构不连续部位; ②是该处受力情况复杂,即存在交变载荷又有 支座反力作用; ③是我处属寒冷地区罐体材质均为16 M nR ; ④是部分焊缝在罐体一侧有咬边缺陷例1的 咬边缺陷深度在0. 8～1. 5mm之间;例3的咬边缺 陷深度在0. 5～0. 7mm之间,均在打磨后发现。 1液化石油气储罐属于有明显应力腐蚀倾向 的设备。 第一极易具备腐蚀环境介质中含有液相水 和H2 S, 温度在为0～65℃, pH 6或有氰化物存 在 ; 第二结构材料中壳体及其焊缝、 接管等存在 应力。应力腐蚀不同于一般性腐蚀而引起的机械破 损,也不是整个储罐的大面积减薄,而是局部的在罐 体某一区域产生,它遵循下述规律潜伏期裂纹 出现期裂纹扩展期直至断裂的破坏过程, 这种破坏带有较大的突然性,较难预测。因此,在全 面检验时应加强对易产生应力腐蚀部位应有针对性 的检测。例如①储罐内壁焊接热影响区;②储罐内 壁硬度过高部位;③储罐内壁液位波动区域;④储罐 内壁焊疤、 引弧部位及气相区部位。 笔者在对科右前 旗某充装站一台10m 3 储罐全面检验时在部分上述 部位发现裂纹10余处,最深3. 0mm ,打磨消除;另 一台50m 3 储罐,发现裂纹24处,最深3. 0mm ,打磨 消除。 3首次开罐进行全面检验,应注重储罐质量证 明书中在制造过程中经过返修部位。该处属于整个 储罐在使用过程中薄弱部位的一部分。在检验准备 期间查阅资料时应做好详细记录,以备全面检验时 进行侧重检验。通过几年的检验略有收获。因此,开 展储罐全面检验时应有针对性的做好准备工作,选 好侧重点对于制定科学性和针对性检验方案是十分 必要的,最终达到既降低检验成本,又节省检验时 间,事倍功半的效果。 总之,加强在用液化石油气储罐的定期检验工 作是降低储罐运行风险,遏制事故发生,确保人民生 命和财产安全的最有效最直接的方法。 同时,通过上 述实例可以看出,加强储罐的制造质量焊缝系数取 1. 0的压力容器不得有咬边缺陷是避免投用后产 生缺陷和事故发生的根本。 因此,制造单位质检人员 以及储罐制造质量监督检验人员应各司其职,各负 其责,切忌人浮于事,是确保储罐的制造质量、 安全 经济运行的关键所在。 [参考文献] [1] 压力容器安全技术监察规程. [2] 压力容器定期检验规则. [3] 压力容器安全工程学. [4] 强天鹏.压力容器检验. [5] 李宁.预防液化石油气储罐应力腐蚀的初探. 45内蒙古石油化工 2008年第6期 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载