儲(chǔ)油罐常見缺陷檢查及修理方法

摘要：隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng),儲(chǔ)罐必然會(huì)進(jìn)入修理期。近年來(lái)在石油、石化企業(yè)的設(shè)備維修、大修工程中,每年都有多臺(tái)儲(chǔ)罐進(jìn)行修理。修理方案制定的合理與否,直接關(guān)系到儲(chǔ)罐修理的質(zhì)量和投資,而修理方案的制定,必須依據(jù)儲(chǔ)罐檢測(cè)的結(jié)果。因此,儲(chǔ)罐檢測(cè)對(duì)缺陷的發(fā)現(xiàn)及制定修理方法至關(guān)重要。為此介紹了常見缺陷的檢查及修理方法,對(duì)類似工程的施工有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：罐;缺陷;檢查;修理

1儲(chǔ)油罐常見缺陷的來(lái)源

儲(chǔ)油罐缺陷可分為兩大類,一類為投入使用之前儲(chǔ)油罐上已存在的缺陷,稱為“先天性”缺陷;另一類為使用過(guò)程中發(fā)展(或擴(kuò)展)了的和新生的缺陷,稱為“后天性”缺陷。

1)先天性缺陷一是微小的未超“標(biāo)”缺陷,常見的有:①冶煉缺陷———縮管、氣孔、非金屬夾雜物;②軋制缺陷———夾層、發(fā)紋、拉痕、白點(diǎn)等;③鍛造缺陷———折疊、斷裂、白點(diǎn)等;④機(jī)加工缺陷———幾何形狀或尺寸不符,殘留有加工應(yīng)力、沖壓裂紋等;⑤焊接缺陷———?dú)饪住A渣、咬邊、弧坑、非金屬夾雜、未熔合、未焊透、坡口裂紋、應(yīng)力裂紋等;⑥熱處理缺陷———熱處理裂紋和附加殘余應(yīng)力等;⑦其他的表面缺陷。二是漏檢的缺陷,指那些超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的缺陷,因某種原因而被殘留在儲(chǔ)罐本體或其零、部件中。漏檢的原因一般為:①質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)掌握的不嚴(yán)、不準(zhǔn);②因抽檢率的關(guān)系,缺陷恰好處于抽檢范圍之外;③受檢測(cè)儀器設(shè)備的配備情況及儀器本身靈敏度的限制;④因檢測(cè)人員臨場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足,掌握儀器的技術(shù)水準(zhǔn)不高,熟練程度不夠而導(dǎo)致的判斷失誤;⑤檢測(cè)人員責(zé)任心不強(qiáng)。

2)后天性缺陷主要包括以下內(nèi)容:①先天的未超“標(biāo)”缺陷,經(jīng)使用后擴(kuò)展成為超標(biāo)缺陷:②漏檢缺陷本身的再擴(kuò)大;③由于使用條件的不良,材料在腐蝕、磨損、應(yīng)力、溫度等特殊條件作用下,而生成的新的缺陷;④由于長(zhǎng)時(shí)間的交變載荷(如壓力的波動(dòng)等)的作用,而新生的應(yīng)力裂紋和疲勞裂紋;⑤多次返修或檢修不當(dāng)生成的新的缺陷。

2儲(chǔ)油罐常見缺陷的處理方法

缺陷的存在,不僅會(huì)直接影響到儲(chǔ)罐的使用壽命,而且是突發(fā)事故的禍端。因此,找出存在的缺陷,分析缺陷的起因,觀其癥狀,正確使用消除缺陷的方式與方法,或采取有效的控制缺陷發(fā)展(擴(kuò)展)的措施,就顯得極為重要。缺陷的發(fā)現(xiàn),除了靠在嚴(yán)格程序下認(rèn)真仔細(xì)的全面目視檢查外,就是正確選用科學(xué)的無(wú)損檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行尋找和發(fā)現(xiàn),而不同的無(wú)損檢測(cè)方法則適用于發(fā)現(xiàn)不同類型的缺陷。

2.1裂紋處理

1)罐壁母材上的裂紋、表面及近表面的裂紋:用圓弧過(guò)渡的打磨方法消除,然后用磁粉探傷檢驗(yàn)或復(fù)驗(yàn)。

2)內(nèi)部裂紋:先用超聲波探傷找出裂紋位置,再用射線探傷找出裂紋的實(shí)體圖形,然后用截?cái)喾ɑ蛲谘a(bǔ)法來(lái)處理這一裂紋。

3)熱影響區(qū)裂紋:一般用打磨法消除,并用磁粉或著色探傷確認(rèn)已無(wú)裂紋為止,然后補(bǔ)焊或打磨圓滑過(guò)渡。

4)焊縫區(qū)裂紋:用射線或超聲波探傷找出裂紋的尖端,用截?cái)喾ㄔ诹鸭y兩端鉆截止孔,孔深稍大于裂紋深度;或在裂紋兩端用角向磨光機(jī)打出溝槽(止裂槽),鏟、磨去整條裂紋,修磨成合適的坡口;用射線探傷、著色探傷驗(yàn)證裂紋已完全挖盡,最后焊補(bǔ)。

2.2焊接缺陷處理

1)未熔合:一經(jīng)發(fā)現(xiàn),即應(yīng)鏟、磨除掉后重焊。

2)未焊透:超標(biāo)缺陷鏟、磨除掉后重焊。雙面焊時(shí)可在坡口較淺的一面磨、鏟至一面露出焊根后焊補(bǔ)。

3)夾渣:超標(biāo)缺陷鏟除重焊。

4)氣孔:內(nèi)部氣孔超標(biāo)缺陷磨鏟除掉后重焊;表面氣孔用砂輪打磨去除,并用磁粉探傷或著色探傷驗(yàn)證已不存在表面氣孔,然后焊補(bǔ)。

5)咬邊:焊補(bǔ),不超標(biāo)者打磨成圓滑過(guò)渡。

6)焊瘤:打磨、鏟去重焊。

7)燒穿:單面焊時(shí)的燒穿,用鏟磨去除缺陷,重新焊接;雙面焊時(shí)的燒穿,在背面鏟磨除去缺陷后,重新焊補(bǔ)。

8)弧坑:打磨后焊補(bǔ)至飽滿。

9)焊縫外形尺寸不符合要求的:焊縫加強(qiáng)高過(guò)高或過(guò)寬,可用砂輪打磨;焊縫加強(qiáng)高過(guò)低或過(guò)窄,應(yīng)清理表面,然后焊補(bǔ)。

2.3其他缺陷處理

1)分層缺陷:這類缺陷屬于母材原有缺陷,發(fā)現(xiàn)后,應(yīng)更換整塊材料(例如挖補(bǔ)法)或?qū)^淺的分層打磨后堆焊焊補(bǔ)或補(bǔ)強(qiáng)焊接。

2)表面張口型缺陷:這類缺陷有表面裂紋、咬邊、表面氣孔、未焊透、劃痕和重皮裂紋。劃痕又分為儲(chǔ)罐投入運(yùn)行前壁內(nèi)外表面上已存在的劃痕、裝有內(nèi)件的儲(chǔ)罐器壁內(nèi)表面上因裝配或檢修而造成的劃痕、儲(chǔ)罐密封面上的劃痕。對(duì)前2種劃痕,如其深度未超過(guò)材料厚度允許的負(fù)偏差之半時(shí),可打磨圓滑不作焊補(bǔ)處理;如其深度超過(guò)材料厚度允許的負(fù)偏差之半時(shí),一般采用圓滑過(guò)渡打磨法,打磨深度不應(yīng)超過(guò)材料厚度的允許負(fù)偏差值,且應(yīng)保證罐壁強(qiáng)度要求的最小厚度;如打磨后罐壁厚度減薄過(guò)多時(shí),可用角向磨光機(jī)或其他工具將缺陷區(qū)修磨成V形或U形(較寬的劃痕采用)的坡口狀,然后在坡口內(nèi)堆焊補(bǔ)強(qiáng),焊后應(yīng)對(duì)焊肉表面修磨圓滑,使形狀滿足原圖樣要求,并進(jìn)行磁粉或著色探傷檢查。對(duì)后一種劃痕,應(yīng)著眼于密封性,一般采用刨銑研磨法修理,以保證或恢復(fù)密封面光滑或平整。

重皮裂紋可用磁粉探傷、超聲波探傷或X射線拍片確定裂紋的范圍與走向、深度。其處理方法同罐壁上表面裂紋的處理。

4)腐蝕缺陷:①點(diǎn)狀腐蝕。下列3種情況,屬于輕微者,可暫不處理———面積較大的麻點(diǎn)3)沖刷缺陷:這類缺陷常發(fā)生于儲(chǔ)罐儲(chǔ)存介質(zhì)入口對(duì)側(cè)的罐壁面上或罐底部水平入口的前方下側(cè)罐底上。由于液體或氣體介質(zhì)長(zhǎng)期、反復(fù)定點(diǎn)沖刷而使壁厚減薄。處理時(shí)先測(cè)量壁厚,若剩余壁厚值尚能滿足強(qiáng)度安全要求時(shí),可暫不處理,做好壁厚測(cè)量記錄;若剩余壁厚值已不能滿足強(qiáng)度安全要求時(shí),按儲(chǔ)罐承壓等級(jí)、沖刷面積、最薄剩余厚度等,采用堆焊、挖補(bǔ)等方法處理。對(duì)于沖刷缺陷,還要估算壁厚沖刷減薄的速率,以確定本次開罐檢修對(duì)此缺陷的處理方法,并確定本次不修復(fù)的沖刷部位,到下次計(jì)劃開罐檢修前,該部位的壁厚是否仍能滿足強(qiáng)度要求。

腐蝕區(qū),但無(wú)裂紋;分散的腐蝕坑點(diǎn),其最大腐蝕深度尚未超過(guò)容器強(qiáng)度計(jì)算所需壁厚值(不包括腐蝕裕量的計(jì)算厚度)的一半;在分散的點(diǎn)蝕區(qū)內(nèi),不存在嚴(yán)重的鏈狀點(diǎn)蝕。②單個(gè)表皮下腐蝕缺陷和直徑不大于40mm的個(gè)別凹坑腐蝕缺陷,較淺時(shí)可暫不處理;較深時(shí),可采用打磨法修復(fù),但在打磨后壁厚應(yīng)滿足強(qiáng)度要求;如打磨后不能滿足強(qiáng)度要求,則應(yīng)采用堆焊處理。③單個(gè)直徑不大于40mm的幾個(gè)較大的凹坑缺陷同時(shí)存在時(shí),如相鄰兩缺陷間距大于120mm時(shí),可按個(gè)別凹坑腐蝕缺陷處理;如相鄰兩缺陷間距小于120mm而大于50mm,且腐蝕深度未超過(guò)罐壁原厚度的60%時(shí),可用堆焊處理。④局部腐蝕缺陷其深度不影響強(qiáng)度要求而面積較大(如大面積斑點(diǎn)或潰瘍性腐蝕)時(shí),可用金屬噴鍍處理。⑤局部均勻腐蝕缺陷可視腐蝕深度、面積等情況,采用堆焊、挖補(bǔ)或更換處理。⑥全面均勻腐蝕缺陷是腐蝕缺陷中危險(xiǎn)性最小的一種,一般只采取防腐措施,不作其他處理。⑦)晶間腐蝕缺陷屬于最危險(xiǎn)的缺陷之一,主要采用預(yù)防措施,若產(chǎn)生了這種缺陷,只能整體更換。

5)變形缺陷:①較嚴(yán)重的局部凹陷和鼓皰等殼體變形缺陷,不宜繼續(xù)運(yùn)行。②輕微的局部凹陷和鼓皰等殼體變形缺陷,變形面積不大時(shí),它的存在對(duì)低壓儲(chǔ)罐罐體整個(gè)受力情況或其他區(qū)域不會(huì)有較大的影響;對(duì)于中、高壓儲(chǔ)罐,則應(yīng)根據(jù)情況采取挖補(bǔ)處理。③應(yīng)根據(jù)變形缺陷區(qū)域成因(硬傷、局部腐蝕區(qū)鼓皰或局部小面積過(guò)熱區(qū)鼓皰),確定具體的修理方法。

3儲(chǔ)油罐常見缺陷的修理原則

筆者通過(guò)多年的施工實(shí)踐,結(jié)合施工規(guī)范,總結(jié)出如下修理原則:

1)缺陷檢測(cè)出來(lái)后,一定要認(rèn)真分析缺陷產(chǎn)生的原因。原因搞清后,修理時(shí)就會(huì)做到有的放矢。較大或重要的焊補(bǔ)工作,應(yīng)編制修補(bǔ)工藝,選擇合理的焊接規(guī)范。

2)制定修理方案時(shí),要本著“安全、優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)”的