Ngành OIL & GAS là một trong những lĩnh vực trọng điểm của nền kinh tế, cung cấp năng lượng, nhiên liệu và nguyên liệu đầu vào cho hàng nghìn ngành công nghiệp khác. Trong chuỗi hoạt động khai thác, chế biến và phân phối, bồn bể (Storage Tank) đóng vai trò trung tâm trong việc lưu trữ, vận chuyển và quản lý an toàn các loại chất lỏng dễ cháy nổ như dầu thô, xăng, diesel, khí LPG, LNG.

Để duy trì độ chính xác thể tích và đảm bảo an toàn tuyệt đối, các bồn dầu khí cần được kiểm tra biến dạng (Tank Deformation Survey) and hiệu chuẩn định kỳ (Tank Calibration) theo tiêu chuẩn quốc tế API & ISO.

Giới thiệu tổng quan về bồn bể trong ngành Dầu khí

1.1. Bồn bể trong ngành dầu khí là gì?

Bồn bể dầu khí là thiết bị kỹ thuật chuyên dùng để chứa và bảo quản dầu thô, sản phẩm dầu tinh chế hoặc khí hóa lỏng. Chúng thường được chế tạo từ thép carbon, thép hợp kim hoặc thép không gỉ và có dung tích từ vài chục đến hàng trăm nghìn mét khối.

Tùy theo vị trí sử dụng, bồn có thể là:

• Bồn cố định (Fixed Storage Tank) tại kho cảng hoặc nhà máy lọc dầu.
• Bồn di động (Mobile Tank) dùng trong xe bồn hoặc tàu chở dầu.

1.2. Vai trò của bồn bể trong ngành dầu khí chuỗi khai thác – chế biến – phân phối

Bồn bể tham gia ở hầu hết các giai đoạn của ngành dầu khí:

• Thượng nguồn (Upstream): Lưu trữ dầu thô tại điểm khai thác hoặc giàn khoan.
• Trung nguồn (Midstream): Dùng trong hệ thống vận chuyển, lưu trữ trung gian tại cảng hoặc depot.
• Hạ nguồn (Downstream): Lưu trữ sản phẩm tinh chế trước khi phân phối đến trạm xăng hoặc xuất khẩu.

Phân loại bồn bể dầu khí theo công dụng và cấu trúc

2.1. Bồn chứa dầu thô (Crude Oil Tank)

Đây là loại bồn lớn nhất, dung tích từ 10.000 đến 100.000 m³, thường được trang bị mái nổi (Floating Roof) để giảm bay hơi và mất mát dầu.

• Tiêu chuẩn áp dụng: API 650, API 653.
• Applications: Nhà máy lọc dầu Dung Quất, Nghi Sơn, Bà Rịa – Vũng Tàu.

2.2. Bồn chứa sản phẩm tinh chế (Product Tank)

• Được dùng để chứa xăng RON95, diesel, Jet-A1, FO, Naptha…. Bồn loại này có thể có mái cố định (Fixed Roof) và hệ thống đo mức tự động.

• Yêu cầu: chống cháy nổ, sơn chống ăn mòn, lắp van an toàn và hệ thống PCCC tự động.

2.3. Bồn LPG/LNG và bồn đặc biệt

Chứa khí hóa lỏng ở nhiệt độ cực thấp (-160°C) hoặc áp suất cao.

• Vật liệu: thép cryogenic hoặc hợp kim Ni–Cr chịu lạnh.
• Tiêu chuẩn: ASME VIII, EN 13458, ISO 21009.

Cấu tạo kỹ thuật của bồn bể trong ngành dầu khí

3.1. Đáy bồn (Tank Bottom)

Làm từ thép hàn tấm, có độ dốc 1:100 giúp thoát nước.
Đây là bộ phận dễ bị ăn mòn, lún nền và rò rỉ, do tiếp xúc trực tiếp với môi trường và dung dịch nước đáy (water bottom).

3.2. Thân bồn (Shell Course)

Gồm nhiều tấm thép xếp chồng theo chiều cao, hàn nối liền nhau.
Sai lệch hình học ở phần thân là nguyên nhân chính gây mất thể tích và biến dạng cục bộ.

3.3. Mái bồn và phụ kiện

Mái bồn có thể là mái nổi bên trong, mái cố định hoặc mái dạng chóp.
Kèm theo các phụ kiện:

• Hệ thống van xả hơi (Vent System),
• Cảm biến đo mức radar,
• Ống đo mẫu (Gauge Hatch),
• Hệ thống PCCC Foam System.

Quy trình kiểm tra biến dạng bồn bể trong ngành dầu khí (Tank Deformation Survey)

4.1. Nguyên nhân gây biến dạng

• Áp lực chất lỏng vượt giới hạn thiết kế.
• Lún không đều của nền móng.
• Ăn mòn vật liệu hoặc hư hại mối hàn.
• Biến thiên nhiệt độ và áp suất vận hành.

4.2. Phương pháp đo và công nghệ ứng dụng

Hiện nay, kỹ sư sử dụng các công nghệ hiện đại như:

• 3D Laser Scanning: Quét toàn bộ bề mặt bồn với độ chính xác ±1 mm.
• Drone Inspection: Dò tìm biến dạng mái và vết nứt ở khu vực nguy hiểm.
• Ultrasonic Testing (UT): Đo chiều dày thành bồn, phát hiện ăn mòn.
• Total Station & GPS: Đo nghiêng, lệch tâm và độ lún nền.

4.3. Đánh giá kết quả và xử lý kỹ thuật

Dữ liệu được phân tích bằng phần mềm chuyên dụng (AutoDesk, Leica Cyclone) để tạo mô hình 3D thực tế.
Nếu biến dạng vượt mức cho phép theo API 653, kỹ sư sẽ đề xuất:

• Gia cố nền móng,
• Cắt – hàn phục hồi thành bồn,
• Hoặc hiệu chuẩn lại toàn bộ thể tích.

Quy trình hiệu chuẩn bồn bể trong ngành dầu khí (Tank Calibration)

5.1. Mục đích và tầm quan trọng

Hiệu chuẩn bồn bể trong ngành dầu khí (Tank Calibration) là quá trình xác định chính xác thể tích thực tế tương ứng với mực chất lỏng đo được trong bồn. Đây là bước bắt buộc trong vận hành bồn chứa dầu, xăng, LPG để đảm bảo:

• Độ chính xác trong đo lường thương mại (bán, mua, lưu kho).
• Tuân thủ pháp lý và tiêu chuẩn quốc tế như ISO 7507, API 2550, OIML R71.
• Giảm tổn thất tài chính do sai lệch thể tích hoặc lún biến dạng bồn.

Trong ngành dầu khí, chỉ cần sai số 0.1% thể tích cũng có thể gây thất thoát hàng trăm nghìn USD. Vì vậy, các nhà máy lọc dầu, kho xăng dầu và depot luôn phải hiệu chuẩn định kỳ (3–5 năm/lần).

5.2. Phương pháp hiệu chuẩn truyền thống và hiện đại

Phương pháp thủ công (Manual Strapping)

• Sử dụng thước thép và dây đo để đo kích thước vật lý của bồn (chu vi, chiều cao, bán kính).
• Tính toán thể tích bằng công thức hình học.
• Nhược điểm: mất thời gian, sai số cao (±2–3 mm), phụ thuộc tay nghề kỹ thuật viên.

Phương pháp hiện đại (3D Laser Scanning / Photogrammetry)

• Dùng máy quét laser 3D hoặc hệ thống quét ảnh quang học (UAV, Drone).
• Thu thập hàng triệu điểm dữ liệu tạo mô hình 3D chính xác ±1 mm.
• Tự động tính toán bảng dung tích (Calibration Table).
• Ưu điểm: Nhanh, chính xác, an toàn, không cần vào trong bồn.

Ví dụ thực tế: Nhiều đơn vị tại Việt Nam như PTSC, PVOIL, Petrolimex đã áp dụng Laser Scanningtrong hiệu chuẩn bồn từ năm 2022, giúp rút ngắn thời gian từ 5 ngày xuống còn 1 ngày/bồn.

5.3. Quy trình hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn quốc tế

Theo ISO 7507 and API 2550, quy trình gồm 6 bước chính:

Kết quả hiệu chuẩn được dùng trong đo mức tự động (Radar Level Measurement) and quản lý tồn kho dầu khí (Inventory Management System).

Các tiêu chuẩn quốc tế áp dụng trong dầu khí

Lợi ích khi kiểm tra và hiệu chuẩn định kỳ bồn bể trong ngành dầu khí

Hiệu chuẩn và kiểm tra biến dạng không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn mang lại giá trị kinh tế và an toàn lâu dài:

• Đảm bảo an toàn vận hành: Phát hiện sớm biến dạng, rò rỉ, nguy cơ sập mái.
• Giảm thất thoát dầu khí: Đo chính xác thể tích giúp quản lý tồn kho hiệu quả.
• Tuân thủ pháp lý và tiêu chuẩn quốc tế: Tránh vi phạm quy định của Bộ KH&CN.
• Tối ưu chi phí bảo trì: Bảo trì đúng chỗ, đúng thời điểm.
• Nâng cao uy tín doanh nghiệp: Các nhà máy có hồ sơ hiệu chuẩn đạt chuẩn ISO được ưu tiên trong đấu thầu quốc tế.

Ứng dụng công nghệ số trong kiểm tra bồn dầu khí

Ngành dầu khí đang chuyển dịch mạnh sang chuyển đổi số (Digital Transformation), và quản lý bồn bể trong ngành dầu khí là một phần quan trọng.

Các công nghệ nổi bật:

• 3D Laser Scanning: Đo biến dạng, lập mô hình kỹ thuật số (Digital Twin).
• Drone & AI Vision: Tự động phát hiện nứt, gỉ, rò rỉ.
• IoT Sensor: Giám sát áp suất, mức chất lỏng theo thời gian thực.
• Cloud Database: Lưu trữ dữ liệu hiệu chuẩn & lịch sử kiểm tra toàn quốc.

Ví dụ: Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) đang triển khai hệ thống Smart Tank Management System, tích hợp dữ liệu hiệu chuẩn, giám sát từ xa và cảnh báo rủi ro tự động.

E2CS mang đến giải pháp khảo sát 3D giúp kiểm tra và hiệu chỉnh bồn bể trong ngành dầu khí

Trong thực tế tại Việt Nam, công nghệ khảo sát 3D Laser Scanning hiện đang được nhiều đơn vị uy tín như E2CS (Engineering To Construction Solutions) triển khai rộng rãi trong ngành Dầu khí. Với kinh nghiệm thực hiện hàng trăm dự án đo quét bồn chứa tại BSR Dung Quất, PV GAS, Petrolimex,

E2CS đã giúp doanh nghiệp phát hiện sớm biến dạng bồn, hiệu chuẩn thể tích chính xác theo tiêu chuẩn ISO 7507 and API 2550and rút ngắn thời gian kiểm tra hơn 60% so với phương pháp thủ công. Việc ứng dụng giải pháp từ E2CS không chỉ nâng cao độ an toàn mà còn tăng tính chuyên nghiệp và minh bạch trong quản lý tồn kho dầu khí.

Kết luận và khuyến nghị

Trong bối cảnh ngành dầu khí Việt Nam hội nhập sâu với thế giới, việc kiểm tra biến dạng và hiệu chuẩn bồn bểkhông chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn là cam kết về an toàn, chất lượng và uy tín quốc tế.

Việc áp dụng công nghệ 3D Laser Scanning, IoT và AI đang mở ra hướng đi mới giúp doanh nghiệp giảm rủi ro, tăng độ chính xác và tối ưu chi phí vận hành.

Khuyến nghị:

• Thực hiện hiệu chuẩn định kỳ 3–5 năm/lần theo ISO 7507.
• Lưu trữ toàn bộ hồ sơ hiệu chuẩn điện tử trên hệ thống quản lý dữ liệu tập trung.
• Đào tạo kỹ sư nội bộ về API 653 & ISO 7507 để tự chủ kiểm tra, bảo trì.