石油工業(yè)泄漏的預(yù)防

石油工業(yè)泄漏的預(yù)防亡羊補(bǔ)牢，不如防患于未然。實(shí)踐證明，泄漏以后的治理往往需要付出成倍的代價(jià)。對(duì)生產(chǎn)設(shè)施實(shí)行樂觀的預(yù)防措施，可以有效地削減泄漏的發(fā)生，減輕其危害。因此，重視泄漏預(yù)防，進(jìn)行超前投入，既有必要，又有經(jīng)濟(jì)效益。然而有錢買棺材，沒錢吃藥的現(xiàn)象在今日仍舊比比皆是。第一節(jié)泄漏產(chǎn)生的緣由石油工業(yè)中的泄漏產(chǎn)生的緣由許多，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面：一、人為因素1．麻痹疏忽由于市場經(jīng)濟(jì)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，有意忽視平安，如縮小平安系數(shù)、減免平安愛護(hù)設(shè)施，各種麻痹大意、疏忽等造成的失誤層出不窮；有時(shí)對(duì)急于投入生產(chǎn)的新技術(shù)熟悉有限，尚沒有完全把握伴隨之而來的副作用，也會(huì)造成泄漏事故。2．管理不善管理和技術(shù)好比是人的大腦和手腳，缺一不行。管理的科學(xué)化甚至比技術(shù)更為重要，就像大腦比手腳更重要一樣。生產(chǎn)現(xiàn)場的跑、冒、滴、漏正是其管理落后的標(biāo)志，各種泄漏事故往往都能從管理上找到漏洞。3．違章操作違反平安規(guī)定，不按程序操作是造成泄漏的最重要的緣由。由于操作人員工作不仔細(xì)、想當(dāng)然、技術(shù)不嫻熟、誤操作造成泄漏事故的例子屢見不鮮。引起泄漏的錯(cuò)誤操作通常有：操作不平穩(wěn)，壓力和溫度調(diào)整忽高忽低；氣孔、油孔堵塞，未準(zhǔn)時(shí)清掃；不按時(shí)添加潤滑劑，導(dǎo)致設(shè)備磨損；不按時(shí)巡回檢查、發(fā)覺和處理問題，如溢流冒罐等；誤關(guān)閥門和遺忘操作等。二、材料失效構(gòu)成設(shè)施材料的失效是產(chǎn)生泄漏的最主要的直接緣由。因此討論材料失效機(jī)理，是防止泄漏的有效手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，腐蝕、裂紋、磨損等是導(dǎo)致材料失效、造成泄漏的主要緣由；此外，地震等自然災(zāi)難以及人為破壞也會(huì)引起破壞性泄漏。1.材料本身質(zhì)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。2.材料破壞而發(fā)生的泄漏如輸送腐蝕性強(qiáng)的流體，一般鋼管在較短時(shí)間內(nèi)就會(huì)被腐蝕穿孔；輸送高速的粉料，鋼管會(huì)被磨蝕損壞；還有材料因疲憊、老化、應(yīng)力集中等造成強(qiáng)度下降等。3．因外力破壞導(dǎo)致泄漏如不法分子在管道上打孔盜竊，野蠻施工的大型機(jī)動(dòng)設(shè)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，車輛碰撞造成管道裂開，施工造成破壞。4．因內(nèi)壓上升造成破壞引起泄漏如水管因寒冷凍裂，誤操作（管道系統(tǒng)中多臺(tái)泵同時(shí)投入運(yùn)行，或關(guān)閉閥門過急）引發(fā)水擊造成管道裂開。三、密封失效密封是預(yù)防泄漏的元件，也是簡單消失泄漏的薄弱環(huán)節(jié)。密封失效的緣由主要是密封的設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量差、安裝不正確等，如設(shè)計(jì)人員不熟識(shí)材料和密封裝置的性能，產(chǎn)品不能滿意工況條件造成超壓裂開，密封結(jié)構(gòu)形式不能滿意要求，密封件老化、被腐蝕、磨損等。所謂的無泄漏泵也不是肯定的。某油田輸油泵投產(chǎn)時(shí)就用了磁力泵，沒有動(dòng)密封，但由于軸承損壞，竄軸磨壞玻璃鋼隔離套，導(dǎo)致泄漏、著火事故。其次節(jié)泄漏預(yù)防的措施搞清了產(chǎn)生泄漏的緣由，也就確定了防泄漏的措施。為了提高牢靠性，就應(yīng)當(dāng)構(gòu)筑起阻擋泄漏的層層防線。一、提高熟悉，加強(qiáng)管理首先，從思想上，要樹立預(yù)防泄漏就等于提高經(jīng)濟(jì)效益的熟悉。試想，泄漏輕則造成物料損失、停產(chǎn)，重則廠毀人亡，哪里還談得上經(jīng)濟(jì)效益呢？而預(yù)防則能起到事半功倍的效果。其次，完善管理、按章行事，是防止泄漏的重要措施。事實(shí)上，各種物質(zhì)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特別必要的，如巡回檢查制；強(qiáng)化勞動(dòng)紀(jì)律；常常對(duì)職工進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)和職業(yè)教育，提高技術(shù)素養(yǎng)和責(zé)任感。職工要熟識(shí)生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備，了解、把握泄漏產(chǎn)生的緣由和條件，才能做到心中有數(shù)，以及早實(shí)行措施，削減泄漏發(fā)生。第三，要加強(qiáng)立法，以提高管理者的責(zé)任。美國聯(lián)邦法律規(guī)定，新建油罐必需實(shí)行防腐措施，按有關(guān)規(guī)范安裝，并配置泄漏檢測和冒頂報(bào)警裝置，石油及化工產(chǎn)品儲(chǔ)罐必需設(shè)置二次封閉；同時(shí)要求石油公司監(jiān)測、報(bào)告油罐的泄漏，并進(jìn)行泄漏預(yù)防及掌握對(duì)策的討論。從1994年起，美國就要求新建和更新的管道必需設(shè)置智能清管器收發(fā)裝置，對(duì)管道定期進(jìn)行檢測。對(duì)違法者予以重罰。我國對(duì)鍋爐壓力容器的制造、安裝和使用的管理，制定了《鍋爐壓力容器平安監(jiān)察暫行條例》。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步健全法制，加大執(zhí)法力度。但是，由于人的失誤不行能避開，還必需依靠多種技術(shù)措施，進(jìn)行綜合治理。二、牢靠性設(shè)計(jì)為削減泄漏的發(fā)生，在設(shè)計(jì)上應(yīng)實(shí)行提高牢靠性的技術(shù)措施。例如，航天器由上百萬個(gè)零部件組成，又需要經(jīng)受苛刻的條件，極易發(fā)生事故，但是由于對(duì)牢靠性的高度重視，火箭上天前必需進(jìn)行嚴(yán)格的熱試車和測試檢查，與航空、陸上各種交通工具比較，載人航天器有著最好的平安飛行記錄。1．緊縮工藝過程牢靠性理論告知我們，環(huán)節(jié)越多，牢靠性越差。當(dāng)前，化工行業(yè)將緊縮工藝過程作為提高生產(chǎn)裝置平安性的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，即盡量縮小工藝設(shè)備，用危害性小的原材料和工藝步驟，簡化工藝和裝置，減小危急物存儲(chǔ)量。2．生產(chǎn)系統(tǒng)密閉化生產(chǎn)工藝中的各種物料流淌和加工處理過程應(yīng)當(dāng)全部密閉在管道、容器內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)搞油不見油。3．正確選擇材料和材料愛護(hù)措施材料選用的正確與否，直接關(guān)系到設(shè)計(jì)的成敗。材質(zhì)要與使用的溫度、壓力、腐蝕性等條件相適應(yīng)，能夠滿意耐高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻條件。不能適應(yīng)的要實(shí)行防腐蝕、防磨損等愛護(hù)措施。成功油田樂安、單家寺等稠油熱采油田的高壓注蒸汽管道（350℃、17.5MPa），投用時(shí)間從45天～11年不等，在1994～1996年間接連發(fā)生管道爆裂事故。緣由是國產(chǎn)20G碳鋼缺少爐外精煉工藝，質(zhì)量不穩(wěn)定，不耐氫蝕以及水質(zhì)差等?，F(xiàn)改用15CrMo合金鋼，并協(xié)作化學(xué)除氧等措施，解決了腐蝕爆裂問題。另如在含硫化氫及硫蒸氣腐蝕環(huán)境中，各種金屬材料的耐腐蝕性鋁的耐腐蝕性最好，且其機(jī)械性能和價(jià)格都使之成為高硫油加氫精制反應(yīng)裝置上密封墊的首選材料。4．冗余設(shè)計(jì)為了提高牢靠性，應(yīng)提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，要提倡合理的多用鋼材，而不是挖空心思節(jié)省鋼材，比如在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，壁厚一般都設(shè)計(jì)有肯定的腐蝕裕量，重要的場合可使用雙層壁。我國現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)平安度較低，應(yīng)大幅度提高。5.降額使用對(duì)生產(chǎn)設(shè)施最大額定值的降額使用，是提高牢靠性的重要措施。設(shè)施的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（特殊是工作壓力）是指最大額定值，在任何狀況下都不能超過，即使是瞬時(shí)的超過也不允許。要綜合考慮特別狀況、特別反應(yīng)、操作失誤、雜質(zhì)混入以及靜電、雷擊等引起的后果，比如要重視防震設(shè)計(jì)。如臺(tái)灣石化公司為了防震，投資500億新臺(tái)幣改善防震設(shè)施，在1999年9月臺(tái)灣大地震中，沒有發(fā)生油罐移位、裂開泄漏事故；而電力系統(tǒng)防震等級(jí)普遍較低，沒經(jīng)得起地震的考驗(yàn)，臺(tái)中、協(xié)和兩電廠的發(fā)電機(jī)組主汽機(jī)漏油引起火災(zāi)，造成大面積停電。6．合理的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式是設(shè)計(jì)的核心，是由多種因素打算的。為了避開零件的磨損，要有一個(gè)潤滑系統(tǒng)，進(jìn)而為了防止?jié)櫥托孤?，盡量使用固體潤滑劑。為避開設(shè)備和管道凍裂，須實(shí)行保溫、伴熱等措施。中石化從本質(zhì)平安管理和牢靠度動(dòng)身，提出球罐底部接管應(yīng)最小化。在重要的泵、塔、容器等存在危急因素較多的地方增加遙控切斷閥，采納雙密封機(jī)械以及設(shè)置中壓蒸汽滅火設(shè)施等。歐洲LPG（或C2、C3）球罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中要求，底部物料進(jìn)出管線宜設(shè)一根，底部進(jìn)出口閥門加設(shè)遙控電動(dòng)切斷閥，并放置于愛護(hù)堤之外，發(fā)生泄漏時(shí)，不必到罐底切斷第一只閥門。如由上海石化與美國大陸谷物公司合資建設(shè)的金地液化氣工廠，按API標(biāo)準(zhǔn)，配置了先進(jìn)和周全的平安保障設(shè)施。250000m3大型低溫常壓液化氣儲(chǔ)罐采納平安系數(shù)很高的雙殼體結(jié)構(gòu)，外殼為500mm厚的鋼筋混凝土整體水泥澆鑄，是一座結(jié)實(shí)的圓柱形防爆墻；低溫罐底部和側(cè)面沒有一根管道，全部管道均由罐頂部出入；設(shè)置高液位報(bào)警及進(jìn)出罐遙控切斷閥連鎖掌握。正確選擇連接方法，并盡量削減連接部位。由于焊接在強(qiáng)度和密封性能上效果較好，應(yīng)盡量采納焊接。壓力管道盡量采納無縫鋼管，且宜采納焊接，但由于直徑25mm的管道焊接強(qiáng)度不佳，且易使焊渣落入管內(nèi)引起管道堵塞，應(yīng)實(shí)行承插管件連接，或采納錐管螺紋聯(lián)接。對(duì)于強(qiáng)腐蝕性尤其是含HF等介質(zhì)的易產(chǎn)生縫隙腐蝕的管道，不得在螺紋處施以密封焊，否則一旦泄漏，后果不堪設(shè)想。要考慮振動(dòng)和熱應(yīng)力的影響，對(duì)于簡單產(chǎn)生應(yīng)力載荷的部位，應(yīng)實(shí)行減震、熱脹補(bǔ)償?shù)认藨?yīng)力措施，防止焊縫裂開或連接處破壞而造成泄漏。閥門內(nèi)漏可能造成反應(yīng)失控，可設(shè)兩個(gè)閥門串連以提高牢靠性。為防止誤操作，各種物料管線應(yīng)按規(guī)定涂色，以便區(qū)分。閥門的開關(guān)應(yīng)有明顯標(biāo)志，采納帶有開關(guān)標(biāo)志的閥門，對(duì)重要閥門實(shí)行掛牌、加鎖等措施。假如泵輸送的介質(zhì)溫度達(dá)到自燃點(diǎn)以上，應(yīng)能遙控切斷泵。7．正確選擇密封裝置密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)合理。采納先進(jìn)的密封技術(shù)，如機(jī)械密封、柔性石墨、液體密封膠，改進(jìn)落后的、不完善的密封結(jié)構(gòu)。正確選擇密封墊圈，在高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中，宜采納聚四氟乙烯材料或金屬墊圈。假如填料密封達(dá)不到要求，可加水封和油封。很多泵改成端面機(jī)械密封后，效果較好，應(yīng)優(yōu)先選用。8．變動(dòng)密封為靜密封，也是密封技術(shù)的突破。如泵和原動(dòng)機(jī)之間，使用磁力傳動(dòng)，取消密封結(jié)構(gòu)，這種密封傳動(dòng)稱為封閉型傳動(dòng)。還有封閉型諧波齒輪傳動(dòng)、曲軸波紋管傳動(dòng)等，但是主要的還是磁力傳動(dòng)。磁力傳動(dòng)由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、密封隔套、外磁轉(zhuǎn)子等零件組成，猶如電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間被一層隔套隔開。當(dāng)外磁轉(zhuǎn)子受到外力作用而旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子就在磁場的帶動(dòng)下而隨外磁轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng)。磁力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡潔，易于制造和裝配，使用壽命長。如磁力泵，在80年月中期已成為屏蔽泵的調(diào)整產(chǎn)品，有穩(wěn)定增長的趨勢(shì)。此外，磁力傳動(dòng)還用于磁力釜、截止閥等地方。9．設(shè)計(jì)應(yīng)便利使用修理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝配、操作、修理、檢查的便利，同時(shí)也有利于處理應(yīng)急事故和準(zhǔn)時(shí)堵漏。開關(guān)設(shè)在便于操作處。閥門盡量設(shè)置在一起，空中閥門應(yīng)設(shè)置平臺(tái)，以便操作。有密封裝置的部位，特殊是動(dòng)密封部位，要留有足夠的空間，以便更換和堵漏。法蘭和壓蓋螺栓應(yīng)便于安裝和拆卸，空間位置不能太?。粚?duì)于簡單消失泄漏以及重要的部位和設(shè)備，應(yīng)設(shè)副線、備用容器和設(shè)備。三、設(shè)置齊全、牢靠的防漏平安裝置人們?cè)谂c泄漏的斗爭中，制造了很多預(yù)防措施和平安裝置，如平安閥、壓力表、液位計(jì)等預(yù)防裝置，有效地削減了泄漏發(fā)生，保障了平安生產(chǎn)。1．防爆泄壓裝置當(dāng)消失超高壓力等特別狀況發(fā)生時(shí)，平安設(shè)施是防范泄漏事故的最終一道屏障，假如這一道屏障失去作用，那么泄漏就將不行避開地發(fā)生。各類平安閥件要做到靈敏牢靠，絕不能成了聾子的耳朵擺設(shè)。平安閥、呼吸閥，用與防止設(shè)備超壓引起爆裂。爆破片用于防止有突然超壓和爆炸危急的設(shè)備爆炸。放空管可用來緊急排泄物料?；鹁嬗糜趯⑵桨查y外泄的氣體、緊急放空、設(shè)備檢修等必需排放的可燃物料燃燒掉。還有一些幫助措施，如為了防止雜質(zhì)進(jìn)入密封面產(chǎn)生泄漏，在閥門和密封裝置處設(shè)置過濾器、排污管、防塵罩、隔膜；疏水器前的過濾器；軸封處的防塵罩；平安閥前為防止結(jié)晶和異物侵入而設(shè)的爆破膜片。2．檢測、報(bào)警監(jiān)控儀表生產(chǎn)參數(shù)檢測儀表可使人準(zhǔn)時(shí)把握流量、壓力、溫度、液位等工作參數(shù)，而自動(dòng)化系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、掌握，如有條件可安裝電視監(jiān)視系統(tǒng)，便利巡查。容器液位計(jì)，是防止容器內(nèi)介質(zhì)泄漏的重要儀表。常見的種類有：玻璃管、玻璃板、電接觸（電極）、浮球（磁翻板）、浮筒、靜壓（或差壓）、電容、超聲波、光纖傳感器、雷達(dá)波法以及核輻射式等。盛裝易燃易爆物料的壓力容器應(yīng)避開使用玻璃管（板）液位計(jì)，以免玻璃管易被撞擊裂開后造成泄漏，可改用磁浮子液位計(jì)等先進(jìn)、牢靠的儀表。對(duì)于常壓儲(chǔ)罐，可用透亮?????塑料管，不易破裂。中石化集團(tuán)規(guī)定，單罐400m3以上的液化石油氣罐都要配上高液位報(bào)警及其連鎖系統(tǒng)和快速切斷閥。當(dāng)今儀表正向著自動(dòng)化、數(shù)字化的趨勢(shì)進(jìn)展。但我國油罐液位的檢測方法，直到今日還是靠工人上罐檢尺，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，而且由于疏忽、檢測不準(zhǔn)時(shí)而造成冒頂、抽空等事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)峻影響到平安運(yùn)行。采納液位自動(dòng)檢測技術(shù)后，工人坐在值班室內(nèi)，就可精確?????地知道油罐液面。液位計(jì)的牢靠性也相當(dāng)重要，假如液位計(jì)失靈，造成液位失控，危急性更大。如加拿大蒙特利爾市的一座石油化工廠，由于一個(gè)丁烷球罐液位計(jì)發(fā)生故障，導(dǎo)致丁烷大量外溢，引發(fā)火災(zāi)爆炸，6個(gè)大型丁烷、原油、汽油貯罐連續(xù)爆炸，炸片橫飛，其中一根長9m的球罐支柱飛出350m，擊中變電室，使整個(gè)蒙特利爾市停電，數(shù)棟房屋起火，這次事故損失額約1183萬美元。3、隔離措施，工業(yè)下水道在各區(qū)（生產(chǎn)區(qū)、幫助生產(chǎn)區(qū)等）之間應(yīng)設(shè)水封隔開。四、日常維護(hù)措施生產(chǎn)裝置狀況不良經(jīng)常是引發(fā)泄漏事故的直接緣由。因此，準(zhǔn)時(shí)檢修特別重要。生產(chǎn)裝置在新建和檢修投產(chǎn)前，必需進(jìn)行氣密性檢測，確保系統(tǒng)無泄漏。平常，生產(chǎn)裝置要常常進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、修理、更換，準(zhǔn)時(shí)發(fā)覺并整改隱患，以保證系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)。如發(fā)覺配件、填料破損要準(zhǔn)時(shí)修理、更換，準(zhǔn)時(shí)緊固松弛的法蘭螺絲。必需定期對(duì)裝置進(jìn)行全面檢修，通過預(yù)防性地更換改進(jìn)零部件、密封件，消退泄漏隱患。如金陵石化在對(duì)煉油廠二套常減壓常壓塔進(jìn)料段進(jìn)行聯(lián)合檢查時(shí)，發(fā)覺襯里開裂，氣孔有缺陷，每周期都消失切向進(jìn)料處焊縫泄漏，造成塔壁快速腐蝕。改為徑向進(jìn)料后，消退了多年的隱患。至于檢修周期，國外已能做到3年1修，而國內(nèi)大多還停留在3年2修的水平上。石家莊煉油廠重油催化裂扮裝置通過技術(shù)檢測和局部檢查、每季度對(duì)易腐蝕部位測量壁厚等措施，準(zhǔn)時(shí)消退事故隱患，保證了設(shè)備的平安運(yùn)行。1999年5月實(shí)現(xiàn)了三年一修，制造了國內(nèi)運(yùn)行周期最長的記錄。假如設(shè)備老化、技術(shù)落后，泄漏此伏彼起，就應(yīng)當(dāng)有方案地對(duì)其更新?lián)Q代，從根本上解決泄漏問題。下面重點(diǎn)談?wù)劅o損檢測和試壓。1、無損檢測壓力容器、鍋爐、管道（重點(diǎn)是彎頭、三通及焊縫）等關(guān)鍵部位，易消失腐蝕、磨損、裂紋、變形、結(jié)垢等缺陷。無損檢測可以對(duì)壁厚、裂紋等缺陷的損傷程度及進(jìn)展趨勢(shì)進(jìn)行猜測，從而使檢修有的放矢，避開失修或過剩修理。常規(guī)的無損檢測技術(shù)有超聲波、X射線、磁粉檢查、電磁感應(yīng)、渦流、著色滲透、紅外熱成像等。超聲波對(duì)裂紋檢出率高，也可用于測厚，但需要耦合劑，檢測效率較低。常規(guī)的無損檢驗(yàn)方法存在許多缺點(diǎn)和不足，如抽查檢驗(yàn)的盲目性大，易造成漏檢；檢驗(yàn)周期長，工作量大。聲放射技術(shù)可以為射線或超聲波等檢測方法制定檢驗(yàn)方向，和常規(guī)的無損檢測結(jié)合起來，可以削減盲目抽檢，從而縮短停產(chǎn)檢驗(yàn)時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采納常規(guī)檢測方法，按20%射線探傷計(jì)，每個(gè)臥罐需要拍片30～50張，每個(gè)球罐需要拍片150張左右，還不能保證找到全部危急缺陷。而采納聲放射技術(shù)，每個(gè)容器只需拍片10張左右，還不會(huì)放過一個(gè)危急源。這樣就大大削減了檢驗(yàn)工作量。假如聲放射檢驗(yàn)沒有發(fā)覺危急源，就不必再開罐檢驗(yàn)，省略了常規(guī)的無損檢驗(yàn)。在對(duì)鍋爐等壓力容器進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，若加上聲放射監(jiān)測，效果會(huì)更好。由于試壓時(shí)，假如消失裂開泄漏，這種較大的缺陷可以馬上被發(fā)覺，但是不能發(fā)覺在試驗(yàn)時(shí)微小裂痕的亞臨界擴(kuò)展，也就是發(fā)覺不了預(yù)后不良的危急缺陷，甚至由于壓力試驗(yàn)反而擴(kuò)大了這種缺陷。盡管容器順當(dāng)通過了超壓試驗(yàn)，但是在長期投入運(yùn)行后，勢(shì)必造成缺陷的失穩(wěn)擴(kuò)展，造成泄漏。所以，單純水壓試驗(yàn)評(píng)價(jià)質(zhì)量的方法不全面，在水壓試驗(yàn)中，進(jìn)行聲放射監(jiān)測，可以得到試驗(yàn)過程中某些缺陷的信號(hào)。聲放射現(xiàn)在主要用于評(píng)價(jià)壓力容器的服役壽命，可以不停產(chǎn)在線檢測，檢驗(yàn)速度快，是在用壓力容器定期檢驗(yàn)方法的進(jìn)展方向。成功油田引進(jìn)了美國PAC公司生產(chǎn)的SPARTAN型20通道聲放射檢測系統(tǒng)，在大型液化氣儲(chǔ)罐等壓力容器的定期檢測中使用，效果良好。2、試壓水壓或氣壓試驗(yàn)是最一般的檢測管道及壓力容器質(zhì)量的方法，是預(yù)防泄漏的重要措施。生產(chǎn)裝置安裝及大修投產(chǎn)前，必需首先進(jìn)行水壓試驗(yàn)，然后做氣密性試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)就是往系統(tǒng)內(nèi)布滿水，增壓到肯定壓力（試驗(yàn)壓力一般是工作壓力的1.1～1.5倍），然后封閉，觀看壓力降。氣密性試驗(yàn)是壓縮空氣充入系統(tǒng)(壓力是設(shè)計(jì)壓力的1.05倍)。進(jìn)行水壓或氣壓試驗(yàn)，必需嚴(yán)格根據(jù)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，《石油化工設(shè)備維護(hù)檢修規(guī)程》對(duì)壓力容器的耐壓試驗(yàn)有明確的規(guī)定。氣壓試驗(yàn)比水壓試驗(yàn)危急性大。新建管道必需用水試壓，不允許用氣試壓。耐壓試驗(yàn)和無損探傷是從不同角度對(duì)壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)的兩種不同的方法，二者不能相互代替。常常有這樣的狀況，耐壓試驗(yàn)合格的設(shè)備，無損探傷卻發(fā)覺缺陷。因此，耐壓試驗(yàn)僅僅是對(duì)承壓設(shè)備短時(shí)強(qiáng)度和氣密性的考查。同時(shí)，耐壓試驗(yàn)對(duì)設(shè)備來說也是一次過載。斷裂力學(xué)指出，裂紋的擴(kuò)展與裂紋處應(yīng)力大小有關(guān)，隨著應(yīng)力的增加，裂紋擴(kuò)展速度亦加快，所以不能任憑地、多次重復(fù)做耐壓試驗(yàn)。對(duì)于來歷不明（無設(shè)計(jì)資料、不明材質(zhì)等）的容器，不能盲目進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，不能企圖通過耐壓試驗(yàn)來檢漏或反推工作壓力。五、操作措施掌握正常生產(chǎn)的操作條件，如壓力、溫度、流量、液位等。要防止消失操作失誤和違章操作，削減人為操作所致的泄漏事故。為此，有操作前思索30秒的提法。六、掌握泄漏發(fā)生后損失的措施1．裝設(shè)泄漏報(bào)警儀表如可燃?xì)怏w報(bào)警器、火災(zāi)報(bào)警器等。2．將泄漏事故與平安裝置連鎖應(yīng)采納自動(dòng)停車、自動(dòng)排放、自動(dòng)切除電源等平安連鎖自控技術(shù)措施。一般來說，與監(jiān)控系統(tǒng)連鎖的自動(dòng)停車系統(tǒng)速度快，儀表報(bào)警后由人工停車較慢，大約需要3～15min。3．采納工藝掌握裝置當(dāng)設(shè)備和管道斷裂、填料脫落、操作失誤以致發(fā)生泄漏等特別狀況時(shí)，為防止介質(zhì)大量外泄，可能引起著火、爆炸而應(yīng)設(shè)置停車、緊急迫斷物料的平安裝置。緊急截止閥（斷流閥），在管道中間增加斷流閥來系統(tǒng)分段，能夠中止向泄漏處供應(yīng)物料，可以削減泄漏量，危急性較大的儲(chǔ)槽等重要裝置應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)距離遙控切斷閥。過流閥也稱快速閥，一般裝在液化石油氣儲(chǔ)罐或汽車、鐵路槽車的液相管和氣相管出口上。單向閥，又叫止回閥，只允許介質(zhì)沿一個(gè)方向流淌，用以防止倒流。反向密封裝置（專利：95230974.2），能夠在壓力儀表一旦泄漏時(shí)快速堵塞泄漏。4、設(shè)立泄漏物收集裝置，下面給出幾個(gè)例子。平安防護(hù)罩：法蘭接頭和閥門是薄弱環(huán)節(jié)，平安防護(hù)罩可以把法蘭和閥門全部包涵在愛護(hù)罩內(nèi)，一旦發(fā)生泄漏，泄漏的物質(zhì)被限制在其內(nèi)部。愛護(hù)罩上有觀看窗，能清楚地察看和檢查其中閥門的實(shí)況，同時(shí)，它還有可更換的PH值指示器，泄漏發(fā)生后會(huì)轉(zhuǎn)變顏色。假如泄漏出的物質(zhì)需要回收的話，可選用有絲扣塑料嘴的防護(hù)罩，通過軟管將泄漏物質(zhì)回收。防火堤：就是油罐區(qū)內(nèi)圍繞油罐而構(gòu)筑的堤堰，它可以把油罐損壞泄漏的油品圍在堤內(nèi)，起到防止泄漏油品外流、掌握油罐火災(zāi)擴(kuò)散的作用。但是有些單位，忽視了防火堤的作用，平常缺少維護(hù)和管理，使其存在漏洞。一旦發(fā)生泄漏，就可能導(dǎo)致油品外溢，加大事故損失。例如，1993年9月27日，南京煉油廠一座10000m3浮頂油罐溢油著火后，大量油火從防火堤的雨水排水口流出，險(xiǎn)些燒毀排水溝下游的煉油裝置。這個(gè)雨水排水口平常根本沒人管，任其放開，最終釀成大禍。事故氯氣處理裝置：在氯堿生產(chǎn)過程中，工藝和設(shè)備故障造成前后工序失衡就可能造成氯氣泄漏。上海天原化工廠研制了事故氯氣處理裝置，能在氯氣外泄可能之時(shí)，緊急啟動(dòng)使系統(tǒng)由正壓變成負(fù)壓，成為防止泄漏的有效手段。通常整個(gè)氯氣處理工序設(shè)兩套處理裝置，一套在電解槽出口，與濕式氯氣水封相連；另一套設(shè)置在氯氣壓縮機(jī)出口，與機(jī)組排氣管相連。設(shè)置在電解槽出口的事故氯氣處理裝置的啟動(dòng)與電解槽出口壓力連鎖。即當(dāng)電解槽總管剛消失正壓時(shí)，該處理裝置的堿液循環(huán)泵及抽吸鼓風(fēng)機(jī)便自動(dòng)開啟，16～20%的堿液送入汲取塔內(nèi)，自上而下噴淋，與正壓沖破水封進(jìn)入噴淋汲取塔的逆向汲取，未能汲取的不含氯氣的尾氣被鼓風(fēng)機(jī)抽吸放空。設(shè)在壓縮機(jī)出口的處理裝置的啟動(dòng)與機(jī)組的停機(jī)信號(hào)及與電解槽直流供電系統(tǒng)連鎖。當(dāng)機(jī)組因故停機(jī)時(shí)，該處理裝置的堿液循環(huán)泵及抽吸鼓風(fēng)機(jī)便自動(dòng)開啟，將氯氣管網(wǎng)（輸出）中倒回的氯氣經(jīng)排氣管抽吸入事故氯氣事故噴淋汲取塔進(jìn)行汲取，惰性氣體放空。5、采納泄漏防火、防爆裝置自動(dòng)噴淋水的灑水裝置，可形成水幕，將系統(tǒng)隔離，掌握氣體集中方向；用蒸汽、惰性氣體（氮?dú)猓┐祾吡鞒?，可置換、吹散、稀釋油氣；還有消防泡沫滅火設(shè)施等。第三節(jié)鋼鐵及玻璃鋼材料失效緣由及對(duì)策在石油工業(yè)中，碳鋼是最常用的材料，其次是玻璃鋼。一、鋼鐵材料對(duì)于鋼鐵來說，失效緣由主要有腐蝕、磨損、裂紋等。1、腐蝕觸目驚心人們通?？吹降匿撹F生銹，就是金屬腐蝕現(xiàn)象。這種由于化學(xué)和電化學(xué)作用引起的材料損壞，就稱為腐蝕。腐蝕會(huì)使金屬材料減薄、變脆造成機(jī)件破壞、承受不了原工作壓力而引起泄漏。據(jù)發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計(jì)，由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失占國民生產(chǎn)總值的2～4%，對(duì)于石油和化學(xué)工業(yè)則高達(dá)6%。生銹只是腐蝕的一種形式，而且是最不具危急的形式，由于它使材料勻稱減薄。而局部腐蝕如晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕，是最具危急性的腐蝕形式，腐蝕速度快，最快的幾個(gè)月就能腐蝕穿孔。在材料大部分還完好時(shí)，就使局部失去強(qiáng)度，造成突發(fā)性泄漏。石油工業(yè)中的腐蝕問題大致可以分為三種類型：來自原油組份的腐蝕、生產(chǎn)中所用腐蝕性原料以及環(huán)境（大氣和土壤）的腐蝕。我國油田的原油集輸管道和污水管道普遍使用鋼管，防腐力量差。成功油田某油區(qū)金屬集輸管道平均腐蝕速度高達(dá)14mm/a，嚴(yán)峻的不到半年就穿孔，造成大量油水外泄，大面積污染環(huán)境，不到兩年就被迫全部更新。2、磨損磨損是指流體特殊是有固體存在的流體對(duì)容器、管道及其設(shè)備的物理性磨蝕。磨損一般發(fā)生在流淌受阻及方向轉(zhuǎn)變的地方，如管道彎曲半徑過小，存在死角，在高速氣流或粉料沖蝕下，局部可快速被磨穿。自然?氣管道彎頭處最簡單由于沖刷磨損及腐蝕造成穿孔，其它部位還有泵殼、閥座、噴嘴、彎頭、懸流器內(nèi)壁、熱偶等。在發(fā)生磨損的地方，假如還有腐蝕性介質(zhì)存在，會(huì)加劇金屬的沖蝕。如一些油田油井采出液中含砂，而且隨著后期開采、大泵提液技術(shù)的廣泛使用，攜砂量增多，油田多相流（油、氣、水、砂）集輸管道底部因砂磨穿孔嚴(yán)峻，最短的只用3個(gè)月就穿孔泄漏，表現(xiàn)為管道內(nèi)壁成槽溝磨蝕穿孔。聯(lián)合站旋流分別技術(shù)，由于采出液中含砂對(duì)旋流管的磨損，使用不到一年，流道就產(chǎn)生變形，使分別效率下降。磨損嚴(yán)峻的不到三個(gè)月就穿孔，造成泄漏直至停產(chǎn)。催化裂扮裝置，大直徑再生器在700℃以上高溫下運(yùn)行，萬一脫落，將產(chǎn)生危急的后果，經(jīng)常導(dǎo)致停產(chǎn)。閱歷證明，磨損與流體速度、沖擊角度、固體濃度及操作溫度四個(gè)因素有關(guān)：沖蝕速率與氣流速度的三次方成正比；20～30的沖擊角度最具有破壞性；沖蝕速率隨氣流中的固體濃度增加而增加；鋼的沖蝕阻力通常隨操作溫度上升而減小。3、鋼鐵材料的愛護(hù)愛護(hù)鋼鐵等金屬材料的措施主要有兩點(diǎn)：一是防腐蝕，二是防磨損。常用的防腐蝕措施有:①使用耐腐蝕材料（如合金鋼、不銹鋼、玻璃鋼等材料），如對(duì)于含H2S腐蝕環(huán)境（PH2S300Pa）必需采納抗氫致開裂（HIC）鋼材；②把金屬和腐蝕介質(zhì)隔離開來，如在金屬表面加絕緣愛護(hù)層，切斷金屬與腐蝕介質(zhì)的聯(lián)系；③外部補(bǔ)充電流以消退金屬表面的電位差；④在介質(zhì)中加入緩蝕劑；⑤消退腐蝕環(huán)境。（1）愛護(hù)層法愛護(hù)層法就像讓士兵穿上鎧甲一樣，使用一層厚度薄、耐腐蝕的材料做隔離愛護(hù)層，愛護(hù)里面的金屬材料。常用的有耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬、涂料、塑料等多種材料。熱噴涂是將熔融狀態(tài)的材料，通過高速氣流霧化噴射在零件表面上，形成愛護(hù)層。熱噴涂技術(shù)被認(rèn)為是解決鍋爐四管腐蝕泄漏問題的最佳途徑。西安交通高校采納等離子噴涂技術(shù)對(duì)四管進(jìn)行防腐處理，噴涂材料為金屬陶瓷，結(jié)果表明，金屬陶瓷具有良好的耐熱腐蝕性能和力學(xué)性能。全軍裝備修理表面工程討論中心采納電弧噴涂技術(shù)對(duì)電站鍋爐水冷壁管進(jìn)行防腐處理，取得了良好的效果。（2）陰極愛護(hù)法陰極愛護(hù)就是給患病腐蝕的金屬上通入足夠的陰極電流，使得金屬的電極電位變負(fù)，使腐蝕過程減緩。這是一種經(jīng)濟(jì)、牢靠的防腐方法，愛護(hù)效率高，已被廣泛應(yīng)用。根據(jù)愛護(hù)電流的來源，陰極愛護(hù)又可分為外加電流法和犧牲陽極法兩種。外加電流法使用一個(gè)直流電源來供應(yīng)愛護(hù)所需要的電流。一般將金屬對(duì)地電壓作為掌握指標(biāo)，只要對(duì)地電位達(dá)到-0.85～-1.5V，就能起到良好的防腐效果。犧牲陽極法，就是把比要愛護(hù)的某種金屬（如鋼鐵）更活潑、更簡單腐蝕的金屬（如鋅、鎂）與其連接，來替代鋼鐵的腐蝕。由于愛護(hù)涂層和陰極愛護(hù)是結(jié)合使用的。涂層不行避開地存在微小的針孔，光靠它是不行的；若僅用加電愛護(hù)，電量消耗過大，無法愛護(hù)大面積、長距離。這兩種方法結(jié)合在一起，防腐效果非常抱負(fù)。這就像先在金屬表面筑起城堡，而外部通入的電流就象流淌的哨兵，兩者相互補(bǔ)充，共保城池平安。在煤氣柜的腐蝕中，局部腐蝕，即點(diǎn)蝕穿孔是致命的，主要緣由是被橫架和立柱攔住而漏涂的鋼板形成了腐蝕原電池的小陽極，而整體涂層較好的鋼表面為大陰極，使小陽極快速穿孔。由于涂層施工質(zhì)量不好而形成的針孔，也同樣導(dǎo)致局部點(diǎn)蝕穿孔。氣柜內(nèi)壁選用富鋅底漆與彈性聚氨酯涂料相協(xié)作，外壁選用鋅底漆與氧化橡膠涂料相協(xié)作的防護(hù)方法是較為合理的。（3）緩蝕劑緩蝕劑是一種投加在腐蝕介質(zhì)中的、能減緩或阻擋金屬腐蝕的化學(xué)物質(zhì)，它能夠吸附在金屬表面，形成愛護(hù)膜，阻滯電化學(xué)腐蝕過程的發(fā)生。緩蝕劑在石油、自然?氣、工業(yè)水、海水、酸、大氣及鋼筋混凝土等環(huán)境中都有勝利的應(yīng)用。成功油田東營壓氣站從日本進(jìn)口的100104m3/d離心壓縮機(jī)組，由于自然?氣中含微量H2S等緣由嚴(yán)峻腐蝕，威逼著機(jī)組的正常運(yùn)行。中科院長春應(yīng)用化學(xué)討論所研制的一種氣相緩蝕劑（主要成分是粗輕吡啶），勝利地解決了腐蝕問題，每年的藥劑費(fèi)不到10萬元。（4）消退腐蝕環(huán)境電化學(xué)腐蝕離不開水，假如油氣中沒有水，也就避開了腐蝕。我國目前唯一的一條干含硫自然?氣管線是川東開江長壽輸氣管，用脫水工藝保持自然?氣在最高壓力、最低溫度下的水分處于不飽和狀態(tài)，避開了腐蝕、爆管和凍堵停產(chǎn)現(xiàn)象。（5）防磨損為了使設(shè)備免遭磨損，最好是除去磨蝕顆粒，如成功油田孤東采油廠在油井井口安裝多相流除砂器，較好地解決了集油管砂磨蝕穿孔的問題。而對(duì)于不能除去顆粒的狀況，通常采納耐磨材料襯里。耐磨陶瓷如Al2O3、ZrO2等耐磨材料，能有效地解決磨損問題。如成功油田使用ZrO2陶瓷制做的出砂氣井氣嘴，解決了氣嘴刺大難題，保證了氣井平安正常生產(chǎn)；采納Al2O3工業(yè)陶瓷精鑄原油分水旋流管，可延長使用壽命3～5年，降低成本40%。碳化鎢是一種硬質(zhì)合金，耐磨，密度大，成功油田孤東采油廠用它制做出砂油井抽油泵凡爾和凡爾座，削減了泵漏，延長了檢泵周期。鑄石制品也具有良好的耐磨損、耐腐蝕性能，廣泛用于礦山、冶金、石油、化工、電力等行業(yè)中的猛烈磨損、腐蝕的關(guān)鍵部位。實(shí)踐證明，其耐磨強(qiáng)度是一般鋼材的十幾倍。平頂山煤礦選煤廠張瑋，則利用離心力原理，使磨面勻稱受力，創(chuàng)造了選礦用耐磨彎頭，使用壽命從20天提高到3個(gè)月以上，解決了煤漿管道的磨損難題。二、玻璃鋼以合成樹脂為膠粘劑，玻璃纖維作增加材料而制成的復(fù)合材料，稱為玻璃纖維增加塑料。因其強(qiáng)度高，可以和鋼鐵相比，故又稱玻璃鋼（FRP）。合成樹脂常用的有：不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂等。在增加纖維方面，除了玻璃纖維以外，還消失了碳纖維、硼纖維和有機(jī)纖維等。玻璃鋼具有密度小、強(qiáng)度高（相當(dāng)于一般碳鋼）、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良、施工工藝簡潔敏捷等優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量良好的玻璃鋼設(shè)備使用壽命可達(dá)15～25年。玻璃鋼在石油工業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，如制作管道、儲(chǔ)罐、防腐愛護(hù)層等。玻璃鋼管道具有耐腐蝕、耐砂磨、重量輕、強(qiáng)度高、輸送效率高、不易結(jié)蠟和結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)，使用壓力已經(jīng)提高到24MPa,用于油氣集輸、污水輸送等工程。玻璃鋼儲(chǔ)罐有取代鋼罐的趨勢(shì)，美國加油站已經(jīng)普遍使用玻璃鋼地下油罐。玻璃鋼已成為氯堿工業(yè)主要結(jié)構(gòu)材料之一。早在20