Надземные резервуары (вертикальные) - это одни из самых распространенных и удобных вариантов хранения, а так же выдачи нефтепродуктов и/или любых химических жидкостей. Вертикальные резервуары - представляют собой стационарное сооружение, обычно цилиндрической формы с плоским днищем. Поскольку надземные резервуары располагаются на открытом воздухе, то подвергается внешним факторам воздействия, таких как коррозия и температурные перепады.
Любые хранилища в целях безопасности подлежат регулярным проверкам и постоянному контролю, в соответствии с предписанными нормами, такими как API 653 и EMUUA 159. Хорошо известно, что днища резервуаров обычно проверяются с помощью напольных сканеров методом неразрушающего контроля, основанный на магнитных потоках рассеяния (MFL-Magnetic Flux Leakage), таких как Floormap X.
Эти чувствительные инструменты позволяют обнаруживать мельчайшие ямки и дефекты. Когда дело доходит до крыш резервуаров, механизмы и процессы повреждения совсем другие, нежиле днища. Кровельные листы крыш тоньше и подвержены общей коррозии. На крыше используются различные методы контроля, как правило, обычный ультразвуковой контроль (УЗК) или все те же сканеры днища. Ультразвуковой контроль часто представляют собой только «выборочные проверки» и обеспечивают низкую вероятность обнаружения дефектов (PoD).
Электромагнитные сканеры днищ, с другой стороны, обеспечивают высокую производительность и охват, но с ограниченными возможностями для оценки общей коррозии, а их вес вызывает опасения по поводу безопасности операторов на листах крыши, которые уже подверглись коррозии. Все чаще и актуальнее становиться импульсный вихретоковый метод контроля (PEC), в настоящее время, рассматриваются для решения этой задачи, поскольку они сочетают в себе высокую производительность с требуемой чувствительностью к общей коррозии.
Суть задачи
В последние годы были высказаны опасения по поводу безопасности специалистов-техников, работающих на стареющих крышах надземных резервуаров, состоящих из сотен сваренных вместе тонких стальных пластин. Различные механизмы повреждения, могут доходить до такой степени, что ходить по кровельным листам становится небезопасно без риска несчастного случая. В отличие от плит пола, общая коррозия является основной проблемой для плит крыши. Общее требование API 653 для оценки крыши резервуара заключается в следующем:
«Потолочные листы, проржавевшие до средней толщины менее 0,09 дюйма на любой площади 100 дюймов 2 , или кровельные листы с любыми отверстиями в кровельном листе должны быть отремонтированы или заменены».
Текущий контроль, включающий измерения с помощью ультразвукового контроля на кровельных плитах, часто ограничиваются несколькими замерами на всю плиту. Часто для оценки средней толщины стенки пластины используется одно измерение в каждом углу и одно в центре. Этот метод может оставить незамеченными области коррозии площадью более 100 дюймов 2 . EMUUA 159 рекомендует проводить УЗ-измерения на крыше по радиальным линиям, опять же с ограниченным охватом, что повышает риск того, что генерализованная коррозия останется незамеченной.
Некоторые владельцы хранилищ решают прибегать к более тщательным проверкам, чем простой выборочный контроль. В некоторых случаях почти 100 % поверхности крыши резервуара проверяются с помощью напольных сканеров MFL или гусеничных сканеров для картографирования коррозии UT. В первом случае вес сканера может иметь значение при поиске значительного генерализованного утонения толщины стенки. Кроме того, MFL лучше всего подходит для поиска небольших локальных признаков, а не общей коррозии. С другой стороны, полное картографирование коррозии УЗ обеспечивает оптимальное обнаружение и точность, но также имеет ограниченную производительность. Неровные поверхности из-за толстого слоя краски и тонких пластин также усложняют измерение УЗ.
Ограничения доступных в настоящее время методов и растущие опасения по поводу безопасности персонала приводят к поиску быстрого и эффективного инструмента, который будет оценивать оставшуюся толщину стенок панелей крыши резервуара в режиме реального времени, не требуя тяжелого оборудования. В этой статье представлены результаты проверки концепции, чтобы оценить, можно ли использовать импульсную вихретоковую решетку (PECA™) для решения этой проблемы.
Решение, выходящее за рамки
В последние годы импульсный вихретоковый метод все чаще используется в полевых условиях для проверки изолированных и огнеупорных объектов на наличие коррозии. Этот метод устойчив к изменениям отрыва и плохому состоянию поверхности или окраски. Эта устойчивость способствовала распространению PEC в новых областях применения в качестве инструмента просеивания, не требующего подготовки поверхности на окрашенных или покрытых поверхностях, которые не обязательно имеют значительный отрыв.
Рисунок 1: PECA-6CH-MED покрывает 457 миллиметров (18 дюймов) на плоских поверхностях и трубах с наружным диаметром до 150 мм (6 дюймов)
Импульсные вихретоковые матричные датчики теперь доступны с радиусом действия до 457 миллиметров (18 дюймов). Этот метод можно использовать для скрининга больших участков коррозии, где УЗК традиционно ограничивается выборочными контрольными измерениями. Torngats , канадская сервисная компания, решила опробовать технологию оценки коррозии пластин крыши резервуара. Для испытания были выбраны две пластины с известной коррозией. Крыша была первоначально установлена в 1950-х годах, а номинальная толщина стенок пластин составляет 4,76 миллиметра (3/16 дюйма).
Поскольку импульсный вихретоковый метод контроля (PEC) обеспечивает измерение относительной толщины стенки, калибровка инструмента на номинальном сечении или проверка толщины области калибровки необходимы для обеспечения точных измерений. В этом случае на пластине была обнаружена общая коррозия, при этом ни на одном участке толщина стенки не превышала 3,3 миллиметра (0,130 дюйма). Это значение использовалось для калибровки.
Рисунок 2: С-скан PEC плиты крыши резервуара, показывающий обширную коррозию
На одной из пластин были обнаружены две зоны площадью более 100 дюймов 2 и остаточной толщиной стенки менее 2,29 мм (0,090 дюйма), что является порогом ремонта, определенным в API 653 для осмотра крыши резервуара. Аналогичная степень повреждения была выявлена в ходе осмотра МФЛ перед проведением ПЭК-испытаний.
Данные импульсного вихретокового метода PEC также показывают наличие опорных элементов (стропил) под обшивкой крыши резервуара. Стропила создают эффект массы, который виден на С-сканах PEC, но не препятствует обнаружению больших областей коррозии, которые охватывают область стропил.
Рисунок 3: Эффект массы от стропил
Преимущества импульсного вихретокового метода
Импульсная вихретоковая решетка продемонстрировала свою способность обнаруживать и оценивать общую коррозию на пластинах крыши резервуара. При калибровке в области известной толщины этот метод позволяет оценить абсолютную оставшуюся толщину стенок панелей крыши резервуара с типичной точностью ±10 % от номинальной толщины стенки. Области с повреждениями, превышающими порог ремонта, можно оценить в режиме реального времени.
При весе всего 7 кг (15 фунтов) датчик PECA значительно легче сканеров MFL, что дополнительно снижает риск, связанный с использованием тяжелого оборудования на крышах резервуаров.
Оценка остаточной толщины стенки в режиме реального времени гарантирует, что технические специалисты могут оценить уровень безопасности зоны непосредственно перед ними во время проверки, что повышает безопасность оператора. Кроме того, эту технологию можно комбинировать с решением для удаленного развертывания, чтобы еще больше снизить риск для операторов
PECA также позволяет сочетать высокий охват с производительностью. На потолочных панелях толщиной 4,76 мм (3/16 дюйма) скорость сканирования составляет порядка 100–200 миллиметров (4–8 дюймов) в секунду при покрытии 457 миллиметров (18 дюймов). Такая производительность позволяет контролировать 100 % поверхности листа, обеспечивая более высокое значение PoD, чем при обычном выборочном УЗ-контроле.
В отличие от других электромагнитных методов, технология PECA также чувствительна к относительным изменениям толщины стенок, независимо от того, характеризуются ли они резким или медленным переходом от номинального значения, обеспечивая точную оценку даже генерализованной коррозии. Кроме того, поскольку на PEC не влияет плохое состояние поверхности, для проведения проверки не требуется подготовки поверхности.
Заключение
В связи с растущими опасениями по поводу безопасности специалистов на крышах резервуаров рассматриваются новые методы, обеспечивающие обнаружение общей коррозии. PECA сочетает в себе высокую производительность с чувствительностью к общей коррозии и оптимальным покрытием. Он обеспечивает показания толщины в режиме реального времени и представляет собой интересную альтернативу традиционным УЗК или MFL-контролю плит крыш надземных резервуаров.
