卧式埋地LPG储罐宏观检验要点

2015-08-19刘月龙芜湖市特种设备监督检验中心安徽芜湖

设备管理与维修 2015年7期

关键词：鞍座细砂加强筋

刘月龙（芜湖市特种设备监督检验中心　安徽芜湖）

卧式埋地LPG储罐宏观检验要点

刘月龙
（芜湖市特种设备监督检验中心安徽芜湖）

宏观检验是压力容器最简单和最重要的检验方法，也是其他检验检测方法的基础。介绍卧式埋地LPG储罐结构特点，以及LPG储罐宏观检验的主要内容。

卧式埋地LPG储罐结构宏观检验腐蚀

一、卧式埋地LPG储罐结构

埋地液化石油气（LPG）储罐，一般是指埋于地面以下，罐体周围用细砂覆盖的用于盛装LPG介质的储罐。和地面LPG储罐一样，卧式埋地LPG储罐一般也设计成双鞍座支承的圆筒形容器（图1），其管口数与地面罐基本一致，一般应开设液相进口、液相出口、气相进口、气相出口和液位计口等。与地面罐不同的是，卧式埋地罐的接管均要合理布置在法兰盖上，通过管道井引出；考虑到罐体稳定性，一般在每个筒节的内部焊上一圈加强筋板；为操作检修方便，另需开设一人孔，内设扶梯，人孔伸出罐体顶部高度不宜过大，避免罐体承受过多的细砂重力。

二、卧式埋地LPG储罐的宏观检验

根据TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》和TSG R7001-2013《压力容器定期检验规则》的要求，应对卧式埋地LPG储罐进行定期检验。卧式埋地LPG储罐定期检验主要有宏观检验、壁厚测定、无损检测（UT及MT检测，必要时PT检测）、硬度测定、安全附件检查和气密性试验等项目。宏观检验主要采用目视方法，必要时利用内窥镜、放大镜或其他辅助仪器设备、测量工具。卧式埋地LPG储罐的宏观检查主要检验储罐的结构、几何尺寸、焊缝以及表面状况（如腐蚀、泄漏、变形、开裂等）等。进行卧式埋地LPG储罐宏观检验过程中，特别要注意以下几方面的检验。

1.罐体结构及罐体内表面状况的检查

封头主要参数不符合相应制造标准、焊缝错边量超标、棱角度超标、焊缝布置不当以及开孔位置不当等不合理的结构会影响罐体内部的应力分布，造成局部区域应力集中，罐体在这些不连续应力长期作用下会因过高的局部应力，发生脆性破坏或疲劳破坏。另外，LPG介质中含有杂质H2S，其主要来源是含硫原油中的有机硫化物，如硫醇和硫醚等，这些有机硫化物在原油加工过程中受热会分解出H2S。干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用，只有溶解在水中才具有腐蚀性，其在水中的溶解度很大，水溶液具有弱酸性，如在0.1 MPa、30℃水溶液中H2S饱和浓度为300 mg/L，溶液的PH值为4。卧式埋地LPG储罐罐体材料一般选用Q345R等低合金钢，其内表面直接与LPG介质接触，由于制造过程（焊接、接管等）残余应力的存在，在水分含量超标的情况下容易与H2S杂质发生应力腐蚀。因此在罐体宏观检验过程中，应重点检查罐体的结构及内表面的腐蚀情况。

2.罐内加强筋的检查

卧式埋地LPG储罐是通过左右鞍座用地脚螺栓固定在混凝土基础上，由于埋在地下，罐体周围填满了细砂。因此，罐体除了承受储罐内介质LPG产生的内压力外，还承受罐体周围填埋的细砂所施加的外压力和可能产生的地下水的外压力。当埋地LPG储罐内部介质全部用完，内压力降为0时，细砂和地下水施加的外压力会对罐体的刚度产生影响。因此，在埋地罐设计过程中，一般会在每个筒节内部焊上1圈加强筋板，以保证储罐稳定性。加强筋与罐体筒节之间一般采取间断式点焊固定，在LPG中含有湿H2S的情况下，此点焊处容易产生应力腐蚀开裂，若开裂处裂纹不及时消除，裂纹会扩展至罐体筒节，进而造成罐体的开裂破坏。另外，如果加强筋与罐体脱焊严重如整圈脱焊，在罐体内压力较低时，大的外压力会使罐体筒节受到挤压产生变形。在宏观检验过程中，对加强筋与罐体筒节的点焊处有无裂纹、脱焊、加强筋有无明显变形等情况进行宏观检验显得尤为重要，必要时进行表面无损检测。

图1　卧式埋地LPG储罐基本结构

3.支座及紧固螺栓的检查

卧式埋地LPG储罐除承受罐内介质产生的压力外，还承受罐体周围细砂施加的压力及地下水对罐体的静压力。因此，当储罐埋地深度适当情况下，其外表面覆盖的细砂及地下水所施加的外压力，不会对储罐造成不利影响。相反，从理论上讲，由于存在细砂及地下水所施加的外压力，反而降低了罐体的轴向应力和周向应力，从一定程度抑制了鞍座上部圆筒“扁塌”现象的发生，降低了支座反力［1］。但是，如果细砂中的水分含量超过正常值时，特别是大雨过后，水位暴涨，水对埋地储罐的浮力大大增强，容易使鞍座紧固螺栓被拉变形或损坏，因此必须严格控制水位。在宏观检验过程中应仔细检查鞍座与紧固螺栓的连接情况，查看鞍座及紧固螺栓有无变形或损坏，罐体是否固定牢靠等。

4.罐体外表面防腐层的检查

由于埋地LPG储罐埋在地下，外表面长期承受地下水侵蚀和微生物破坏，必须对埋地储罐外表面采取可靠的防腐措施。一般采用防腐涂层，其应具有良好的电绝缘性，良好的化学稳定性以及金属表面具有良好的粘结力等性能，防腐层的优劣将直接影响埋地罐的使用安全和使用寿命。埋地LPG储罐填埋前应按SH/T 3022-2011《石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范》进行防腐处理，一般选择环氧煤沥青防腐蚀涂层，这种防腐蚀涂层中涂料为环氧煤沥青，缠绕材料为玻璃布，根据填埋细砂的腐蚀性程度来确定埋地LPG储罐的防腐蚀等级（普通级、加强级、特加强级），然后根据埋地LPG储罐的防腐蚀等级，确定防腐蚀涂层的结构和涂层总厚度。宏观检验时，应检查选用的埋地LPG储罐外表面防腐蚀涂层是否符合设计图纸和相关标准规范要求，检查外防腐层有无破损、划伤、脱落和粘接不牢的现象，罐体金属有无受到腐蚀等。

5.阴极保护装置的检查

埋地储罐周围存在地下水，罐体容易形成原电池发生电化学腐蚀，因此，埋地罐还应采用阴极保护防腐措施。阴极保护分为外加电流和牺牲阳极两种方法，卧式埋地LPG储罐一般采用牺牲阳极法。埋地储罐罐体表面保护电位分布的均匀程度主要受到阳极布置、砂介质电阻率及其随深度的变化影响［2］。在储罐定期检验过程中应仔细审查以往测得的电位电压记录，并打开阳极包检查阳极金属损耗情况，不足时应提醒使用单位及时补充。