化工燃料容器、管道的焊补安全技术,容易被人忽略,却很重要!

文章来源:汇丰华科技 能源纵横 发布时间:2015-10-26

化工燃料容器(如塔、罐、柜、槽、箱、桶等)和管道在使用中因受内部介质压力、温度、腐蚀的作用,或因结构、材料、焊接工艺等缺陷,时常出现裂纹和穿孔,所以要定期检修。有时在生产过程中就需进行抢修。由于化工生产具有高度连续性的特点,所以这类设备和管道的焊补工作往往是时间紧、任务急,而且要在易燃、易爆、易中毒、高温或高压的复杂情况下进行,稍有疏忽就会发生爆炸、火灾和中毒事故,甚至引起整座厂房、燃料供应系统爆炸着火,造成严重后果。因此,在进行化工及燃料容器和管道的焊割作业时,必须采取切实可靠的防爆、防火和防毒等技术措施。

置换动火与带压不置换动火

化工及燃料容器和管道的焊补,目前主要有置换动火和带压不置换动火两种方法。凡利用电弧或火焰进行焊接或切割作业的,均为动火,或称动火作业。

(一)置换动火

置换动火就是在焊补前用水和不燃气体置换容器或管道中的可燃气体,或用空气置换容器或管道中的有毒有害气体,使容器或管道内的可燃气体或有毒有害气体的含量符合规定的要求,从而保证焊补作业安全。

置换动火是一种比较安全妥善的办法,在容器、管道的生产检修工作中被广泛采用。但是采用置换法时,容器、管道需要暂停使用,而且要用其他介质进行置换。在置换过程中要不断取样分析,直至合格后才能动火,动火后还需再置换,显得费时麻烦。另外,如果管道中弯头死角多,则往往不易置换干净而留下隐患。

(二)带压不置换动火

带压不置换动火,就是严格控制含氧量,使可燃气体的浓度大大超过爆炸上限,然后让它以稳定的速度,从管道口向外喷出,并点燃燃烧,使其与周围空气形成一个燃烧系统,并保持稳定地连续燃烧。然后,即可进行焊补作业。

带压不置换法不需要置换原有的气体,有时可以在设备运转的情况下进行,手续少,作业时间短,有利于生产。这种方法主要适用于可燃气体的容器与管道的外部焊补。由于这种方法只能在连续保持一定正压的情况下才能进行,控制难度较大,而且没有一定的压力就不能使用,有较大的局限性,因此,目前应用不广泛。

发生爆炸火灾的原因

(1)焊接动火前对容器或管道内外气体的取样分析不准确,或取样部位不适当,结果在容器、管道内或动火点周围存在着爆炸性混合物。

(2)在焊补过程中,周围条件发生了变化。

(3)正在检修的容器与正在生产的系统未隔离,发生易爆气体互相串通,进入焊补区域,或是生产系统放料排气遇到火花。

(4)在具有燃烧和爆炸危险的车间、仓库等室内进行焊补作业。

(5)焊补未经安全处理或未开孔洞的密封容器。

置换焊补的安全技术措施

(一)固定动火区

为使焊补工作集中,便于加强管理,厂里和车间内可划定固定动火区。凡可拆卸并有条件移动到固定动火区焊补的物件,必须移至固定动火区内焊补,从而减少在防爆车间或厂房内的动火工作。固定动火区必须符合下列要求:

(1)无可燃气管道和设备,并且周围距易燃易爆设备管道10m以上。

(2)室内的固定动火区与防爆的生产现场要隔开,不能有门窗、地沟等串通。

(3)生产中的设备在正常放空或一旦发生事故时,可燃气体或蒸气不能扩散到动火区。

(4)要常备足够数量的灭火工具和设备。

(5)固定动火区内禁止使用各种易燃物质。

(6)作业区周围要划定界限,悬挂防火安全标志。

(二)实行可靠隔绝

现场检修,要先停止待检修设备或管道的工作,然后采取可靠的隔绝措施,使要检修、焊补的设备与其他设备(特别是生产部分的设备)完全隔绝,以保证可燃物料等不能扩散到焊补设备及其周围。

可靠的隔绝方法是安装盲板或拆除一段连接管线。盲板的材料、规格和加工精度等技术条件一定要符合国家标准,不可滥用,并正确装配,必须保证盲板有足够的强度,能承受管道的工作压力,同时严密不漏。在盲板与阀门之间应加设放空管或压力表,并派专人看守。对拆除管路的,注意在生产系统或存有物料的一侧上好堵板。堵板同样要符合国家标准的技术条件。

同时,还应注意常压敞口设备的空间隔绝,保证火星不能与容器口逸散出来的可燃物接触。对有些短时间的焊补检修,可用水封切断气源,但必须有专人在现场看守水封溢流管的溢流情况,防止水封失效。总之,不认真做好隔绝工作不得动火。

(三)实行彻底置换

做好隔绝工作之后,设备本身必须排尽物料,把容器及管道内的可燃性或有毒性介质彻底置换。在置换过程中要不断地取样分析,直至容器管道内的可燃、有毒物质含量符合安全要求。

常用的置换介质有氮气、水蒸汽或水等。置换的方法要视被置换介质与置换介质的比重而定,当置换介质比被置换介质比重大时,应由容器或管道的最低点送进置换介质,由最高点向外排放。以气体为置换介质时的需用量一般为被置换介质容积的3倍以上。某些被置换的可燃气体有滞留的性质,或者同置换气体的比重相差不大,此时应注意置换的不彻底或两者相互混合。因此,置换的彻底性不能仅看置换介质的用量,而要以气体成分的化验分析结果为准。以水为置换介质时,将设备管道灌满即可。

(四)正确清洗容器

容器及管道置换处理后,其内外都必须仔细清洗。因为,有些可燃易爆介质被吸附在设备及管道内壁的积垢或外表面的保温材料中,液体可燃物会附着在容器及管道的内壁上。如不彻底清洗,由于温度和压力变化的影响,可燃物会逐渐释放出来,使本来合格的动火条件变成了不合格,从而导致火灾爆炸事故。

清洗可用热水蒸煮、酸洗、碱洗或用溶剂清洗,使设备及管道内壁上的结垢物等软化溶解而除去。采用何种方法清洗应根据具体情况确定。

碱洗是用氢氧化钠(烧碱)水溶液进行清洗的,其清洗过程是,先在容器中加入所需数量的清水,然后把定量的碱片分批逐渐加入,同时缓慢搅动,待全部碱片均加入溶解后,方可通入水蒸汽煮沸。蒸汽管的末端必须伸至液体的底部,以防通入水蒸汽后有碱液泡沫溅出。禁止先放碱片后加清水(尤其是热水),因为烧碱溶解时会产生大量的热,涌出容器管道而灼伤操作者。

对于用清洗法不能除尽的垢物,由操作人员穿戴防护用品,进入设备内部用不发火的工具铲除,如用木质、黄铜(含铜70%以下)或铝质的刀、刷等,也可用水力、风动和电动机械以吸喷砂等方法清除。置换和清洁必须注意不能留死角。

(五)空气分析和监视

动火分析就是对设备和管道以及周围环境的气体进行取样分析。动火分析不但能保证开始动火时符合动火条件,而且可以掌握焊补过程中动火条件的变化情况。在置换作业过程中和动火作业前,应不断从容器及管道内外的不同部位取气体样品进行分析,检查易燃易爆气体及有毒有声气体的含量。

检查合格后,应尽快实施焊补,动火前半小时内分析数据是有效的,否则应重新取样分析。取样要注意取样的代表性,以使数据准确可靠。焊补开始后每隔一定时间仍需对作业现场环境作分析,动火分析的时间间隔则根据现场情况来确定。若有关气体含量超过规定要求,应立即停止焊补,再次清洗并取样分析,直到合格为止。

气体分析的合格要求是:

(1)可燃气体或可燃蒸气的含量:爆炸下限大于4%的,浓度应小于0.5%;爆炸下限小于4%的,浓度则应小于0.2%;

(2)有毒有害气体的含量应符合《工业企业设计卫生标准》的规定;

(3)对于操作者需进入内部进行焊补的设备及管道,氧气含量应为18%~21%。

(六)严禁焊补未开孔洞的密封容器

焊补前应打开容器的人孔、手孔、清洁孔及料孔等,并应保持良好的通风。严禁焊补未开孔洞的密封容器。

在容器及管道内需采用气焊或气割时,焊、割炬的点火与熄火应在容器外部进行,以防过多的乙炔气聚集在容器及管道内。

(七)安全组织措施

(1)必须按照规定的要求和程序办理动火审批手续。目的是制定安全措施、明确领导者的责任。承担焊补工作的焊工应经专门培训,并经考核取得相应的资格证书。

(2)工作前要制定详细的切实可行的方案,它包括焊接作业程序和规范、安全措施及施工图等,并通知有关消防队、急救站、生产车间等各方面作好应急安排。

(3)在作业点周围10m以内应停止其他用火工作,易燃易爆物品应移到安全场所。

(4)工作场所应有足够的照明,手提行灯应采用12V安全电压,并有完好的保护罩。

(5)在禁火区内动火作业以及在容器与管道内进行焊补作业时,必须设监护人。监护的目的是保证安全措施的认真执行。监护人应由有经验的人员担任。监护人应明确职责、坚守岗位。

(6)进入容器或管道进行焊补作业时,触电的危险性最大,必须严格执行有关安全用电的规定,采取必要的防护措施。

带压不置换焊补的安全技术措施

(一)严格控制含氧量

目前,有的部门规定氢气、一氧化碳、乙炔和发生炉煤气等的极限含氧量以不超过1%作为安全值,它具有一定的安全系数。在常温常压情况下氢气的极限含氧量约为5.2%,但考虑到高压、高温条件的不同,以及仪表和检测的误差,所以规定为1%。带压不置换焊补之前和焊补过程中,必须进行容器或管道内含氧量的检测。当发现系统中含氧量增高,应尽快找出原因及时排除,否则应停止焊补。

(二)正压操作

在焊补的全过。程中,容器及管道必须连续保持稳定正压,这是带压不置换动火安全的关键。一旦出现负压,空气进入正在焊补的容器或管道中,就容易发生爆炸。

压力一般控制在0.015~0.049MPa(150~500毫米水柱)为宜。压力太大,气流速度增大,造成猛烈喷火,给焊接操作造成困难,甚至使熔孔扩大,造成事故;压力太小,容易造成压力波动,焊补时会使空气渗入容器或管道,形成爆炸性混合气体。

(三)严格控制工作点周围可燃气体的含量

无论是在室内还是在室外进行带压不置换焊补作业时,周围滞留空间可燃气体的含量,以小于0.5%为宜。分析气体的取样部位应根据气体性质及房屋结构特点等正确选择,以保证检测结果的正确性和可靠性。

室内焊补时,应打开门窗进行自然通风,必要时,还应采取机械通风,以防止爆炸性混合气体的形成。

(四)焊补操作的安全要求

有关安全组织措施同置换焊补安全组织措施见(1)~(4)条。

(1)焊工在操作过程中,应避开点燃的火焰,防止烧伤。

(2)焊接规范应按规定的工艺预先调节好,焊接电流过大或操作不当,在介质压力的作用下容易引起烧穿,以致造成事故。

(3)遇周围条件有变化,如系统内压力急剧下降或含氧量超过安全值等,都要立即停止焊补,待查明原因采取相应对策后,才—能继续进行焊补。

(4)在焊补过程中,如果发生猛烈喷火现象时,应立即采取消防措施。在火未熄灭前,不得切断可燃气来源,也不得降低或消除容器或管道的压力,以防容器或管道吸入空气而形成爆炸性混合气体。

总结

化工生产具有易燃、易爆、易中毒、高温、高压、有腐蚀等特点,因而化工生产较其它工业部门有更大的危险性。因此,在化工生产中,安全有着举足轻重的地位。失去了安全作保障,就易发生各种事故,顺利生产也就无从谈起。

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