带压堵漏动火安全操作技术

带压堵漏,密封及动火作业,就是在不停产的情况下,对泄漏险情进行及时处置,保障生产的正常运行。但是,由于火灾爆炸危险特性突出,这种不停车带压堵漏、动火作业具有很高的危险性,必须制定严密可靠的安全技术措施。笔者根据工作中的实际经验及现代最新的研究成果,谈一下石油化工生产中不停研究成果,谈一下石油化工生产中不停产带压堵漏、动火作业安全操作技术。

一、带压堵漏

石油化工生产中出现的泄漏,最常见的是因腐蚀、介质冲刷造成的管线泄漏。在对管线的带压堵漏中,相对于法兰、阀门、螺纹接头、管道与设备连接部、管道与法兰连接部来说,卡具包裹的管线强度较为薄弱,受力情况也较为特殊,所受外压很大,所以,在对其实施带压堵漏时,操作工艺也相对特殊。很多人在对管线带压堵漏中没有注意到这一点,常因为堵漏泵注胶压力过高,或管线没有补强而致使被堵漏管线断裂,造成严重事故。对此,安全操作如下:

1.制作合适的夹具

夹具是不停车带压密封技术的重要工具。它紧固在泄漏部位的表面构成密闭空间,其作用是包容注入的密封剂,防止外逸,并能使密封剂保持一定的压力,以保证堵漏的成功和密封的可靠性。夹具制作的合理与否,会直接关系到堵漏的成败,也会影响到密封剂的消耗量和带压堵漏操作的时间。夹具制造应满足如下要求:

(1)夹具应能承受泄漏介质压力和密封的注射力,应有足够的机械强度和刚度。

(2)夹具与泄漏部位表面之间要留有一定的封闭空间,便于注入密封剂后形成一定厚度的新密封结构层。

(3)为把密封剂注入到空腔的泄漏部位,夹具上应多开几个注入孔,孔的数目要考虑能顺利地注入密封剂并能充满整个密封空间,同时便于在操作时排放泄漏介质。

(4)夹具装在泄漏部位上,一般要做成两等份,也可根据设备尺寸的大小和现场实际情况做成三等份或四等份,以便于安装为宜。

2.科学确定注胶液压油泵工作压力

根据泄漏管线所能够承受的最高外压P管外ma*和介质压力P介质ma*算出注胶泵最高工作压力P注胶泵工作ma*

P注胶泵工作ma*=P介质ma*+P管外ma*

式中:P注胶泵工作ma*——注胶泵最高工作压力,MPa;

P介质ma*——管线内介质最高压力,MPa;

P管外ma*——管线所能承受的最高外压,MPa。

由于石油化工生产装置的管线都较长,因此,一般情况下,被卡具包住管线所能够承受的最大外压强为:

P管外ma*=2.2E(s0/D0)3/m

式中:

S0——被带温带压堵漏圆桶的厚度,mm;

D0——被带温带压堵漏圆桶的外径,mm;

E——被带温带压堵漏管线工作温度下的弹性模数,MPa;

m——稳定系数,类似于强度计算的安全系数。

3.选择合适的密封剂

密封剂是带压堵漏技术中的关键材料。它直接与堵漏介质接触,承受着泄漏介质的温度、压力和化学介质的腐蚀。因此,密封剂的性能直接决定了堵漏技术的应用范围,关系到堵漏的可靠性,甚至成败。由于介质种类、温度、压力条件各不相同,密封剂也有多种型号。堵漏用的密封剂分为热固型和非热固型两大类。对密封剂的性能要求,以固化速度、耐温性能、抗介质侵蚀性和挤出压力为主要物质指标,使用时应根据具体情况加以选择。

4.带压堵漏的安全操作

(1)方案的确定。堵漏人员必须先到现场详细了解介质的性质,系统的温度和压力,以选择合适的密封剂。观察泄漏部位及现场情况,准确测量有关尺寸,以选择或设计制造夹具及堵漏方案。

(2)夹具安装。在泄漏比较严重,作业空间狭小,高温高压、易燃易爆及有毒有害物质泄漏时,夹具的安装是很困难的。操作规程人员要穿戴好防护用品,站在上风方向,必要时要用鼓风机或压缩空气把泄漏气体吹向一边。

安装时要避免机具的激烈敲击,绝对禁止出现火花。夹具上应预先接好注射接头,以方便密封剂的注射。

(3)密封剂的注入。在注射接头上安装高压注射枪,枪内装上密封剂,把注射枪和手揿油泵连接起来,注射时,先从远离泄漏点开始,如果有两点泄漏,应从中间开始,逐渐向泄漏点移动。一个注射点注射完毕,立即关闭该注射点上的阀门,把注射枪移至下一个注射点,直至泄漏点被消除为止。注射后,应保持一定的压力,对高压系统(4MPa以上)堵漏时,应采用高压注射枪,用油泵升压,使油压大于介质的压力,注射完毕后保持15min,即可完成堵漏。

如果环境温度很低,或对于挤出压力较高而难以注射的密封剂,可对注射枪和密封剂进行加热以便于注射,当泄漏介质温度较低时,注完密封剂后采取外加热源,促使密封剂固化,一般加热到150℃,保持30~60min。

二、带压不置换动火

石油化工生产管线、设备中的诸多液体、气体介质所具有的易燃易爆性,决定了带压不置换动火比带压堵漏具有更大的危险性,因此,必须更加严格控制。

1.科学判断是否可用带压不置换动火

(1)首先要查清设备、管道等泄漏的根本原因。如果管道、设备等器壁大面积减薄,就不能采用不置换带压动火。因为这样可能使泄漏扩大,或暂时修复,不久即有泄漏扩大,或暂时修复,不久即有泄漏爆炸的可能。如经过检验分析能断定泄漏由于单位的点腐蚀或微波裂纹所致,修复后可恢复原安全性能的,可以试用此法。

(2)分析介质理化特性,泄漏的设备、管道内的可燃物料中,不得含有自动分解的爆炸物质、自聚物质、过氧化物质等或已与氧化剂混合的可燃物。否则不得采用带压不置换动火。

(3)考察使用温度与泄漏面积情况。使用温度很低度的设备和泄漏处缺陷过大,不要使用此法。

2.动火环境要符合安全要求

带压不置换动火的环境是已发生可燃气体泄漏的地方。泄漏点周围已经有可燃气,即便在外部管架上也要注意风力风向,不让气体在泄漏点周围积集。如是室内泄漏,更要及时采取强制通风,将可燃气体排除。点燃可燃气体之前不得使用铁质工具,以防碰撞产生火花,引起火灾爆炸,伤害现场人员。作好动火准备后,一定要在环境中作动火安全分析,一旦合格立即动火点燃可燃气体,不得拖延。点火环境的安全控制是带压不置换动火的重要环节。

3.焊接过程中始终保持正压

整个焊接过程,系统内要始终有不间断气源维持正压。如可燃气体补充数量不足时,可用事先准备的不燃气体补充。要有专人负责维持正压,绝不允许出现负压。其压力宜保持在490~1470Pa。压力骤然波动,应立即停止动火。

对于原油、成品油介质管道、储罐,可先对泄漏部位做一个带阀门的模具,让阀门保持打开,并接通管线,将管线、设备内的介质转移到远处,再对模具周边用氮气做保护进行焊接,焊接完毕,将阀门关死。

4.动火作业人员安全注意事故

(1)施焊人员必须取得焊工操作资质,持证上岗;

(2)动火作业人员必须严格办理动火作业票,并对相关操作要求清楚明了,并严格执行;

(3)动火施工人员要站在焊接部位的上风向,并佩戴空气呼吸器或长管呼吸器,以防不测;

(4)对可能出现的险情应做充分的估计,并熟悉相应的应急处置措施;

(5)监护人员必须责任心强,技术水平高,熟悉现场情况及各项安全注意事项,严格监督各项安全措施实施到位,对突发险情能及时正确地处理。

带压堵漏、动火是石油化工生产中的一项危险性大、但应用并不广泛的特殊作业。随着专用设备的研发和安全操作技术的进步,带压堵漏和动火的安全可靠性越来越高。只要能够制定科学详细的操作方案,并保证落实到位,做到带压堵漏和动火的安全可靠是完全可以的。如此,就能用很低的成本,避免、减少生产中断的次数,大大消除在停产、开工过程中因生产大幅波动对安全生产构成的威胁,大大消除因停产造成的损失及巨额开、停工费用,无疑对企业的安全生产与经济效益是件一举两得的好事,应大力研究和推广应用。