港口危险化学品罐区储罐完整性检测技术研究.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 82 港口危险化学品罐区储罐完整性检测技术研究 张 蔚 刘九榕 天科泰瑞检测（天津）有限公司，天津 300456 摘要：摘要：港口危险化学品罐区的完整性对于确保港口的安全运营至关重要。本文将介绍港口危险化学品罐区的风险以及相关的储罐完整性检测技术。通过声发射检测、漏磁检测、超声波测厚、磁粉检测、真空试漏检测和三维扫描检测等技术的应用，可以提高港口危险化学品罐区储罐的安全性，减少损失并提高效率。本文还将探讨完整性检测技术在定期检查、事故调查、新设备评估和应急响应等方面的应用，并分析其优势。关键词：关键词：化学品罐；检测技术；三维扫描检测；应用 中图分类号：中图分类号：TQ116 0 引言 港口危险化学品罐区是一个重要的组成部分，用于储存和运输各种危险化学品。然而，由于这些化学品具有高度的危险性，港口危险化学品罐区的完整性检测就显得尤为重要。如果罐区的完整性受损，可能会导致爆炸、泄漏和污染等严重后果。采用适当的完整性检测技术，及时发现和修复罐区的问题，对于保障港口的安全和可持续发展至关重要。1 港口危险化学品罐区的风险 港口危险化学品罐区是存储和运输危险化学品的重要设施，但同时也存在一定的风险。这些风险主要包括容器破裂、泄漏、火灾和爆炸等。当这些事件发生时，可能对港口和周边地区的人员和环境造成严重威胁。容器破裂是危险化学品罐区最常见的问题之一。容器的破裂可能是由于腐蚀、机械损伤或操作失误等原因引起的。当容器破裂时，危险化学品可能会泄漏到周围环境中，导致污染和危害。此外，泄漏的危险化学品还可能与其他物质发生反应，产生更危险的化合物或放出有毒气体。火灾和爆炸是另一个重要的风险。危险化学品在储存和运输过程中可能因受热、撞击或其他因素而发生火灾或爆炸。火灾和爆炸不仅会造成物质的损失，还会对人员和设施造成严重伤害和破坏。因此，为了降低港口危险化学品罐区的风险，完整性检测技术变得至关重要1。2 港口危险化学品罐区储罐完整性检测技术 2.1 声发射检测（AE）声发射检测就是通过探测受力时材料内部发出的应力波（材料或结构受外力或内力作用产生变形或断裂时，会以弹性波形式释放出应变能），判断容器内部结构损伤程度的一种新的无损检测方法。随着声发射研究领域的扩大，声发射的含义已广义化，比如泄漏过程、轴承的磨损、钻井过程、骨关节的损伤和木材干燥时发出的声音等与变形和断裂机制无直接关系的另一类弹性波源也都被称为声发射活度（AE），被称为其他或二次声发射源。储罐可以应用声发射进行罐底安全状况的检测。声发射检测的原理如图 1 所示，从声发射源发射的弹性波最终传播到达材料的表面，引起可以用声发射传感器探测的表面位移，这些探测器将材料的机械振动转换为电信号，然后再被放大、处理和记录。图 1 声发射检测示意图 声发射检测仪由传感器、前置放大器、数据采集处理系统和记录分析显示系统 4 个部分组成 声发射仪器中传感器接收采集来自声发射源的声波信号转换为电信号，电信号经前置放大器放大，由信号采集处理系统对声发射信号做处理，由记录显示系统进行记录分析显示达到检测声发射源的目的。声发射检测技术局限性：（1）不能确定罐底腐蚀中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 83 缺陷的尺寸。（2）在线检测需要满足一定的外部条件。（3）储罐在检测过程中不能进料和出料，搅拌器和加热盘管应停止工作，罐内介质应处于静止状态。2.2 漏磁检测 漏磁检测原理：当完好（无不连续性）的铁磁性材料被磁化时，完整的磁通量场会流过材料，在其两级间形成一个路径，磁通量密度在材料表面外有下降趋势，漏磁探测器会从表面拾取非常微弱的信号。当试件材料存在缺陷时，会导致缺陷处及其附近区域磁导率降低，磁阻增加，从而使缺陷附近的磁场发生畸变，见图 2。即当铁磁性板材被外加磁化装置磁化后，在板材内可产生感应磁场，若板材上存在腐蚀或机械损伤等体积性缺陷，则磁力线会泄漏到板材外部，从而在其表面形成漏磁场，如在磁化装置中部放置一个磁场探头（通常采用霍尔元件或线圈等磁场传感器），则可探测到该漏磁场，由于漏磁场强度与缺陷深度和大小有关，因此可以通过对漏磁场信号的分析来获得板材上产生体积性缺陷的情况。图 2 漏磁检测示意图 漏磁检测局限性：（1）需要在停产后的开罐条件下进行检测（2）开罐清洗后应满足检测条件的要求（3）仅用于铁磁性材料的罐底板检测（4）目前还不能用于罐底板焊缝检测（5）对特殊情况，需用其他方法识别上或下表面的腐蚀缺陷。2.3 超声测厚检测 超声波是指超过人耳听觉，频率大于 20kHz 的声波。超声波测厚仪是根据超声波脉冲反射原理来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此原理测量。常应用超声对储罐罐顶和罐壁进行板材的厚度检测。2.三维扫描检测 可以使用远程 3D 扫描技术来代替传统的人工检测方法。高精度激光扫描技术可以采集三维的测量结果，可用于储罐三维扫描检测。图 3 储罐三维扫描检测示意图 通过三维扫描，可实现储罐地基沉降检测（罐壁）的检测。通过检测混凝土环梁或罐壁底部的沉降，评估罐壁底部是否存在较大不均匀沉降导致的风险。通过收集底部剖面等各种数据，生成储罐沉降状况报告。图 4 储罐沉降状况报告示意图 通过三维扫描，可实现储罐垂直度检测。垂直度是表示被测要素（储罐）相对于基准要素（水平面），保持正确的 90夹角状况。也就是通常所说的两要素之间保持正交的程度。通过收集垂直剖面等各种数据，生成储罐垂直度报告。中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 84 图 5 储罐垂直度报告示意图 通过三维扫描，可实现储罐圆柱度检测。通过收集失圆度状况等各种数据，生成储罐圆柱度报告。图 6 储罐圆柱度报告示意图 3 港口危险化学品罐区完整性检测技术的应用 3.1 定期检测 定期检查是保证港口危险化学品罐区安全的基础工作之一。通过定期检测，可以及时发现罐区设备的损坏、腐蚀、老化等问题，以及可能存在的泄漏隐患。定期检测的频率可以根据罐区的使用情况和危险化学品的性质确定，一般建议四至六年进行一次定期检测。在定期检测中，可以使用各种设备和技术来检测储罐的完整性，如声发射检测、漏磁检测、磁粉检测、三维扫描检测等。还有许多完整性检测技术，如电磁超声、高频导波检测、脉冲涡流检测、磁记忆检测等技术的应用，这些技术可根据实际需要进行选择和应用，以确保港口危险化学品罐区的安全 3.2 事故调查 事故调查是在发生罐区泄漏或事故后进行的一项重要工作。通过事故调查，可以找出事故的原因和责任，并采取相应的措施预防类似的事故再次发生。事故调查需要全面收集相关的证据和资料，包括事故发生前的检测记录、设备运行情况、操作人员的培训记录等。在事故调查中，可以借助各种技术手段和设备，如摄像监控、数据分析等，对事故进行详细分析和评估。事故调查的目的是找出事故的根本原因，而不仅仅是追究责任。通过事故调查，可以发现设备的潜在问题、操作流程的不合理性、管理制度的不完善等，从而对港口危险化学品罐区的安全管理提出改进建议。事故调查还可以为相关部门和企业提供有关技术和经验，以提高整个港口危险化学品罐区的安全水平。3.3 新设备评估 随着科技的不断进步，新的设备和技术不断涌现，对港口危险化学品罐区的完整性检测提出了新的要求。在引进新设备之前，需要对其进行评估，以确保其符合要求并且能够有效地应用于罐区的检测工作。新设备评估可以从多个方面进行，包括设备的性能、可靠性、适用范围、操作便捷性等。评估过程中可以采用实验室测试、现场试验、模拟分析等方法，以全面了解新设备的特点和优势。评估结果将作为决策的依据，确定是否引进新设备，并对其进行培训和应用。3.4 应急响应 在港口危险化学品罐区发生泄漏或事故时，应急响应成为了保障人员和环境安全的重要环节。应急响应需要迅速、准确地判断事故的性质和范围，并采取相应的措施进行控制和处理。在应急响应中，完整性检测技术可以提供关键的信息和数据，以支持决策和行动。完整性检测技术在应急响应中的应用可以包括以下几个方面：(1)快速定位：通过使用现场便携式的完整性检测设备，可以快速定位泄漏点或事故点的位置，从而指导救援人员的行动，并减少进一步的损失5。(2)事故评估：通过对事故现场进行全面的检测和评估，可以了解事故的范围和影响，并为应急响应提供准确的数据和信息。(3)环境监测：在事故发生后，需要对周围环境进行监测，以判断事故对环境的影响和扩散情况。完整性检测技术可以提供准确的环境监测数据，帮助应急人员制定相应的处置方案。中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 85(4)故障诊断：在应急响应中，需要对罐区设备进行故障诊断，找出故障的原因和位置，以便及时修复和恢复设备的正常运行。4 港口危险化学品罐区完整性检测技术的优势 4.1 提高安全性 危险化学品罐区的完整性检测是确保港口安全的重要环节。通过及时发现和修复罐区的漏洞和损坏，可以防止危险化学品泄漏和事故发生。这有助于保护工作人员、港口设施和周边环境的安全。现代的完整性检测技术可以通过多种方式检测罐区的完整性，例如使用无损检测技术、超声波探测仪和红外线摄像机等设备。这些技术能够快速准确地检测罐区的漏洞和损坏，并提供实时数据和图像，为港口管理部门做出及时决策提供了依据。另外，完整性检测技术还可以帮助港口管理部门制定更加科学合理的防护措施和应急预案。通过了解罐区的实际情况，可以有针对性地采取措施，提高应对突发事件的能力，减少事故的发生和扩大。4.2 减少损失 危险化学品的泄漏和事故往往会造成严重的人员伤亡和财产损失。港口管理部门需要采取措施来减少这些损失，并保护港口设施和财产的安全。完整性检测技术可以帮助港口管理部门及时发现和修复罐区的漏洞和损坏，防止危险化学品泄漏。通过提前预警和及时处理，可以最大程度地减少泄漏事故的发生和扩大。此外，完整性检测技术还可以帮助港口管理部门及时发现罐区的结构问题，避免因罐区损坏导致的财产损失。完整性检测技术还可以提供数据支持，帮助港口管理部门进行风险评估和决策。通过对罐区完整性的准确评估，可以合理配置资源，制定相应的预防和应对措施，减少不必要的损失6。4.3 提高效率 港口危险化学品罐区的完整性检测技术不仅可以提高安全性和减少损失，还可以提高工作效率。传统的完整性检测方法往往需要人工巡检和物理测量，耗时耗力且不够准确。而现代的完整性检测技术可以通过自动化设备进行检测，大大提高了检测的准确性和效率。通过使用无人机、机器人和智能传感器等技术，可以对罐区进行快速、全面和精确的检测，大大节省了人力资源和时间成本。完整性检测技术还可以实现对罐区的远程监控和实时数据传输。港口管理部门可以通过远程监控系统，随时随地监测罐区的状态和变化，及时发现异常情况并采取措施。同时，实时数据传输还可以提供给相关部门和机构，以便进行风险评估和决策，进一步提高工作效率。5 结语 港口危险化学品罐区的完整性检测技术在保障港口安全和可持续发展方面起着重要作用。通过定期检查、事故调查、新设备评估和应急响应等应用，这些技术能够及时发现和修复罐区的问题，降低事故风险，减少损失，并提高港口的生产效率。然而，我们也要意识到这些技术的局限性，不能过分依赖技术本身，还需要加强人员培训和管理，形成一个综合的安全管理体系。只有综合运用各种手段，才能更好地保障港口危险化学品罐区的安全性和可持续发展。参考文献 1冀学刚.危险化学品生产装置和储存设施个人风险和社会风险分析J.化工管理,2020,(10):156-158.2张玉婕.检测实验室化学品存储危险性分析及对策J.化工管理,2018,(13):74-75.3陈震西.危险化学品生产企业安全等级定量评估方法研究D.北京:首都经济贸易大学,2017.4刘胜勇.危险化学品罐区的安全管理研究J.低碳世界,2016,(21):254-255.5任广涛.检测机构危险化学品安全管理探讨J.化工管理,2015,(31):221-223.6潘向荣,王红青.规范检测机构危险化学品管理的探讨J.实验室研究与探索,2015,34(06):298-300.作者简介：作者简介：张蔚（1987），男，汉族，河北蔚县人，本科，硕士，工程师，专业技术系列工程技术，专业名称质量。