郭忠明 郭清妙 杜伟 王国禄 刘春

中国石油吐哈油田分公司

摘要：原油储罐作为油气储运行业的关键设施，事关国家能源供应和周边环境安全。本文聚焦声发射检测技术在原油储罐安全评估中的应用，介绍了该技术的原理与优势、检测过程及在不同容量原油储罐中的应用实例。通过对10000 m³和20000 m³ 原油储罐的现场检测，结果表明声发射检测技术能够有效识别储罐的腐蚀情况，前者罐底存在轻微局部腐蚀，依据相关标准其安全评估结果为Ⅲ级；后者安全评估结果为Ⅱ级。基于此，提出了科学合理的后续检测或维修建议。该技术实现了储罐的不停产在线检测，减少了经济损失，为储罐的安全管理提供了科学依据。

关键词：原油储罐；声发射检测技术；安全评估；腐蚀检测；在线检测

在油气储运系统中，原油储罐作为储存原油的关键设施，其安全稳定运行直接关乎整个油气产业链的持续发展。随着原油储罐服役时间增长以及复杂的储存环境影响，腐蚀问题成为威胁储罐安全的重要因素[1]。传统检测手段在面对储罐腐蚀检测时存在诸多局限，难以满足当下对储罐高效、精准检测的需求。声发射检测技术凭借独特优势，在油气储运安全领域的应用逐渐深入，是原油储罐腐蚀检测可靠的技术路径[2]。

1  声发射检测技术原理与优势

1.1  技术原理

声发射现象源于材料在受力或内部结构变化时，以弹性波形式释放应变能[3]。在原油储罐中，腐蚀、裂纹扩展等损伤会引发材料内部应力重分布，进而产生声发射信号。声发射检测技术通过在储罐外壁合理安装传感器，接收这些信号，并对信号的撞击数、幅值、能量等特征参数进行采集、分析和处理。例如，撞击数反映声发射源活动频繁程度，幅值与声发射源强度相关。依据这些参数，可对声发射源的位置、类型及严重程度进行判断，从而评估储罐的腐蚀状况。

1.2  技术优势

声发射检测技术可实现储罐在线检测，无需停产。可大幅减少因停产检测导致的经济损失，保障生产计划顺利推进；在储罐正常运行时察觉潜在安全隐患，为企业安全生产保驾护航。二是与传统检测方法相比，能对储罐整体进行检测。通过合理布置传感器，全面获取储罐各部位声发射信号，进而对储罐安全状况进行综合评估。三是该技术具有极高的灵敏度，能够捕捉到储罐材料内部极其微小的应力变化所产生的声发射信号，为及时发现并处理潜在隐患争取宝贵时间，有效避免缺陷进一步发展为严重的安全问题。四是采用非接触式的检测方式，无需与储罐表面直接接触，既保证了检测工作的顺利进行，又保障了检测人员和设备的安全。

2  检测过程

2.1  传感器安装

在距离罐底0.5 m的储罐外壁均匀选定12个位置，打磨出Φ30 mm 显露金属光泽区域，用于安装传感器，且传感器沿圆周方向均匀分布。打磨作业旨在确保传感器与储罐外壁良好耦合，保证声发射信号有效传输。均匀布点可全方位接收信号，避免检测盲区，提升检测准确性。

2.2  通道连接与灵敏度标定

完成各通道连接后，设置采集程序并对各通道进行灵敏度标定。灵敏度标定是确保检测数据可靠性的关键环节，它使传感器在不同环境条件下都能精准检测声发射信号，明确各通道对信号的响应能力，为后续数据采集和分析筑牢基础[4]。

2.3  检测前准备与监测

检测前，让储罐维持当前液位并稳定72小时以上，随后进行3小时以上连续监测。稳定液位可消除液位波动产生的干扰信号，确保检测数据真实反映储罐腐蚀状况。连续监测能获取充足声发射信号，为精确分析腐蚀情况提供丰富数据支持，增强安全评估结果的可信度。

3  应用实例分析

10000 m³原油储罐声发射在线监测，在罐壁上均匀布置了12只声发射传感器，记录罐底声发射信号活动性，仅通道6、8、10、11号分别撞击了1、5、9、8次。数据显示，各通道的声发射撞击数处于较低水平，罐底声发射撞击总数仅为23次。从声发射检测结果看，信号源集中在局部，说明大部分罐地板区域腐蚀情况相对较轻，或者没有明显的腐蚀活动。​

10000 m³储罐罐底存在轻微局部腐蚀，结合声发射信号特征参数分析，依据JB/T 10764―2007《无损检测 常压金属储罐声发射检测及评价方法》标准，其安全评估结果为Ⅲ级。据此，从安全管理及设备维护的角度出发，建议在2年后再次进行储罐声发射检测，以便及时追踪其腐蚀发展情况；或者选择开罐维修，从根本上消除潜在安全隐患。

同理，再对20000 m³原油储罐进行声发射检测，未发现明显腐蚀活动，声发射信号特征参数整体表现良好，安全评估结果为Ⅱ级。给出3年后再次开展声发射检测的建议。

分别对10000 m³原油储罐和20000 m³原油储罐进行漏磁检测。前者罐底板被检区域存在5处局部腐蚀、1处均匀腐蚀，腐蚀情况相对较轻，与声发射检测结果相符。后者未发现腐蚀，与声发射检测结果一致。

4  结语

声发射检测凭借其技术原理和独特的优势，能够全面、精准检测不同容量原油储罐的腐蚀情况，结合标准规定得出科学合理的安全评估结论，提出后续再检测和维修维护建议，弥补了传统检测方法仅局部检测的不足，无需停产实现了在线检测，且与漏磁检测结果的一致性验证了其可靠性，为原油储罐安全管理提供了有力的技术支撑，有效保障了企业生产安全稳定运行。​

基于此提出如下建议：一是大力推广声发射检测技术在油气储运行业的应用，尤其针对大型储罐，减少停产损失；二是与漏磁检测等传统技术结合，形成 “主辅互补” 的检测体系，提升评估精准度；三是持续完善相关检测标准，加强从业人员技术培训，确保数据解读的科学性。

参考文献：

[1]黄春芳，孙文勇，王富祥.原油储罐腐蚀失效分析与安全评估 [J].腐蚀与防护，2020，41 (11)：79-84.

[2]周利剑，李自力，孙焕泉.基于声发射技术的原油储罐底板腐蚀在线监测研究[J].石油化工设备，2019，48 (4)：37-42.

[3]刘时风，杜平安，黄润秋.声发射技术在金属材料损伤检测中的应用研究进展[J].材料导报，2019，33 (19)：3268-3274.

[4]孙亮，黄松岭，赵伟.声发射检测技术在石油化工设备中的应用及挑战 [J].化工进展，2021，40 (3)： 1636-1644.

作者简介：郭忠明，1972年生，高级工程师，1996年毕业于中国石油大学（华东）油气储运专业，工学学士，2011年获长江大学工程硕士学位，现为吐哈油田油气储销公司一级工程师，研究方向为地面建设和油气储运。联系方式：18699509533，243057636@qq.com。