浮动出油臂破裂原因分析

高学建(中航油京津冀物流有限公司，天津 300300)

0 引言

浮动出油臂应用于储罐内部，与罐壁出口管连接，用来防止罐底污水及化学或机械杂质与物料混合出罐，进而保证储罐向外出油的纯净度，如图1所示，为储罐内部结构图。浮动出油臂通过浮筒产生浮力力矩，带动浮管在回转器上做轴线运动，介质由吸口吸入，流至浮管、回转器、出口弯头，然后流出罐外，从而实现浮动出油这一工艺流程。

图1 储罐内部结构图

公司共有12座常压立式内浮顶储罐，内浮顶下设置有浮动出油臂，于2018年10月正式投用[1]。

1 浮动出油臂破裂现象

截止2021年12座储罐仅T-204罐发现浮动出油臂浮管变形开裂，如图2所示。浮动出油臂浮管变形开裂，其他储罐运行工况相同或相近，并未出现类似问题。

图2 浮动出油臂浮管变形开裂

浮动出油臂的浮管(即与出口管连接处的第一段浮管)，被发现在两端法兰处单侧上下裂开，裂缝尺寸约为浮管直径的一半，并且浮管直径方向左右向中心呈压瘪状，浮动出油臂整体向一侧偏移约20～30 cm，与浮盘支柱紧挨。

2 原因分析

(1)在浮动出油臂安装投用这段时间，设备一直暴露在湿度大、含盐量高的大气中，对铝浮管及法兰焊缝处造成了腐蚀。

(2)由于浮盘浮起前，进油时会导致液面波动，使得浮动出油臂产生水平方向左右摆动，然后使浮管产生了变形或者开裂。

(3)初次进油时空气未从浮管中完全排出，导致内外压力不平衡。回转接头卡涩——浮盘上升过程中，浮管在液体浮力作用下，一端上升，另一端卡涩不动，导致浮管变形及开裂。

(4)安装尺寸存在较大偏差。进、出油时速度过快，导致浮管内外压力不平衡，而且3.1-3.3项中的问题可能会加剧这个问题，导致浮管开裂后内陷，使浮管中部内陷后管道内径变小，更加剧浮管变形和开裂。

通过现场检查及资料核实，发现浮动出油臂的吸油口处、浮管内均未发现堵塞，回转接头在初步检查时能正常转动；浮动出油臂浮筒位置与图纸对照，位置一致。在T-204储罐检查、清洗过程中并未发现较大杂物能够阻塞浮动出油臂管口，且该储罐发油过程中最大流量为1 000 m³/h，机泵并无任何汽蚀或抽空现象发生。该储罐浮动出油臂排气时间充足，浮动出油臂内部不应该存在气体。储罐初次进油时，按操作要求，静置了28 h排气，进油速度为270 m³/h，出油最大速度为480 m³/h。因此基本排除了3.3-3.5和3.6中的出油速度过快的原因。

截至2020年10月31日，公司12座储罐只有T-101、T-203未进行储罐清洗、浮动出油臂等设备检查，其余储罐内部附件检查过程中均未发现浮动出油臂变形、开裂现象。

T-204储罐自2018年投用至检查发现浮动出油臂破裂前，收发油情况及数据如表1收发油情况数据表(节选)所示。

表1 收发油情况数据表(节选)

根据表1可知，在此期间曾接收两次外贸油入罐(公司接收油品渠道：(1)管道收油，流速最大不超过400 m³/h；(2)通过码头接收内、外贸船来油，其中内贸油品入库最大流量为1 200 m³/h；外贸油品入库最大流量为2 500 m³/h)。2019年10月20日接收瓦伦特外贸船油品，T-204作业前液位2.03 m，作业后液位16.72 m，总作业量12 486 t；2020年4月26日接收长航风采外贸船油品，T-204作业前液位2.03 m，作业后液位8.34 m，总作业量5 360 t。这两次接收外贸油品储罐分别为T-104、T-204、T-205，接收瓦伦特外贸船油品储罐顺序为T-204、T-205、T-104；接收长航风采外贸船油品储罐顺序为T-104、T-205、T-204。T-104储罐清洗日期为2019年9月6日；T-205储罐清洗日期为2019年10月15日。因此可以得出T-104、T-205储罐接收外贸油品均为储罐首次清洗后。鉴于此情况，待T-104、T-205下次检查、清洗过程中应以重点进行检查其浮动出油臂情况。

3 处理措施

检查回转接头、调整各支撑部件位置、更换破裂浮管。在回转接头拆卸检查过程中，拆卸前手动转动回转接头，转动基本正常，内有滚珠滚动声音；拆卸后将全部滚珠拆出，并且清点数量，每道滚道处数量一致，滚轴有少部分轻微锈迹，滚道处无明显锈迹，将回转接头滚珠及滚道清洗回转后，手动转动正常，并且对回转接头进行了整体拆卸、清洗，确保回转接头旋转无卡涩，回转接头拆解如图3所示[2]。

图3 回转接头拆解

更换新的浮管，为了防止再次出现问题，要求在浮管强度上进行加固，将环形加强板更改为L型加强板，对浮管整体进行加强，以防止浮管出现问题，新浮管如图4所示。

图4 新浮管

加强工艺操作控制，特别是储罐首次进油或清罐后进油，严格浮动出油臂的排气时间，保证浮动出油臂内充满油品；对储罐的收发油操作严格执行工艺操作卡片参数，严禁超压、超流速作业，对工艺操作卡片参数执行严格审核制度，发现工艺操作卡片参数编制误差或不符合现场工艺设备操作条件的及时进行修订。加强设备安装、改造、维修的过程管理，在设备安装、改造或维修过程前，必须编制专项施工方案并经使用单位相关人员进行审核，通过后方可实施；过程中严格各道工序质量管理，对上道工序未进行检查确认或验收的严禁实施下道工序，材料质量及安装尺寸偏差等是否符合标准要求；过程后落实检查、验收工作。

4 结语

产生浮管变形及开裂问题应该不是由于某一个单独的原因造成，可能是多个因素综合一起造成的结果。设备的故障或损坏往往不是一蹴而就的。从设备的设计、选型、制造、运输、安装、使用、维护、维修直至报废，任何一个环节或几个环节出现问题，都会缩短设备的寿命，因此加强设备管理必须要从设备的全寿命周期进行全面、综合管理。设备的检维修管理只是设备管理的某一分支，检维修质量固然重要，预知维修也可以体现设备管理的水平，但仅仅依靠设备检维修质量来提高设备管理水平是远远不够的，设备管理必须依托设备管理体系、建立设备管理组织架构，相关领导重视设备管理工作，系统的对设备进行全寿命周期管理，才能真正改善及提高设备管理水平。