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在石油的生產、加工、儲運乃至銷售環節,始終伴隨著易燃、易爆、高溫、高壓、有毒有害和腐蝕等危險因素。而“跑、冒、滴、漏”在石油工業普遍存在,是個“老、大、難”問題。現在很多企業還一直是“小漏維持生產、大漏停車檢修”的局面。泄漏給生產帶來了極大危害和無窮煩惱。隨著生產裝置的大型化,生產工藝向高溫、高壓、高速的方向發展,出現泄漏的機率越來越多,發生事故的危險越來越大,造成的經濟損失也越來越大。往往一處管線、一臺設備的泄漏就有可能導致一片油井、一套裝置,乃至全廠停產,還極可能會引起火災、爆炸,造成人員傷亡等重大事故發生。
1泄漏產生的原因
1.1人為因素
1.1.1麻痹疏忽。由于市場經濟的激烈競爭,為了降低成本,追求高額利潤,人們急功近利,往往存有僥幸心理,有意忽視安全,如縮小安全系數、減免安全保護設施,各種“麻痹大意、疏忽”等造成的失誤層出不窮;有時對急于投入生產的新技術認識有限,尚沒有完全掌握伴隨之而來的副作用,也會造成泄漏事故。
1.1.2管理不善。管理和技術好比是人的大腦和手腳,缺一不可。管理的科學化甚至比技術更為重要,就像大腦比手腳更重要一樣。生產現場的跑、冒、滴、漏正是其管理落后的標志,各種泄漏事故往往都能從管理上找到漏洞。
1.1.3違章操作。違反安全規定,不按程序操作是造成泄漏的最重要的原因。由于操作人員工作不認真、想當然、技術不熟練、誤操作造成泄漏事故的例子屢見不鮮。引起泄漏的錯誤操作通常有:操作不平穩,壓力和溫度調節忽高忽低;氣孔、油孔堵塞,未及時清掃;不按時添加潤滑劑,導致設備磨損;不按時巡回檢查、發現和處理問題,如溢流冒罐等;誤關閥門和忘記操作等。
1.2材料失效
據統計,腐蝕、裂紋、磨損等是導致材料失效、造成泄漏的主要原因;此外,地震等自然災害以及人為破壞也會引起破壞性泄漏。
1.2.1材料本身質量問題。如鋼管焊縫有氣孔、夾渣或沒焊透,鑄鐵管有裂紋、砂眼,水泥管被碰裂等。
1.2.2材料破壞而發生的泄漏。如輸送腐蝕性強的流體,一般鋼管在較短時間內就會被腐蝕穿孔;輸送高速的粉料,鋼管會被磨蝕損壞;還有材料因疲勞、老化、應力集中等造成強度下降等。
1.2.3因外力破壞導致泄漏。如不法分子在管道上打孔盜竊,野蠻施工的大型機動設備的碾壓、鏟挖等人為破壞;地震、滑坡、洪水、泥石流等造成管道斷裂,車輛碰撞造成管道破裂,施工造成破壞。
1.2.4因內壓上升造成破壞引起泄漏。如水管因嚴寒凍裂,誤操作(管道系統中多臺泵同時投入運行,或關閉閥門過急)引發水擊造成管道破裂。
1.2.5密封失效。密封是預防泄漏的元件,也是容易出現泄漏的薄弱環節。密封失效的原因主要是密封的設計不合理、制造質量差、安裝不正確等,如設計人員不熟悉材料和密封裝置的性能,產品不能滿足工況條件造成超壓破裂,密封結構形式不能滿足要求,密封件老化、被腐蝕、磨損等。所謂的“無泄漏”泵也不是絕對的。某油田輸油泵投產時就用了磁力泵,沒有動密封,但由于軸承損壞,竄軸磨壞玻璃鋼隔離套,導致泄漏、著火事故。
2泄漏預防的措施
2.1提高認識,加強管理
從思想上,要樹立“預防泄漏就等于提高經濟效益”的認識。完善管理、按章行事,是防止泄漏的重要措施。事實上,各種物質的泄漏往往都能從管理上找到漏洞。制定一套完善的管理措施是非常必要的,如“巡回檢查制”;強化勞動紀律;經常對職工進行業務培訓和職業教育,提高技術素質和責任感。職工要熟悉生產工藝流程和設備,了解、掌握泄漏產生的原因和條件,才能做到心中有數,以及早采取措施,減少泄漏發生。
要加強立法,以提高管理者的責任。美國聯邦法律規定,新建油罐必須采取防腐措施,按有關規范安裝,并配置泄漏檢測和冒頂報警裝置,石油及化工產品儲罐必須設置二次封閉;同時要求石油公司監測、報告油罐的泄漏,并進行泄漏預防及控制對策的研究。
我國對鍋爐壓力容器的制造、安裝和使用的管理,制定了《鍋爐壓力容器安全監察暫行條例》。應該進一步健全法制,加大執法力度。但是,由于人的失誤不可能避免,還必須依靠多種技術措施,進行綜合治理。
2.2可靠性設計
2.2.1緊縮工藝過程。可靠性理論告訴我們,環節越多,可靠性越差。當前,化工行業將緊縮工藝過程作為提高生產裝置安全性的一項關鍵技術,即盡量縮小工藝設備,用危害性小的原材料和工藝步驟,簡化工藝和裝置,減小危險物存儲量。
2.2.2正確選擇材料和材料保護措施。材料選用的正確與否,直接關系到設計的成敗。材質要與使用的溫度、壓力、腐蝕性等條件相適應,能夠滿足耐高溫、強腐蝕等苛刻條件。不能適應的要采取防腐蝕、防磨損等保護措施。另如在含硫化氫及硫蒸氣腐蝕環境中,各種金屬材料的耐腐蝕性鋁的耐腐蝕性最好,且其機械性能和價格都使之成為高硫油加氫精制反應裝置上密封墊的首選材料。
2.2.3冗余設計。為了提高可靠性,應提高設防標準,要提倡合理的多用鋼材,而不是挖空心思節約鋼材,比如在強腐蝕環境中,壁厚一般都設計有一定的腐蝕裕量,重要的場合可使用雙層壁。我國現行的結構設計標準安全度較低,應大幅度提高。
2.2.4降額使用。對生產設施最大額定值的降額使用,是提高可靠性的重要措施。設施的各項技術指標(特別是工作壓力)是指最大額定值,在任何情況下都不能超過,即使是瞬時的超過也不允許。要綜合考慮異常情況、異常反應、操作失誤、雜質混入以及靜電、雷擊等引起的后果,比如要重視防震設計。
2.2.5合理的結構形式。結構形式是設計的核心,是由多種因素決定的。為了避免零件的磨損,要有一個潤滑系統,進而為了防止潤滑油泄漏,盡量使用固體潤滑劑。為避免設備和管道凍裂,須采取保溫、伴熱等措施。
2.2.6正確選擇密封裝置。密封結構設計應合理。采用先進的密封技術,如機械密封、柔性石墨、液體密封膠,改進落后的、不完善的密封結構。正確選擇密封墊圈,在高溫、高壓和強腐蝕性介質中,宜采用聚四氟乙烯材料或金屬墊圈。如果填料密封達不到要求,可加水封和油封。許多泵改成端面機械密封后,效果較好,應優先選用。
2.2.7設置齊全、可靠的防漏安全裝置。(1)防爆泄壓裝置:當出現超高壓力等異常情況發生時,安全設施是防范泄漏事故的最后一道屏障,如果這一道屏障失去作用,那么泄漏就將不可避免地發生。各類安全閥件要做到靈敏可靠,絕不能成了聾子的耳朵—擺設。(2)檢測、報警監控儀表:生產參數檢測儀表可使人及時掌握流量、壓力、溫度、液位等工作參數,而自動化系統能實現自動報警、控制,如有條件可安裝電視監視系統,方便巡查。
3日常維護措施
生產裝置狀況不良常常是引發泄漏事故的直接原因。因此,及時檢修非常重要。生產裝置在新建和檢修投產前,必須進行氣密性檢測,確保系統無泄漏。平時,生產裝置要經常進行檢查、保養、維修、更換,及時發現并整改隱患,以保證系統處于良好的工作狀態。如發現配件、填料破損要及時維修、更換,及時緊固松弛的法蘭螺絲。
必須定期對裝置進行全面檢修,通過預防性地更換改進零部件、密封件,消除泄漏隱患。如金陵石化在對煉油廠二套常減壓常壓塔進料段進行聯合檢查時,發現襯里開裂,氣孔有缺陷,每周期都出現切向進料處焊縫泄漏,造成塔壁迅速腐蝕。改為徑向進料后,消除了多年的隱患。
參考文獻:
[1] 石油工業中的泄漏問題--安全管理網,2010.