防止事故发生减少事故损失安全技术措施

篇2：危化品事故原因分析安全对策措施

当今社会,化学物质的大量使用极大地改善了现代人的生活质量,加速了社会发展进程。然而,由于自身的特性,一些化学品的生产具有一定的危险性,由化学品引发的事故也屡见不鲜。

2004年4月16日,重庆市天原化工总厂发生爆炸事故,事故之后的连续六天里,国内发生多起涉及危险化学品的事故;2005年4月29日起九天内发生了10起安全生产事故,合肥化工厂发生爆炸、天海油漆厂着火、常州化工厂发生氯气泄漏事故……2005年11月13日,吉林石化分公司双苯厂苯胺车间发生爆炸,造成重大人员伤亡、财产损失和松花江部分区段水体污染,带来了很大的社会影响;2006年刚过,一艘装载硫酸的铁船在扬中市二墩子港附近疆域沉没,沉船地点距离扬中第二自来水厂取水口仅100米!一系列危化品泄漏爆炸事故不禁让我们质问,我们的化工企业究竟出现了什么问题?

一、发生有关危险化学品事故的原因分析

根据目前掌握的事故情况看,事故原因概括起来有以下几个方面:

1、企业安全投入严重不足。由于受前几年化学品市场低迷的影响,化工企业经济效益不好,资金紧张,安全投入不足,该更换、维修的设施、设备,没有能够按要求进行及时更换、维修,使化工生产装置出现老化,带病运行。同时,由于城市化进程的加快,一些企业原来位于郊外的企业现在处于繁华市区和社区中,周边的安全防护距离已不符合国家有关规定,整改难度很大,成为威胁人民群众生命财产和城市公共安全的重大隐患。如重庆天原化工总厂应在早些时候进行搬迁,由于资金等方面的原因,一直未能落实,最后导致惨剧发生。

2、生产装置、设备老化,缺乏本质安全。化工生产过程常伴有腐蚀性介质,生产设备、装置长期与具有腐蚀性的介质接触,就会造成生产装置、设备的老化,质量降低,加之维修和更新改造不落实,就很难做到本质安全。如重庆天原化工总厂是1940年建厂的老企业,直接引发此事故的液氯冷凝器已经使用11年之久,严重老化,也是事故发生的原因之一。

3、从业人员安全素质较低。企业的从业人员素质比较低,尤其在化工企业更为突出。因为前几年化工企业普遍不景气,效益不好,人才流失较大,无论是管理人员还是技术人员都比较缺乏。同时,安全知识和技能培训也不够,操作人员最起码的安全知识和意识都没有。如长江南京段一艘正在维修的油轮发生爆炸事故,就是由于焊工违章操作造成。重庆市天原化工总厂爆炸事故也暴露出工人素质差,技术力量薄弱的问题。

4、企业安全生产基础薄弱,安全管理有些放松。企业安全基础差主要表现在事故隐患普遍存在,违规违章作业普遍存在。一些行之有效的安全管理规章和制度被简化,国家规章不能严格执行。对于处置废弃危险化学品,《危险化学品安全管理条例》有明确规定,即危险化学品生产、储存、使用单位转产、停产、停业的,应采取有效措施,处置危险化学品的生产或者储存设备、库存产品及生产原料,不得留有事故隐患。

5、受利益驱动,忽视安全生产。我国化工产品市场前几年一直处于低迷状态,从20**年下半年开始,我国国民经济高速发展,基础建设扩大,拉动了化工产品需求旺盛。特别是2004年以来,化学品市场价格上扬,刺激了化工企业生产的积极性。于是,一些企业为追求经济利益,不顾设备老化和生产装备存在缺陷等问题,开足马力生产化工产品,同时,又没有采取有效安全措施,致使事故多发并相对集中。

从根本上讲,这些事故还有更深层次的原因,一是安全认识不到位,安全意识不强,“安全第一”的思想和“以人为本”的理念还没有真正树立起来,企业重经济效益,轻安全生产,致使国家安全生产的法律法规和要求落实不下去,严不起来;二是安全生产专项整治工作进展不平衡,还存在“死角”。安全专项整治工作存在要求不严、质量不高的问题,该整的没有整,该关的没有关。还存在以停代整、以停代关、明停暗开的现象;三是监管力度不足,难以保证安全生产法律、法规的有效实施。

二、安全措施及对策

一系列连续发生的危险化学品泄漏、火灾、爆炸事故,社会影响很大,党中央、国务院高度重视,*总书记、*总理、黄菊副总理都作出重要批示,要求从生产技术、设备、措施和管理等方面,坚持“以人为本”的理念,采取综合治理和防范措施,防止类似事故的发生。

我认为,对危险化学品的从业单位来说,应采取如下措施:

1、加大危险化学品安全专项整治的力度。对不符合国家有关法律、法规和标准规定的安全生产条件的、存在事故隐患的、包括设备老化等,坚决责令停产整改;对整改后仍然达不到标准的,依法予以关闭。目前化学品国际、国内市场仍处于旺势,更要防止少数企业受经济利益驱动,忽视安全生产,冒险违章蛮干。

2、全面、彻底排查化工企业周边防护距离。要严格按照《危险化学品安全管理条例》的规定,做好危险化学品生产、储存企业的总体规划和布局,严格执行审批制度。已建成的或新建、改建、扩建的化工企业,必须严格执行国家有关周边防护距离的规定,对不符合国家规定的,立即责令整改;整改达不到标准的,要采取搬迁、转产、关闭等措施。

3、按照《安全生产许可证条例》,严格实行市场准入制度。对不符合安全生产条件的,一律不得颁发安全生产许可证;对未取得安全生产许可证而进行生产的,严格按照有关规定进行处罚。

4、加强安全生产的宣传、教育和培训。采取各种方式、方法广泛宣传国家有关安全生产、危险化学品方面的法律、法规,督促企业主要负责人、安全管理人员和从业人员自觉参加安全生产培训,增强法律、法规意识,提高安全素质。使企业在安全上做到“有人管”并且“会管”,使从业人员真正做到“我要安全”和“我会安全”。

5、加大安全生产投入和加强企业内部安全管理。企业要加大对安全生产设施、设备及教育培训的投入,确保设施设备运转正常、良好,提升本质安全。通过企业内部规章制度的完善和强化安全管理,提升安全生产条件。

6、加强重大危险源监控并编制应急救援预案。督促化工企业尽快辨识和确定本企业重大危险源,采取有效的监控措施,抓紧制定化学事故应急救援预案。同时,组织检查、演练,不断完善提高,确保化学事故应急救援预案真正有效。

7、按照“四不放过”原则,依法追究事故责任。即按照事故原因没有查清不放过、对有关责任人员没有严肃处理不放过、广大职工有没受到教育不放过、安全防范措施没有落实不放过,加大对发生事故企业的责任追究力度,构成犯罪的,要依法追究其刑事责任。

8、进一步加强社会舆论和新闻媒体的监督作用。安全生产责任制的落实,全社会安全意识的普遍提高,以及伤亡事故瞒报、漏报现象的明显减少,这些都离不开社会舆论和新闻媒体的监督作用,所以要进一步充分发挥社会舆论和新闻媒体的特殊监督作用;促进安全生产工作。

总之,要正确处理好安全生产与经济发展的关系,通过综合治理措施,及时解决存在的问题和消除事故隐患,遏制危化品事故多发和上升的势头,促进安全生产状况稳定好转。

篇3：液化石油气储罐单位应对泄漏事故处理措施

储罐单位分两种:一是液化石油气使用单位,一般是几立方米到50立方米;二是液化石油气专业储存单位,有卧罐和球罐,罐多量大,消防设施完好,这种泄漏事故的处置十分复杂和危险,如判断不准,组织不严密,措施不到位,就会发生恶性伤害事故。根据安全评估的结果,一般应得出两种结论,一是可以实施止漏作业;二是及早点火引爆,以避免更大的危险,然后再实施冷却、灭火;止漏。

可以实施止漏作业的3个条件:(1)可以有效地疏散下风和侧下风的人与车;(2)可以断绝下风和侧下风的火种、用电设备等任何足以引爆的火种和能量;(3)可以控制泄漏量在估算的安全区域内。

止漏行动的具体部署和措施如下:迅速实施警戒;疏散人、车并断绝所有火种;单位消防控制中心处于上风时应及时启用水喷淋系统。

已经到场和增援途中的消防车应做到:(1)坚持选择上风侧上风方向的道路行驶;(2)坚持停靠在上风或侧上风方向的水源边;(3)坚持在明确总指挥意图后实施行动;(4)坚持选择上风或侧上风方向的通道铺设水带线路;(5)坚持在上风或侧上风建立分水和水枪阵地;(6)坚持在采取有效的安全防护条件下进入气体扩散区域实施止漏作业。

止漏作业应事先充分估计到所用的器材一次到位;进入到气体扩散区域内的人员必须贴体穿着全棉衣服,戴上头罩和手套,再外加防毒衣和空气呼吸器,作业人员应使用不发火工具,做好防止产生静电和磨擦产生火星的各种可能性的预测。作业人员必须精干,并登记进入,根据用气量,规定返回时间;一旦进入作业区应有效实施梯队掩护,直至进入水喷淋区域;掩护水枪应从不同供水线路接出以防供水中断。堵漏任务完成后,要重视溢出气雾的流向,上风和侧上风应设置一定的水雾水枪予以控制和向上托起,使气雾有序朝下风或侧下风安全的开阔地带自然消散;明显的液化石油气气雾被驱散后,要对低洼处、下水道内等继续喷水,最后进行测爆,待确定安全后,才能解除警戒区域。救灾活动期间要对内部与外部的照相、摄像、电台、手机、照明设备使用者加强管理,以防不测。

及时点火引爆的先决条件是:无法有效地疏散下风和侧下风的人与车;无法断绝下风和侧下风火种和停用电器设备设施;无法控制漏泄气雾的扩散范围。

点火引爆之前的准备工作:将人员撤离至距气雾区域一定的安全距离范围内;消防车辆与人员应集结在上风和侧上风区域并靠近水源,明确各车辆供水形式与任务,包括水带铺设线路,向泄漏口火点及邻罐实施冷却的分水阵地等;充分估算实际水源状况和冷却用水总量。

及时点燃引炸的方法:发信号弹、燃放烟花、投掷火种等方式。点燃引爆形成稳定燃烧后,外围消防车可以向内移动,占领区域内的可用水源,此时已不存在风向的要求。这时的作业要注意,压力较低时可直接灭火堵漏;导流或火炬放空泄压,待时机成熟后再灭火堵漏;保持稳定燃烧,待压力下降后再灭火堵漏。按堵漏要求,要做好安全防护工作。事前应准备好点火棒,一旦冷却水流将火意外熄灭,应重新点燃;止漏结束后继续保持不间断水雾保护,直至将泄漏的液化气全部自然消散为止;待测爆检查视为安全后逐步停止射水。全部停水后,要检查止漏情况,以及检查事故罐和相邻罐的安全状况。

篇4：危化品装卸作业事故预防控制措施

随着我国沿江、沿海经济开发战略实施,危化品需求量越来越大。水路运输方式由其成本低、环保、运量大,已成为危化品运输的主要方式,长江干线危化品运输1.3亿吨/年,运输品种281种,其中散装液体危险货物约128种,固体包装危险货物144种,液化气体9种。

水上危险品运输安全管理主要包括航行、停泊和接卸作业三个主要环节,其中最容易出问题的环节就是船舶码头装卸作业(包括过驳作业),在接卸作业过程中,介质大多是易挥发、易燃易爆和有毒物质,一旦泄漏,极易酿成重大火灾、爆炸或污染事件。因此重视码头船舶装卸的安全工作,确保化工码头和船舶的安全就显得十分重要。目前安全隐患突出,事故险情时有发生。如20**年4月21日,巴拿马籍“雾瑟”轮在镇江大港奇美码头发生苯乙烯外溢事故,使码头附近水体受到一定程度污染,造成大港区域停水5小时。

掌握货物的理化性质和接卸生产安全控制有着十分密切的关系。要想要确保船岸装卸整个环节安全,从接卸货物自身理化特性有针对性的选择出科学的装卸工艺,严格遵守操作规程,全面分析接卸生产环节的注意事项,做好科学控制,才能保证人身安全、货物安全、设备安全、环境安全,为危化品装卸生产安全提供可靠保证。

一、危化品的理化特性

1、易燃易爆性

其主要技术指标有闪点、爆炸极限等。危险品码头船岸接卸货物相当一部分为甲类火灾危险品,很多品种闪点低于23℃,爆炸范围大于20%,一旦接触到点燃能量,就会闪光爆炸。

2、易蒸发性

火灾危险性甲、乙类化学品大都是些蒸汽压较大的液体,易产生能引起燃烧所需要的最低限度的蒸汽量。蒸汽压越大,燃烧爆炸危险性就越大。

3、易流动、扩散性

液体化学品的粘度一般较小,具有流动性,泄漏后易流动扩散,粘度低的流动扩散性增强。另一方面,化学品的蒸汽比空气重,易积聚在船舶舱室、码头地表、水沟、下水道及凹坑等低洼处,并且随风扩散到远处,往往在预想不到的地方遇火源而引起火灾爆炸事故。

4、热膨胀性

可燃液体的体积具有热胀冷缩的特性。液体化学品受热后,温度升高,体积膨胀,压力增加,严重时会造成容器胀破。另一方面当热液体冷却时,又会造成体积收缩,使容器受压,容易被大气压力压坏。

5、易积聚静电荷性

各种可燃液体在纯净状态下,都是电的不良导体,在受到震荡与车、船罐壁的冲击及高速管道输送时都会产生静电,尤其是橡胶质的软管,管壁与化学品各带有极性相反的电荷,从而积聚形成的静电电场强度和液面电位,往往能高达2-3万伏。

6、健康危害性

危险化学品大都有毒害性,易对人体产生健康伤害。其中还不乏*、Y类物质。其主要侵入途径有吸入、食入或经皮肤吸收。此类物质一旦泄漏,造成饮用水源污染,后果将不堪设想。

7、与其他物质的反应性

主要考虑两种不相容的液货或物质相互接触渗透,发生剧烈氧化反应,发出易燃气体和热量,从而引起燃烧或爆炸;有些货物还会与水或空气反应。就给接卸、储运等环节过程中直接或间接接触货物的材料、工具、设备设施、货物容器提出严格的控制条件和注意事项。如忌酸、碱、氧化剂、活泼金属、无水氯化物、石棉、铁或铝的过氧化物、碱金属、氢氧化物等。

8、聚合危害性

掌握货物的聚合危害性、添加稳定剂确保货物在装卸、储运管理的重要安全技术。因此在接收此类货物时必须提前验证:所加稳定剂的名称与数量;稳定剂加入日期与有效期;确保稳定剂有效期的任何温度界限;航行或运输期超过稳定剂有效期时应采取的措施。

二、火灾爆炸泄漏事故起因分析

有关部门收集了我国建国以来,在成品油储运和石油化工生产中储运方面比较典型、损失较大的火灾事故459起。导致这些事故发生的起因构成如下表:

459起火灾爆炸事故原因分析

类别

明火和违章作业

电气及设备缺陷或故障

静电

雷击及杂散电流

其他

合计

案例数

273

103

42

17

24

459

百分数

59.4

22.4

9.1

3.8

5.3

100

危化品码头船岸接卸同成品油储运和石化行业储运生产较为相近,其泄漏火灾爆炸事故的起因也大致符合上述规律。

此外从近年来小型液货船发生的事故来看,长江先后发生“建江油3号”、“鄂石301”、“江达168”、“黄冈供油4号”等小型液货船舶的火灾爆炸事故。通过事故原因的深入分析,发现从事危化品运输的船员几乎都来自农村,没有经过系统的培训,素质不过关;加上改制企业对船舶管理松散,对船员的培训也不重视,从事危化品运输的船员成为最不安全的一个因素,就码头而言人员素质和管理也是良莠不齐。

除了从业者缺乏安全常识外,危化品船低标准也是一个安全隐患。目前,国内80%至90%的船舶不能满足运送危险化学品的要求。使用特殊船舶运送剧毒危险品的运输费用高昂,而使用普通船舶运输剧毒危险品的运价低。比如,苯乙烯、三氯甲烷、二硫化碳等剧毒危险品,需要Ⅱ型船运输,这种船发生碰撞后,运输的货物不会外泄。但Ⅱ型船的建造成本高,运输成本也高。一些企业为节省成本而选择运价低的普通船舶运输有害危险品。

三、危险货物码头装卸作业容易引发事故的因素

事故是人的不安全的行为和物的不安全状态导致的后果,这两者都可以通过严格管理加以控制。根据危化品的内在特性和火灾爆炸事故的原因构成,制定严密的防范措施,就可确保船岸接卸作业的安全。

1、人的管理

在事故成因的各要素中,人是主要因素,据统计80%以上的事故是涉及人员规范操作方面。为此,要严格持证上岗,加强危险品码头和船舶从业人员的安全培训教育,使其具有良好的安全意识、丰富的安全知识和严谨的职业习惯。其次在化工码头船岸装卸危化品作业过程中,船岸双方必须严格按照操作规程执行,加强巡检,船岸双方加强联系,保证装卸作业流程畅通。如2005年1月,靖江市1938号船核定装载“液碱”,在某化工厂装载了危险性质不明的液体,进行装船作业时发生爆炸,3人被炸死。事后查明,靖江市1938号船装载的不明液体是废硫酸。

2、物的管理

除了从业者缺乏安全常识外,危险品船舶低标准也是一个安全隐患。船舶和码头的存储装卸设施长期暴露在户外,常年受江水、雨水的侵蚀,腐蚀严重,储罐、泵体、金属软管以及储运设施设备的附件和安全装置,如阀门、法兰、安全阀、呼吸阀、检测仪表、遥控装置、连锁保护装置等若在选材、建造和安装中存在质量缺陷,或在运行一段时间后,受腐蚀、老化及不正常操作影响而发生故障,有可能导致危化品泄漏、扩散等事故。为此,日常应当按照安全体系规则加强对装卸货管系、泵系和消防设备以及人员防护设备等重要部位的日常检查、保养和维护,尤其是船舶码头的危险区域内的电器设备必须符合要求,保证设备可靠有效。船舶禁止明火作业,货物接卸期间不进行加油,码头在有船舶靠泊作业时,不进行动火维修。2004年5月25日,安庆石油公司水上加油站在作业过程中,就发生过因管道破裂而引起的溢油事故。

3、装运条件因素

运输危险化学品的装运条件如包装、配装货物等因素对事故发生也有影响。危险化学品适装条件是保护产品质量不发生变化、数量完整的基本要求,也是防止储存运输过程中发生变化、腐蚀等灾害性事故的重要措施,是安全运输的基本条件之一。但在实际工作中由于容器强度不够,或者包装衬垫材料选用不当,可能导致容器破损,化学物体泄漏,引发事故。在装货物时,有的将性质相抵触的危险化学品同装在一艘船上,或者将灭火方法,抢救措施不同的物品混装在一起,可一旦发生泄漏就有可能因为混装而引发更大的灾难。

四、事故的预防及安全控制

1、加强从业人员培训教育,提高法律意识和业务素质

载运危险货物船舶的船员,应当持有海事管理机构颁布的适任证书和相应的培训合格证,熟悉所在船舶载运危险货物安全知识和安全操作,船员应当事先了解所运危险货物的危险性和危害性及安全预防措施,掌握安全载运的相关知识。发生事故时,应遵循应急预案,采取相应的行动。

2、进一步规范码头管理

(1)建立安全与防污染管理体系。将危险品码头的管理制度、操作规程、设备管理、人员培训及应急预案等都纳入体系管理,进一步促进管理的程序化、规范化。

(2)加强设备的检查,督促责任人定期维护保养。严格按照相关标准配备相关安全设备、应急反应器材和防污染设施,定期督促码头责任人加强对安全与防污染设备的维护保养,对液货管线、靠泊设施、消防器材等进行定期检查,确保处于良好状态。

(3)规范船舶装卸作业行为。作业中应严格落实船岸安全检查制度,认真执行操作规程,遵守安全注意事项,合理控制装卸货物的压力、流速等参数,加强值班和巡视,注意作业现场及周边环境,维护船舶靠泊秩序,合理为船舶积载,确保船岸双方的安全。

3、加强对防雷、防静电设施的检查维护

危险品码头是易燃易爆区,一旦产品装卸作业时遭受雷击起火,事态将非常严重。为此,平时应加强对危险品码头避雷设施的检查、维护、检测,保证安全完好。船岸双方应严格执行在遇到雷雨天气时停止装卸作业的规定。

油品在管道内流动市产生静电;当油品中混入少量的水分和其他杂质和在油舱沉降过程中,也因接触分离的形式带电。电荷也会随着油流进入船舱,流速越快,油料越多,所带静电量越大,当静电积聚集到一定程度时,就可因火花放电而产生火灾爆炸事故。为避免由于静电引起火灾事故,就要做到油品、化工品装卸作业时,一定要保证静电释放装置设施完好,连接部位固定牢固;船岸静电接地装置(包括报警装置)处正常工作状态;控制危化品流速;船岸操作人员要按照规定着装,不穿化纤衣服、带钉鞋;人员在进入危险品码头前触摸人体静电释放器;操作人员在计量检尺取样时,按照要求进行,要在停泵后30分钟后操作,且不能速提速放;装货时,除呼吸阀打开和开放进油管道外,尽量封闭液货舱开口部分;装货结束,不能用压缩空气扫线等。

4、加强对电器设备的检查维护

电气安全是一项综合技术,既有工程技术的要求,又有组织管理的要求,它包括绝缘防护、屏蔽防护、安全间距防护、防雷接地防护、漏电防护、自动控制等设备。油船、化学品船任何危险区域或处所的电器设备必须是船检部门认可的船用防爆型电器设备、防爆型和空气驱动型照明灯具;电缆必须穿管敷设,日常应当加强检查,防止被腐蚀和外力损伤。危险品码头大都安装了流量计、自控设施、电加热设施,这些电器元件在码头暴露野外,易老化,为此,除安装选型时要求防爆外,日常要加强维护检查,不出现由于电器元件老化、短路等现象,引起火灾事故。

5、消防和防污染设施的配备与应急演练

船岸接卸通常周围比较空旷,码头罐区间距较近,一旦出现火灾,其火情容易扩大,形成连锁反应,造成水域严重污染。因此,危险品码头和危化品船舶必须按照防火设计规范和相关标准配备消防设施和灭火器材。同时为了防止泄露扩大,污染水域和火灾的蔓延扩大,要配备一定数量的围油栏、消油剂、吸附材料等。

此外按照相关法律规定,码头和船舶都应当制定切实可行的应急反应预案,开展人员培训,定期进行演练。

6、泄漏处置

根据货物的物态及理化性质和危险性,在发生意外泄漏、洒漏时,采取简单有效快速处置措施消除减小泄漏危害。

泄漏现场的注意事项:首先考虑切断泄漏动力源,采取应对堵漏措施控制泄漏量;如果泄漏货物易燃易爆,则必须首先消除泄漏污染区域的点火源;针对泄漏污染物的易燃性和毒性,现场处置人员采取针对性处置措施并注意个人自身防护;现场泄漏处理的原则是先救人后处置,进入污染区必须2人以上并保证一前一后;进入有限空间时必须留人在外监护;是否疏散和隔离,视泄漏货物毒性、燃爆性和泄漏量的大小而定。

根据泄漏货物的常温常压下的状态进行相应的处理。对气体泄漏物:切断泄漏物。用合理的通风和喷雾状水等方法消除其潜在危险。液体泄漏物:在保证安全的前提下切断泄漏源。易燃类采用泡沫覆盖、喷洒干粉、减少可燃气体挥发,用木屑或沙土围堵收容转移工具消除泄漏物。固体泄漏物;对于常温常压下泄漏物是固态的货物,选用适当的工具收集泄漏物。

7、利用现代监控设备,对船舶动态进行实时监控

在吞吐量大的危险货物码头设置监控系统,充分利用VTS、CCTV等先进监控设备对码头船舶靠泊作业、装卸作业进行远程监控,随时掌握码头动态。在事故、险情发生的第一时间就能做出反应,有效降低事态进一步的扩大。

五、结束语

以上从装卸作业容易引发事故的因素、事故起因入手,对危险品码头、船舶装卸作业中,预防事故的作了一定分析。预防危险品码头船舶接卸事故的发生,首先要对危化品固有的理化特性充分认识并提高警惕性;其次保障设备设施处于安全状态,控制好人为因素引起的不安全行为,减少或者消除引起燃烧爆炸的外部条件;此外,应提高危险品码头船舶的管理措施,配备完备的消防和防泄漏设施,编写事故应急预案,同时加强船岸协同演练,以保证预防事故和事故发生时硬件和软件相结合,降低危险性,促进安全生产。

篇5：液氨储罐腐蚀分析防止措施

氨是一种重要的化工产品和工业原料,广泛应用于炼油、化工、农业、制药、制冷等工业。为便于储存和运输,合成氨厂生产的产品氨通常是将氨气加压或降温处理成液氨,液氨储罐作为一种特殊的压力容器,在这些行业也广泛使用。

多年来对液氨储罐的使用和检验发现,这类储罐很少发生强度破坏,大多数是由腐蚀裂纹引起的腐蚀破坏。根据多年实践,本文对液氨储罐可能引起腐蚀的几个方面进行分析,并提出了相应的防护措施,以防止腐蚀的发生。

1液氨储罐的腐蚀特征

通过对各类液氨储罐的开罐检查发现,储罐内表面焊缝区的腐蚀裂纹比较严重,且多数出现在环焊缝上,裂纹断口没有塑性变形,呈现出典型的脆性裂纹特征。裂纹多数为浅而长的表面裂纹,且有明显的分支,主干裂纹与焊缝方向垂直,尤其在手工电弧焊的引弧处和收弧处、T型接头处及封头环缝与筒体纵焊缝交叉部位,裂纹更严重。磁粉检测发现,焊缝裂纹呈树枝状,主干裂纹多呈线性,分支较短,端部较尖锐,根部稍宽。

2液氨储罐腐蚀分析

储罐里面的液氨是经过加压或降温而转化成的液化气,它的操作压力就是大气温度下的饱和蒸气压。操作温度和操作压力随气候变化而波动。《压力容器安全技术监察规程》规定,无保温或保冷、盛装低压液化气体的常温储罐,设计温度均取50℃,最高工作压力取所装介质在50℃时的饱和蒸气压力。而广东地区夏天的最高室温一般不会超过40℃,40℃下氨的饱和蒸气压为1155MPa,通常操作压力为018~112MPa,故储罐一般不会因超载而发生强度破坏。由于液化气的膨胀系数非常大,为水的数十倍,如果液体充满储罐,储罐内的压力就不再是蒸气压,而是液体的膨胀压力。储罐的工作压力直接受温度的影响,温度每升高1℃,液氨储罐的压力就可升高11316~11875MPa,温度只要升高3~5℃,储罐就会因严重超载而爆炸。因此,《压力容器安全技术监察规程》规定了储罐在不同充液温度下的装量系数,以保证储罐内有足够的气体空间。如果储罐在投入使用前抽气不完全,就很容易使空气掺杂在里面。液氨在充装、排料及检修等过程中,也会受到空气的污染,储罐焊缝处存在由于操作压力引起的拉应力和焊接残余应力。在拉应力状态下,碳钢在被空气污染的液氨环境中很容易发生应力腐蚀破坏。

空气中的O2、CO2、N2都会促进液氨对罐壁材料的腐蚀。不论是在气相或液相中,氨、O2和N2与碳钢或低合金钢组成了应力腐蚀环境,产生应力腐蚀(SCC)。其腐蚀的机理为:在含O2的液氨中,钢表面吸附O2形成氧膜,这使腐蚀电位保持在正值,当材料受拉力产生应变后,膜被破坏,暴露出来的新鲜表面(滑移阶)与有氧膜的金属表面组成微电池,产生快速溶解。在没有其他杂质存在时,O2能在裸露金属表面上再成膜,抑制应力腐蚀的产生;而当液氨中同时溶有N2时,由于N2与O2在滑移阶上产生“竞争吸附”,阻止部分裸露滑移阶的再钝化,从而增加钢的应力腐蚀断裂敏感性[1]。上述有关应力腐蚀的条件,只要缺任何一种,应力腐蚀均不能发生。而空气中的CO2则会导致全面腐蚀,其腐蚀机理为:

阴极反应:O2+2NH4+4e——OH-+2NH3

阳极反应:2Fe——2Fe2++4e-

整个反应为:O2+2NH4+2Fe——2Fe2++2OH-+2NH3

有CO2共存时,则生成碳酸铵:2NH3+CO2——NH4CO2NH2

NH4CO2NH2——NH4+NH2CO2-

反应中产生碳基甲酸氨(NH4CO2NH2)对碳钢有强烈的腐蚀作用,它使钢材表面的钝化膜在滑移台阶产生破裂,并沿此处发展为阳极型的腐蚀裂纹。因此,这两种腐蚀作用相互促进,加剧了材料的腐蚀破坏。这种应力腐蚀与母材的强度有关,强度越高,腐蚀敏感性越大。储存温度也会对应力腐蚀产生影响,0℃以上常温操作的储罐,应力腐蚀易发生。

3防护措施及安全评估

液氨储罐从设计、制造到使用的各个环节,如果方法不得当,都会对应力腐蚀埋下隐患。故意防腐蚀应从设计、制造到使用过程的整个质量保证体系的各个环节都采取可靠的措施。

(1)材料选择。实践证明,材料强度越高,发生应力腐蚀的可能性越大。但不发生应力腐蚀的最低强度限与杂质含量及特性、应力大小、操作速度等因素有关。为了防止应力腐蚀,在综合考虑操作压力、残余应力以及安全性和经济性的情况下,应尽可能选用强度较低的钢材。

(2)采用合理的结构和焊接工艺。结构上应避免焊缝过多、过于集中、焊缝不对称、焊缝交叉和焊接顺序不合理等造成的应力集中。制造时应避免强力组焊,防止咬边、错边等缺陷,保证与介质接触的表面尽量光滑[2]。制造完成后,应进行退火热处理以去除焊后残余热应力。正确的焊后热处理可以大大降低制造过程中的残余应力,并可以降低焊接热影响区的峰值硬度。

(3)对投入使用前的新储罐,应彻底清除里面的空气;在充装、排料及检修等过程中,采取一定的措施避免带进任何空气。对大型储罐应连续冷凝氨蒸气,而不凝气体大部分是空气,应将其排出。对较小的设备用抽气或蒸腾除去储罐里面的空气。总之,消除储罐里面的空气污染,可以有效地防止应力腐蚀。

(4)新投用的储罐,应按规定进行内外部检验并进行周期性的定期检验。对液、气相界面、引收弧处及T型接头等易腐蚀部位应重点检验;对液面以下所有焊缝应进行100%磁粉或超声波探伤,若条件允许,应对所有焊缝进行100%磁粉探伤。对检验出的裂纹应进行评估。因应力腐蚀界限断裂韧度JISCC大约只有材料常规断裂韧度D0105的1ö5,所以应根据断裂力学判据对裂纹进行安全等级评估,并给出处理意见及下次检验时间。对于不超过1ö4壁厚和深度小于4mm

的浅裂纹,可以采用打磨的方法进行机械消除,但要严格控制打磨工艺;对于较深的裂纹,先进行打磨处理后再进行补焊。补焊前应先预热加温以防止焊接硬化,焊接时宜采用低氢焊条,焊后进行探伤复查,并进行去应力处理。

(5)定期检测液氨浓度和含水率,发现水分低于临界浓度应及时补充水分,使含水率始终保持在012%~1%的范围。另外,还可加入其它抑制剂,如加入100Lgög的冷冻机油或5Lgög的菜籽油或10~50Lgög的硅油作为应力腐蚀抑制剂,都可有效地抑制液氨引起的应力腐蚀。

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