石油圈
随着新版《安全生产法》、《环境保护法》颁布实施，油气管道行业重大安全事故问责力度日益加大。储罐设计寿命一般为25～30年，我国普遍存在储罐超期服役问题，储罐泄漏风险大。美国国家环保局（EnvironmentalProtectionAgency，EPA）统计资料表明全国约180万个地下储油罐，约28万个存在不同程度渗漏，约25%储罐泄漏直接造成土壤环境和地下水污染。探索高效的储罐泄漏检测技术，在储罐发生泄漏初期或者尚未扩散前，及时发现泄漏并采取有效措施十分重要。分析了目前常用的储罐泄漏检测技术的适用性和优缺点，介绍了美国储罐泄漏检测的技术标准、先进经验和推荐做法，在一定程度上代表了国外储罐泄漏检测的技术水平和发展趋势，对于保证我国石油行业储油安全、减少损失和保护环境具有重要意义。
1常规储罐泄漏检测方法
1.1人工检尺测量
人工检尺测量通过罐内液位变化、盘库计算和外观检查的方式判断储罐是否泄漏，该方法受到人员操作、油品温度和液面动态变化影响，精度低、误差大，该方法只能检测油品泄漏，发现微小渗漏困难，对于收发油频繁的储罐，即使较大泄漏也难以发现。
1.2基于容积/质量测量技术泄漏检测系统
容积/质量测量系统的原则是消除与储罐泄漏无关的变量参数，测量一定时间内储罐液体量，非因变量导致的液体损害或者明显的容积/质量变化都可被认为是泄漏，可在运行条件下监测储罐的液压完整性，如统计物料平衡法是基于储运过程采集参数的检测方法，分析储罐一定时期内库存、发油、计量、温度和压力数据，评价储罐运行状态，判断是否发生渗漏，可检测到0.9L/h的渗漏量，该方法是EPA推荐的埋地储罐泄漏检测方法，适用于有效容积不超过80m3的小型储罐。
1.3基于储罐基础泄漏检测方法
在新建储罐基础下设计基础检漏层方法，适用于检测长期积累的微小渗漏和较大泄漏，该方法不适用于已建储罐。该方法缺点是对微小渗漏发现不及时，储罐长期运行可能导致检漏层堵塞或损坏，已经漏油可能延滞干扰以后探测的准确性，导致无法及时发现渗漏。
近年来应用了储罐基础内钻孔监测油气体积浓度的新方法，采用手工钻孔法沿罐周每9m弧长钻一个直达砂垫层的探测孔（直径12mm、深度250mm），钻孔后用硅胶封闭，定期利用高灵敏度的光离子化油气含量检测仪（VOCPID）探测油气，判断是否发生渗漏。针对汽油储罐的判漏标准是：如探测孔近3次检测的油气含量不高（低于92.4×10-6mL/m3），且没有上升趋势，可判断储罐底板无渗漏；反之判断储罐底板已渗漏。储罐基础探测孔油气含量采样频率建议每周或半月1次，如罐区规模大可每月1次，如发现探测孔油气含量逐渐增加或急剧增加，应每日监测1次。该方法能够快速判定储罐是否渗漏，也可应用于设计基础检漏层的储罐，缺点是只能大致判断储罐底板泄漏位置和泄漏程度，不能完全准确定位。
1.4双层罐底板泄漏检测法
自20世纪90年代，国外开展双层罐底板结构立式储罐应用研究，可实现储罐泄漏在线检测。该型储罐由上下层板和支撑结构组成，可有效避免罐底板双面腐蚀，支撑结构满足储罐介质载荷强度要求，下层底板在上层底板泄漏情况下能起到防护和延迟泄漏作用。罐底泄漏后通过氮气吹扫将泄漏油气携带至外部检测系统，通过研究吹扫气体成分，实现对储罐泄漏的在线监控。目前双侧罐底板结构立式储罐在国内还处于初步试验阶段，该类型储罐的安全运行及泄漏检测精度还有待进一步验证。
1.5停运储罐泄漏检测方法
上述方法能够在储油状态下对储罐进行实时泄漏检测，针对停运储罐或者计划修理储罐，进行储罐清洗和通风处理后，在满足可燃气体浓度检测和人员安全的条件下，可开罐进入检查进行泄漏检测，包括以下几种方法：
（1）目视检查：一般性检查最低照明强度条件是5～12.5W，借助镜子、照相机可进行更大范围的目视检测，可检测到储罐底板的表面缺陷，如开裂、咬边、凹坑、未焊透等，进而确定泄漏位置。
（2）焊缝毛细管法：该方法简单实用，可快速确定泄漏位置并进行修理。在罐体和罐底板的角焊缝一侧涂抹高渗透性油或者燃料渗透剂，保持至少4h（最好12h），如焊缝存在泄漏，在毛细作用下，可观察到油或者渗透剂会渗透到焊缝另一侧。此外液体渗透剂、磁粉颗粒检测法也可用来确定焊接缺陷，如裂纹、缝隙、搭接或者对焊接表面的空隙，技术原理和操作步骤与上述方法类似。
（3）气泡测试法-压力法：罐底内表面涂上指示溶液，利用软管将不高于0.75kPa的气体通过罐底钻孔注入到罐底，如罐底内表面出现气泡表明存在泄漏。另一种方法是用泵注入储罐内静压力为4.9kPa的水柱，将不超过2.24kPa气体注入罐底，如罐底内出现气泡表明存在泄漏。借助气动锤可提高效果，增强底板震动幅度，使绣垢从点蚀坑中飞出，从而暴露泄漏点。
（4）气泡测试法-真空法：在可疑区域涂抹指示剂，将带有软橡胶垫圈的真空箱打开的一侧紧紧压在可疑区域上，用软管将真空泵与真空箱连接形成真空，透过真空箱玻璃观察，如出现气泡表明存在泄漏。该方法要求罐底板和防止装置的障碍物之间最小垂直间隙为150mm，并要求能够观测到被检查区域。
（5）示踪气体检测法：向储罐下注入含有示踪剂的惰性气体（一般为焊接级氦气），通过泄漏探测系统的管道系统注入气体，如储罐未安装泄漏探测系统，通过罐底钻孔注入气体。使用精度为可探测百万分之几的示踪气体检测仪器扫描整个罐底，适用于检测罐底焊缝、罐壁-罐底焊缝、环箍焊缝的缺陷。该方法优点是可随时使用罐底下的惰性气体进行补焊，且修理后能够立刻重新进行检查。该方法适合储罐底板无涂层或者未安装衬里的情形，也适用于确定疑似发生泄漏的储罐底板的准确泄漏位置。
2美国储罐泄漏检测新技术
2.1声发射技术
通过罐底裂缝流出的液体会产生声音，声发射方法基于对采集声信号的分析转换，可准确定位泄漏位置和判定泄漏程度。自20世纪90年代，美国物理声学公司对数千座储罐进行声发射在线检测，建立了大型常压储罐底板检测专家系统TankPac，可对储罐底板腐蚀和泄漏状况进行评估，并据此推荐储罐检查优先顺序，或确定下一次检测周期。国内储罐声发射检测还处于试验阶段，该方法干扰因素多，在噪声水平较高时信号变化起伏大，不能真实反映罐底腐蚀泄漏情况。为使声发射方法区分信号和噪声，应借助数据收集算法和信号处理算法，如全惠敏提出了一种基于广义S变换的声发射信号分析及定位算法，孙立瑛采用BP神经网络对储罐底板声发射信号进行模式识别，提供了对储罐底板腐蚀、裂纹扩展和泄漏等不同性质的声发射源的判别能力。此外声发射检测设备价格昂贵、操作复杂，人员需经过专业培训。
2.2罐基础预埋检测元件法
通过在罐底部铺设感应电缆实时监测泄漏，如美国TycoThermalControl公司研发的TraceTek漏油感应电缆在发生泄漏后，将信号送至控制器，经微处理器处理后报警并显示泄漏位置。漏油感应电缆是一次性的，价格昂贵，需要在建罐前基础铺设电缆，已建储罐铺设电缆防爆要求高、难度大、成本高。除漏油感应电缆、罐基础预埋检测元件法，还有导电性粉体元件监测法、电场感应技术和光导纤维监测法等，均需预先铺设在储罐基础中，重复使用率低，维护费用高。
2.3电阻探漏法
美国罗得岛大学研制了金属探钉，探钉埋设于土壤中，模拟油品污染物渗透到土壤中，通过测量探钉之间的电压，计算渗透油品污染物土壤的电阻率；美国westec公司研发的电子探测系统ELDS在华盛顿附近罐区针对土壤电阻率与泄漏量的变化规律进行了试验，可探测到精度为26.1L/h的泄漏量引起的电阻变化；美国PraxairService公司研发的电子仪器SeeperTrace在不破坏地表情况下采集地表土壤气探测泄漏，该技术成功应用于埋地管道和地下天然气储罐的泄漏实时探测和定位。
3美国储罐泄漏检测技术标准
3.1API653-2009美国石油学会标准
API653-2009《油罐的检验、修理、改建及翻建》，规定了储罐罐顶、罐壁、罐底板、罐基础的完整性评定准则，不推荐储罐外观检查，推荐新建储罐或者改建储罐应安装罐底防渗系统，结合罐区土壤蒸气监控、可燃气体探测等方法，以保证罐底板完整性。罐底防渗系统包括钢底、合成材料、黏土衬垫、混凝土垫块等单项或多项综合措施，防止油品溢出进入土壤或地下水，并吸附溢出油品用于渗漏探测。
3.2API653-2009
美国石油学会标准API575-2005《常压和低压储罐检验的推荐作法》，规定了储罐底板泄漏测试方法和要求，储罐泄漏主要出现在有焊接缺陷的焊缝、管螺纹、垫片连接处或者人孔盖版等处。该标准推荐储罐基础防渗系统，或者双侧罐底板中安装泄漏探测系统，将泄漏油气引向储罐周边，通过外观检查或者传感器、电缆等检测装置进行探测。
3.3NFPA329-2005
美国国家消防协会（NationalFireProtectionAssociation，NFPA）出版了NFPA329-2005《易燃气体和液体泄漏处理推荐做法》，标准规定了易燃或可燃液体、气体泄漏可能扩散导致火灾爆炸风险的控制措施，推荐的储罐泄漏检测方法是外观检查、蒸汽或地下水监测井、声发射法、质量-温度曲线法和气体示踪剂法。该标准核心内容是储罐泄漏初期处置措施，在相关标准中较少涉及，具有借鉴意义，主要包括以下几个方面：
（1）发现泄漏迹象。如外观检查地表水和土壤可见油气、密封性试验存在缺陷、设备监测、盘库计量和储罐底板渗水等。
（2）确定危险性等级。易燃或可燃液体、气体从地表水或从土壤中渗出，在汇流点聚集形成高浓度可燃气体，如地表水形成油膜或气泡，火灾危险性较小；如水体油膜宽度超过6m，火灾危险性较高。
（3）气体检测和人员疏散。可燃气体浓度高于最低燃烧下限（LowerFlammableLimit，LFL）的50%，禁止人员进入可燃液体、气体泄漏扩散的区域，采取自然通风措施（如自然通风不能消除低点密闭空间的气体，采用防爆型电动/手动风扇等机械通风设备），并疏散受影响区域的公众。可燃气体浓度低于LFL的50%，才能进入查找泄漏源，人员应佩戴自持试呼吸器进入。
（4）消除点火源。消除汇流点（泄漏源）30m之内的点火源。
（5）查找泄漏源。建议在发现油气迹象的100m范围内查找泄漏源，如可燃气体浓度持续下降，可确定泄漏源。应注意区分储罐泄漏和计划性排污，储罐泄漏一般为重复性少量泄漏，计划性排污一般为一次性大流量。
3.4API353-2006
借鉴管道干线完整性管理方法，美国石油学会标准API353-2006《转运油库设施完整性管理系统》提出了基于风险评价为核心的储罐和工艺管道完整性管理的基本方法，阐述了储罐和工艺管道风险计算模型，通过确定储罐泄漏场景、泄漏频率和后果，计算泄漏频率与泄漏后果的乘积，确定风险值。该标准分别考虑了储罐底板、罐壁、溢流、浮顶的泄漏频率，其中储罐小泄漏和快速失效的频率分别为7.2×10-3次/a和2.0×10-5次/a；泄漏后果包括环境后果（对土壤、水体及生态影响）、公众后果（对站场和周边人员安全、健康及设施的影响）和商业后果（经济损失和信誉损失）。该标准为我国开展储罐和工艺管道的完整性管理提供了参考。
4结论及建议
（1）在分析比选储罐泄漏检测技术优缺点基础上，考虑储罐运行状态和经济性因素，建议使用一种或组合使用多种储罐泄漏检测技术；
（2）新建储罐或者计划性更换底板的在役储罐可采用预设基础探漏层技术，已建储罐采用储罐基础内钻孔监测油气浓度的技术；
（3）如资金允许，收发油频繁储罐采用罐基础预埋检测元件法，可实现罐底板渗漏的自动化实时监控，这也是储罐检测技术的发展趋势；
（4）美国标准倾向于安装罐底板基础渗漏探测系统技术，可将泄漏油气从基础内部引向储罐外周边，通过外观检查或者传感器、电缆等检测装置进行探测；
（5）现有标准侧重于储罐泄漏检测技术要求，NFPA329-2005规定了储罐泄漏初期处置措施，包括发现泄_漏迹象、确定危险性等级、气体检测和人员疏散、消除点火源和查找泄漏源，具有借鉴意义；
（6）建议借鉴API353-2006关于储罐完整性管理的理念，计算储罐泄漏风险值，作为储罐泄漏检测技术的辅助手段，结合储罐腐蚀速率和运行状况，制定合理的储罐修理周期。
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