اثر عوامل میدانی در ارزیابی خوردگی کف مخازن نفت به روش نشت شار مغناطیسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

آزمایشگاه تحقیقاتی ارزیابی غیرمخرب، دانشکده مهندسی مواد و صنایع، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، ایران

چکیده

در این مقاله، اثرات برخی عوامل میدانی در ارزیابی غیرمخرب میزان خوردگی کف مخازن نفتی به روش نشت شار مغناطیسی ‏در سطح صنعتی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، اثر روشن بودن سامانه حفاظت کاتدی، وجود آلودگی، وجود ‏زائده‌های فلزی (خال‌جوش یا پاشش جوش)، اعوجاج ورق کف مخزن و ضخامت پوشش غیرفلزی (رنگ) بر دقت ارزیابی ابعاد ‏عیوب در موقعیت‌های مختلف بررسی شده است. بازرسی‌ها به صورت میدانی در دو مخزن نفتی با استفاده از دستگاه نشت شار ‏مغناطیسی با برند ‏MFL3DiM‏ روی عیوب شناسایی شده، انجام شد. از بلوک‌های فولادی استاندارد با ضخامت‌های 6 و 8 ‏میلی‌متر و 4 عیب خوردگی مصنوعی در اندازه‌های 20، 40، 60 و 80 درصد ضخامت برای تنظیم و کالیبراسیون دستگاه ‏استفاده شد. همچنین برای صحت‌سنجی نتایج اندازه‌گیری ‏MFL‏ از ضخامت‌سنجی فراصوتی استفاده شد. نتایج ارزیابی‌ها ‏نشان داد که روشن‌بودن سامانه حفاظت کاتدی سبب کاهش دقت اندازه‌گیری شده و عیوب خوردگی با مقدار کمتر از 22 درصد تلفات جرم ‏شناسایی نمی‌شوند. همچنین وجود زائده فلزی (خال‌جوش) با ارتفاع 5 میلی‌متر باعث شد که عیوب با عمق خوردگی کمتر از ‏‏25 درصد، شناسایی نشوند. از طرفی مشاهده شد که وجود زائده و زباله در کف مخزن باعث شده است که خطای ایجاد شده ‏در تشخیص اندازه‌ی عمق خوردگی بیشتر از طول و عرض آن باشد. عدم تمیزی و وجود زباله روی کف مخزن باعث شد که ‏عیوب با عمق خوردگی کمتر از 18 درصد شناسایی نشود. ایجاد اعوجاج در ورق کف مخزن باعث شد که عیوب کاذب در ورق ‏شناسایی شده و ابعاد عیوب واقعی نیز با خطا گزارش شوند. وجود پوشش با ضخامت بیشتر از 3000 میکرو‌متر باعث شد که ‏عیب‌های ورق‌های کالیبراسیون قابل شناسایی نباشد. بررسی‌های تکمیلی نشان داد که اگر اختلاف ‏ضخامت پوشش ‏غیرمغناطیسی روی ورق کف مخازن بالاتر از 500 میکرومتر باشد، ابعاد عیوب مشاهده شده در دستگاه غیرواقعی است و ‏قابل‌اتکا نیست.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Field Factors on the Evaluation of Corrosion of Storage Tanks Floor ‎by ‎Magnetic Flux Leakage Method

نویسندگان [English]

  • Reza Taghavi Jelodar
  • Majid Abbasi
Research Laboratory of NDE, Faculty of Materials and Industrial Engineering, Babol Noshirvani University of Technology, Mazandaran, Iran.
چکیده [English]

In this paper, the effects of some field factors in the non-destructive evaluation of the corrosion rate of the floor of oil storage tanks have been investigated using the magnetic flux leakage method at the industrial level. For this purpose, the effect of factors such as the cathodic protection system on the tank, the presence of waste, the presence of metal attachments (spot welding or spatter), distortion of the tank and the coating thickness of plate on the accuracy of the assessment of the size of defects in different situations have been studied. The field inspections were carried out in two oil tanks using the MFL3DiM magnetic flux leakage unit on the detected defects. Two standard steel blocks with thicknesses of 6 and 8 mm and 4 specific defects in different sizes (20, 40, 60 and 80% of the plate thickness) was used for setting and calibrating the device. Ultrasonic thickness measurement was also used to verify the results of MFL measurement.  In addition, the MFL results were clarified by an ultrasonic thickness measuring unit. The results of the evaluations showed that when the cathodic protection system is turn on, it caused a decrease in the measurement accuracy and the corrosion defects with a less than 22 mass loss percent are not identified. Also, the presence of a metal attachments (welding spot) with a height of 5 mm caused defects with a corrosion depth of less than 25% not to be detected. On the other hand, it was observed that the presence of attachments and waste on the bottom of the tank caused the error in detecting the depth of corrosion to be greater than the length and width of the defect. The presence of waste on the bottom of the tank caused defects with a corrosion depth of less than 18% not to be detected. Distortion in the bottom sheet of the tank caused false defects to be detected in the sheet and the dimensions of the real defects were reported completely wrongly. The presence of a coating with a thickness of more than 3000 micrometers made the defects of the calibration plates undetectable. Additional investigations showed that if the difference in the thickness of the non-magnetic coating on the sheet is higher than 500 micrometers, the dimensions of the detected defects are unrealistic and unreliable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Storage Tank
  • Oil
  • ‎ Corrosion
  • ‎ Nondestructive Evaluation
  • ‎ Magnetic Flux leakage. ‎
[1] N. Kasai, Non-destructive Evaluation method for
far-side corrosion type flaws in oil storage tank
bottom floors using the magnetic flux leakage
technique, Journal of the Japan Petroleum
Institute, 2003, 46, (2), 126-132.
[2] A. R. Ramırez, Experimental study to differentiate
between top and bottom defects for MFL tank
floor inspections, NDT&E International, 2009, 42,
16–21.
[3] N. Kasai, Influence of corrosion products on
magnetic flux leakage signals in inspection of farside metal-loss defects in oil storage tank bottom
floors, Journal of the Japan Petroleum Institute,
2004, 47(1) 19-26.
[4] F. LIU, S. Ding, X. Guo, Magnetic flux leakage and
acoustic emission testing technique for
atmospheric storage tanks, 17th World
Conference on Nondestructive Testing, 25-28 Oct
2008, Shanghai, China.
[5] M. Kircough, How silverwing products and services
can assist owner/operators in overcoming
corrosion problems associated with carbon steel
above ground storage tanks, Silverwing (UK) LTD,
Scientific Reports 2015.
[6] J. T. Lary, Corrosion Control/Cathodic
Aboveground Storage Tank, Corrpro Companies,
inc.1090 Enterprise Drive, Medina, Ohio 44256,
330-723-5082
[7] Wilhelm Butler Wang, Pitting corrosion in water
ballast tanks, University College Buskerud and
Vestfold, Faculty of Technology and Maritime
Sciences, April 2014
[8] ا. موسی نیا، ا. یاری سعدی، ح. کهتری ، مقایسه روشهای
بازرسی خوردگی کف مخازن در شرایط خارج از سرویس،
پانزدهمین کنگره ملی خوردگی ایران، 1393
[9] E. Ya. Lyublinski, Y. I. Kuznetsov, M. Schultz, Y.
Vaks, Corrosion protection of tank product side
bottoms, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2013, 2( 2)
150–161.
[10] F. LIU, S. DING, X. GUO, Magnetic Flux Leakage
and Acoustic Emission Testing Technique for
Atmospheric Storage tanks, 17th World
Conference on Nondestructive Testing, 25-28 Oct
2008.
[11] API STD 653, Tank Inspection, Repair, Alteration,
and Reconstruction, 2003.
[12] M. Klann, T. Beuker, Pipeline inspection with the
high resolution EMAT ILI–tool, report on field
experience, Proceedings of IPC 2006, 6th
International Pipeline Conference, September 25-
29, 2006, Calgary, Alberta, Canada.
[13] Y. Shi, C. Zhang, R. Li, M. Cai, G. Jia, Theory and
application of magnetic flux leakage pipeline
detection, Sensors, 2015, 15, 31036–31055.
[14] J. Wu, W. Wu, E. Li and Y. Kang, Magnetic flux
leakage course of inner defects and its detectable
depth, Chinese Journal of Mechanical
Engineering, 2021, 34(63) 2-11.
[15] ASME STD Section V, article 16, Magnetic flux
leakage (MFL) examination, 2019
[16] ASTM A283, Standard specification for low and
intermediate tensile strength carbon steel plates,
2015.
[17] A. Gundogdu, S. Sahin, E.M.I effects of cathodic
protection on electromagnetic flowmeters,
Sensors, 2007, 7(1), 75-83.
[18] B. Feng, J. Wu, H. Tu, J. Tang, Y. Kang, A review of
magnetic flux leakage nondestructive testing,
Materials, 2022, 15, 7362.
[19] L. Xiao-meng, D. Hong-sheng, B. Shi-wu, Research
on the stress-magnetism effect of ferromagnetic
materials based on three-dimensional magnetic
flux leakage testing, NDT&E International, 2014,
62, 50–54.
[20] T. Zhang, G. Tian, X. Zuo, Pulsed magnetic flux
leakage sensor systems and applications, IEEE
Instrumentation and Measurement Technology
Conference, China, 2011.