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本文原文由劉志超、楊龍斐、王小玉、侯麗娜、劉方研究者撰寫。文章分析某油田公司儲罐的基礎數據、使用環境、運行方式及管理現狀等，根據失效臺賬、檢驗檢測資料對儲罐的失效情況，初步確定影響儲罐失效的主要因素，為開展清罐和檢測評價提供依據，降低儲罐失效率，保障儲罐安全平穩運行，提升站場本質安全水平，達到政府及油田關于抓好安全生產和加強生態環境保護的工作要求。

研究儲罐失效機理的原因

油田儲罐主要存儲含水原油、含油污水、凈化油、成品油等危險介質，其中原油、凈化油、成品油屬于可燃性油品，儲存過程中對存儲設備具有破壞性。隨著時間推移，儲罐穩定性也在減弱，僅應用單純的技術無法杜絕儲罐事故發生，必須通過儲罐失效分析，制定針對性的維護策略，將技術與管理結合起來，持續不斷地進行檢測、評價等工作，及時進行維修工作，才能保證儲罐全生命周期安全平穩地運行。

PART.02

某油田公司儲罐失效現狀

將油田公司943個儲罐按運行年限分為10年以內、10～15年、15～20年及20年以上共4檔。油田公司儲罐投用年限超過20年以上的有328座，占比高達35%；15～20年有131座；10～15年有204座；10年以內有280座。通過對儲罐失效數據進行統計分析，近三年累計失效儲罐125座，失效172次，占比18.3%。同時，失效儲罐以水處理系統、原油處理系統儲罐為主，投用年限主要在20年以上，占比46%。通過對油田公司二級單位儲罐失效現狀的梳理，統計近三年來儲罐失效情況。

PART.03

儲罐失效機理

1 國外儲罐失效機理研究成果對比

（1）OGP:Risk Assessment Data Directory（風險評估數據目錄）國際油氣生產者協會（OGP）針對不同類型儲罐統計了失效頻率，常壓儲罐的失效頻率是針對泄漏及火災爆炸的失效頻率，此數據是從失效后果考慮的，對于引起泄漏或者火災的原因，如因腐蝕穿孔導致的泄漏或外力破壞導致的泄漏，未進行分析劃分。（2）CCPS:Process Equipment Reliability Data（工藝設備可靠性數據）。（3）《A study of storage tank accidents（儲罐事故研究）》對儲罐事故的統計與國外儲罐失效數據相比，油田公司站場儲罐失效主要表現為腐蝕穿孔滲漏，沒有發生過儲罐破裂、著火等其他失效情況，但平均失效次數較多，目前每個儲罐的年度運行周期內泄漏頻率達到了60×10-3，遠高于OGP數據庫給出的儲罐泄漏頻率1.6×10-3。因為油田公司和國外儲罐失效數據庫所處環境和運行情況不同，因此對儲罐設計不合理造成泄漏、施工質量問題造成泄漏、腐蝕造成泄漏、附件失效造成泄漏等方面失效機理進行分析。

儲罐失效因素包括：（1）腐蝕因素：腐蝕破壞可能引起儲罐安全隱患，油田公司近幾年來，發生多次儲罐腐蝕而導致的儲罐失效。（2）結構失穩因素：罐體抽癟或超壓、基礎的沉降都會導致儲罐發生結構失效。儲罐呼吸閥、阻火器的失效是造成儲罐抽癟或超壓的重要影響因素；儲罐基礎建造質量、沉降觀測和沉降控制措施都將對儲罐的沉降變形產生影響。（3）裂紋失效因素：儲罐裂紋受到儲罐焊縫與材料缺陷、外界因素的影響。外界因素包括人為因素和自然災害。外來人員的破壞也可能造成事故。自然災害雖然發生機率很小，但對儲罐損傷大。設計選材不當、材料質量不合格、焊接工藝差等因素會使儲罐本身存在缺陷，導致儲罐裂紋失效。

2 儲罐腐蝕失效機理分析

腐蝕減薄是儲罐最主要的損傷模式，儲罐的腐蝕包括化學腐蝕、電化學腐蝕。

一是底板內部腐蝕生產過程中帶來的酸性水可能含有鹽類及硫酸根離子是罐底板內部腐蝕的主要原因。其中鹽類中的部分氯化物在儲運過程中水解產生鹽酸，硫酸根離子存在易產生細菌腐蝕。上述腐蝕過程的發生必須是涂層被水分、氧氣及雜質滲透或涂層已失效的情況下，若儲罐底板防腐外觀檢查時未發現嚴重脫落銹蝕區域，涂層情況較好，則底板內部腐蝕導致泄漏風險較低。二是底板外部腐蝕儲罐受液后靜液壓力導致底板外環部塑性變形；罐體在空罐時又會恢復原狀，但儲罐基座與底板外邊緣處會形成裂縫，裂縫給一些腐蝕介質如雨水等提供了通道，水容易從裂縫處進入罐底板，基座與底板間的積水會形成電化學腐蝕。

3 儲罐失穩失效機理分析

儲罐罐體失穩變形主要是設計隱患和操作不當造成。罐體癟凹與上舉為罐體變形的主要表現形式。儲罐基礎沉降是影響儲罐安全運行的重要因素。服役過程中，大型儲罐會發生一些沉降及變形。其中不均勻沉降對儲罐的影響最大，主要由于其會引起儲罐的徑向變形和罐壁的超應力。儲罐的徑向變形過大將引起無頂蓋儲罐罐頂產生很大徑向位移，對浮頂罐則會影響到浮頂自由升降，使頂蓋活動失靈。同時，罐體四周沉降不均，會對罐底局部軸心產生較大壓應力，并對檐梁產生環應力，造成罐壁撕裂、罐體儲液外溢，安全問題或由此產生。影響儲罐罐底沉降變形失效嚴重度的主要因素包括以下幾點：（1）儲罐基礎（墊層及地基）建造質量；（2）是否每年開展儲罐沉降觀測；（3）是否存在不均勻沉降問題；（4）所觀測到的沉降值是否超過介質進出口管線或柔性接頭允許下沉量或罐壁處基頂標高與場地標高之差大于0.3m；（5）是否采取有效控制、減緩措施以控制不均勻沉降。

通過對油田公司可能發生儲罐失效的機理進行分析，結合儲罐失效記錄臺賬和歷年的檢驗檢測資料，腐蝕減薄是導致儲罐失效，形成儲罐安全隱患的最主要原因，需要對儲罐腐蝕環境和腐蝕防護工作進行深入分析研究，制定針對性的預防性維修措施，從而有效降低儲罐失效次數。盡管近3年來油田未出現儲罐失穩和裂紋失效問題，但仍存在發生儲罐失穩失效和裂紋失效的可能性，仍需引起足夠重視。

編撰：中國浦東干部學院 郭一丁

供稿：市統計學會

責編：薛依宜

審核：楊榮

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