石油工業(yè)泄漏的預(yù)防

致設(shè)備磨損；不按時(shí)巡回檢查、發(fā)現(xiàn)和處理問題，如溢流冒罐等；誤關(guān)閥門和忘記操作等。二、材料失效構(gòu)成設(shè)施的材料失效是泄漏的主要直接原因。因此研究材料失效機(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、造成泄漏的主要原因；此外，地震等自然災(zāi)害以及人為破壞也會(huì)引起破壞性泄漏。材料質(zhì)量問題例如，鋼管焊縫中有氣孔、夾渣或沒焊透，鑄鐵管有裂紋、砂眼，水泥管被碰裂等。材料損壞導(dǎo)致的泄漏如輸送腐蝕性強(qiáng)的流體，通常，鋼管會(huì)在短時(shí)間內(nèi)腐蝕穿孔；輸送高速的粉料，鋼管會(huì)被磨蝕損壞；還有材料因疲勞、老化、應(yīng)力集中等造成強(qiáng)度下降等。外力損壞引起的泄漏如不法分子在管道上打孔盜竊，粗結(jié)構(gòu)大型機(jī)械設(shè)備的軋制、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。內(nèi)部壓力升高導(dǎo)致?lián)p壞導(dǎo)致的泄漏如水管因嚴(yán)寒凍裂，誤操作（管道系統(tǒng)中的多臺泵同時(shí)投入運(yùn)行，或關(guān)閉閥門過急）引發(fā)水擊造成管道破裂。三、密封失效密封是預(yù)防泄漏的元件，這也是一個(gè)容易發(fā)生泄漏的薄弱環(huán)節(jié)。密封失效的主要原因是密封設(shè)計(jì)不合理、制造質(zhì)量差、安裝不正確等，如設(shè)計(jì)人員不熟悉材料和密封裝置的性能，產(chǎn)品不能滿足工況條件造成超壓破裂，密封結(jié)構(gòu)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。某油田的油泵投產(chǎn)時(shí)使用了磁力泵，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。第二節(jié)防滲漏措施搞清了產(chǎn)生泄漏的原因，也就確定了防泄漏的措施。為了提高可靠性，我們應(yīng)該建立層層防御以防止泄漏。一、提高認(rèn)識，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”的認(rèn)識。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？預(yù)防可以事半功倍。其次，完善管理、按章行事，這是防止泄漏的重要措施。事實(shí)上，各種物質(zhì)的泄漏往往會(huì)發(fā)現(xiàn)管理漏洞。制定一套完善的管理措施是非常必要的，如“巡回檢查制”；強(qiáng)化勞動(dòng)紀(jì)律；經(jīng)常對職工進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)和職業(yè)教育，提高技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任感。職工要熟悉生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備，了解、掌握泄漏原因和條件，才能做到心中有數(shù)，以及早采取措施，減少泄漏發(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，新建油罐必須采取防腐措施，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)罐必須設(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)防及控制對策的研究。從1994年起，美國要求新的和更新的管道必須配備智能清管器發(fā)射器和接收器，對管道定期進(jìn)行檢測。對違法者予以重罰。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(jiān)察暫行規(guī)定》。應(yīng)該進(jìn)一步健全法制，加大執(zhí)法力度。但是，由于人為的錯(cuò)誤，這是無法避免的，還必須依靠多種技術(shù)措施，進(jìn)行綜合治理。二、可靠性設(shè)計(jì)為減少泄漏的發(fā)生，在設(shè)計(jì)上應(yīng)采取提高可靠性的技術(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，但是由于對可靠性的高度重視，火箭在升天之前必須經(jīng)過嚴(yán)格的熱試驗(yàn)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安全飛行記錄。擰緊過程可靠性理論告訴我們，環(huán)節(jié)越多，可靠性越差。當(dāng)前，化工行業(yè)將擰緊過程作為提高生產(chǎn)裝置安全性的一項(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，減小危險(xiǎn)物存儲(chǔ)量。生產(chǎn)系統(tǒng)密封生產(chǎn)過程中的所有物流和加工過程應(yīng)密封在管道中、容器內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)“搞油不見油”。正確選擇材料和材料保護(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)，能夠滿足耐高溫、強(qiáng)腐蝕等苛刻條件。不能適應(yīng)的應(yīng)采取防腐措施、耐磨性等保護(hù)措施。勝利油田樂安、陜家寺等稠油熱采油田高壓注汽管道（350°C、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。原因是國產(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。現(xiàn)改用15CrMo合金鋼，并配合化學(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，其機(jī)械性能和價(jià)格使其成為高硫油加氫精制反應(yīng)裝置墊片的首選材料。冗余設(shè)計(jì)為了提高可靠性，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)約鋼材，比如在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，壁厚一般都設(shè)計(jì)有一定的腐蝕裕量，重要的場合可使用雙層壁。我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的安全度較低，應(yīng)大幅度提高。降額使用降低生產(chǎn)設(shè)施最大額定值的使用，是提高可靠性的重要措施。設(shè)施的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（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(shí)的超過也不允許。要綜合考慮異常情況、異常反應(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)。如臺灣石化公司為了防震，投資500億新臺幣改善防震設(shè)施，在1999年9月臺灣大地震中，沒有發(fā)生油罐移位、破裂泄漏事故；而電力系統(tǒng)防震等級普遍較低，沒經(jīng)得起地震的考驗(yàn)，臺中、協(xié)和兩電廠發(fā)電機(jī)組主汽輪機(jī)漏油引發(fā)火災(zāi)，造成大面積停電。合理的結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式是設(shè)計(jì)的核心，是由多種因素決定的。為了避免零件的磨損，要有一個(gè)潤滑系統(tǒng)，為了防止?jié)櫥托孤?，盡量使用固體潤滑劑。為避免設(shè)備和管道凍裂，須采取保溫、伴熱等措施。中石化從本質(zhì)安全管理和可靠度出發(fā)，提出球罐底部接管應(yīng)最小化。在重要的泵、塔、在容器等危險(xiǎn)因素較多的地方，應(yīng)增加遙控切斷閥，采用雙密封機(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)出閥門加設(shè)遙控電動(dòng)切斷閥，并放置于保護(hù)堤之外，發(fā)生泄漏時(shí)，不必到罐底切斷第一只閥門。如上海石化與美國大陸糧食公司合資建設(shè)的金地液化氣廠，按API標(biāo)準(zhǔn)，配置了先進(jìn)和周全的安全保障設(shè)施°2X50000m3大型低溫常壓液化氣儲(chǔ)罐采用安全系數(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，是一座堅(jiān)固的圓柱形防爆墻；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控制。正確選擇連接方法，并盡量減少連接部位。由于焊接在強(qiáng)度和密封性能上的良好效果，應(yīng)盡量采用焊接。壓力管道盡量采用無縫鋼管，且宜采用焊接，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)采取承插管件連接，或采用錐管螺紋聯(lián)接。對于強(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，對于容易產(chǎn)生應(yīng)力載荷的部位，應(yīng)采取減震、熱脹補(bǔ)償?shù)认龖?yīng)力措施，防止因焊縫裂紋或接頭損壞引起泄漏。閥門內(nèi)漏可能造成反應(yīng)失控，兩個(gè)閥門可以串聯(lián)，以提高可靠性。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，采用帶有開關(guān)標(biāo)志的閥門，對重要閥門采取掛牌、加鎖等措施。如果泵輸送的介質(zhì)溫度達(dá)到自燃點(diǎn)以上，應(yīng)能遙控切斷泵。正確選擇密封裝置密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)合理。采用先進(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，應(yīng)使用PTFE材料或金屬墊片。如果填料密封達(dá)不到要求，可加水封和油封。許多泵改成端面機(jī)械密封后，效果較好，應(yīng)優(yōu)先選用。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，如同電動(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)，在磁場的驅(qū)動(dòng)下，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。磁力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和裝配，使用壽命長。如磁力泵，在80它已成為s中期屏蔽電機(jī)泵的調(diào)整產(chǎn)品，有穩(wěn)定增長的趨勢。此外，磁力傳動(dòng)還用于磁力釜、截止閥等地方。設(shè)計(jì)應(yīng)便于使用和維護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝配、操作、維修、檢查的方便，同時(shí)也有利于處理應(yīng)急事故和及時(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，以便操作。有密封裝置的部位，特別是動(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??；對于易泄漏和重要的零件和設(shè)備，應(yīng)設(shè)副線、備用容器和設(shè)備。三、設(shè)置齊全、可靠的防漏安全裝置人們在與泄漏的斗爭中，已經(jīng)制定了許多預(yù)防措施和安全裝置，如安全閥、壓力表、液位計(jì)等預(yù)防裝置，有效地減少了泄漏發(fā)生，保障了安全生產(chǎn)。防爆泄壓裝置當(dāng)出現(xiàn)超高壓力等異常情況發(fā)生時(shí)，安全設(shè)施是防止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(fā)生。各類安全閥件要做到靈敏可靠，絕不能成了聾子的耳朵一擺設(shè)。安全閥、呼吸閥，使用并防止設(shè)備因超壓而爆裂。爆破片用于防止具有突然超壓和爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備爆炸。排氣管可用于緊急排放物料。火炬用于將安全閥外泄的氣體、緊急放空、燃燒設(shè)備維護(hù)期間必須排放的易燃材料。還有一些輔助措施，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；安全閥前的爆破片，防止結(jié)晶和異物侵入。檢測、報(bào)警監(jiān)測儀表生產(chǎn)參數(shù)檢測儀能使人們及時(shí)掌握流程、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、控制，如有條件可安裝電視監(jiān)視系統(tǒng)，方便巡查。容器液位計(jì)，它是防止容器中介質(zhì)泄漏的重要工具。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。裝有易燃易爆材料的壓力容器應(yīng)避免使用玻璃管（板）液位計(jì)，以免玻璃管易被撞擊破裂后造成泄漏，可改用磁浮子液位計(jì)等先進(jìn)、可靠的儀表。對于常壓儲(chǔ)罐，可用透明塑料管，不易破碎。中石化集團(tuán)規(guī)定，單罐400m3上述液化石油氣儲(chǔ)罐應(yīng)配備高液位報(bào)警及其聯(lián)鎖系統(tǒng)和快速切斷閥。當(dāng)今儀表正向著自動(dòng)化、數(shù)字化的趨勢發(fā)展。但我國油罐液位的檢測方法，直到今天還是靠工人“上罐檢尺”，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，而且由于疏忽、檢測不及時(shí)而造成冒頂、抽空等事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響到安全運(yùn)行。采用液位自動(dòng)檢測技術(shù)后，工人坐在值班室內(nèi)，就可準(zhǔn)確地知道油罐液面。液位計(jì)的可靠性也相當(dāng)重要，如果液位計(jì)失靈，造成液位失控，危險(xiǎn)性更大。例如，加拿大蒙特利爾的一家石化廠，因?yàn)橐粋€(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1183萬美兀。3、隔離措施，所有地區(qū)都有工業(yè)下水道（生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(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)設(shè)備狀況不佳往往是泄漏事故的直接原因。因此，及時(shí)檢修非常重要。生產(chǎn)裝置新建、檢修、投產(chǎn)前，必須進(jìn)行氣密性檢測，確保系統(tǒng)無泄漏。平時(shí)，生產(chǎn)裝置要經(jīng)常進(jìn)行檢查、保養(yǎng)、維修、更換，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并整改隱患，確保系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)配件、填料破損要及時(shí)維修、更換，及時(shí)緊固松弛的法蘭螺絲。必須定期對裝置進(jìn)行全面檢修，通過預(yù)防性地更換改進(jìn)零部件、密封件，消除泄漏隱患。例如，金陵石化對煉油廠兩座常減壓塔進(jìn)料段進(jìn)行聯(lián)合檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)襯里開裂，氣孔有缺陷，每周期都出現(xiàn)切向進(jìn)料處焊縫泄漏，造成塔壁迅速腐蝕。改為徑向進(jìn)料后，消除了多年的隱患。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化裝置通過技術(shù)檢驗(yàn)和現(xiàn)場檢驗(yàn)、每季度對易腐蝕部位測量壁厚等措施，及時(shí)消除事故隱患，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。1999年5月實(shí)現(xiàn)了“三年一修”，創(chuàng)造了國內(nèi)運(yùn)行周期最長的記錄。如果設(shè)備老化、技術(shù)落后，泄漏此伏彼起，我們應(yīng)該有計(jì)劃地更新它，從根本上解決泄漏問題。接下來，我們將重點(diǎn)介紹無損檢測和壓力檢測。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，易出現(xiàn)腐蝕、磨損、裂紋、變形、結(jié)垢等缺陷。無損檢測可以對壁厚、預(yù)測裂紋等缺陷的損傷程度和發(fā)展趨勢，從而使檢修有的放矢，避免失修或過剩維修。傳統(tǒng)的無損檢測技術(shù)包括超聲波、X射線、磁粉檢查、電磁感應(yīng)、渦流、著色滲透、紅外熱成像等。超聲波對裂紋檢出率高，也可用于測厚，但需要耦合劑，檢測效率較低。傳統(tǒng)的無損檢測方法有許多缺點(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。聲發(fā)射技術(shù)可以為射線照相或超聲波檢測方法設(shè)定檢測方向，和常規(guī)的無損檢測結(jié)合起來，可以減少盲目抽檢，從而縮短停產(chǎn)檢驗(yàn)時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用常規(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，還不能保證找到所有危險(xiǎn)缺陷。而采用聲發(fā)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)危險(xiǎn)源。這樣就大大減少了檢驗(yàn)工作量。如果聲發(fā)射檢驗(yàn)沒有發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源，就不必再開罐檢驗(yàn)，省略了常規(guī)的無損檢驗(yàn)。在對鍋爐等壓力容器進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，若加上聲發(fā)射監(jiān)測，效果會(huì)更好。因?yàn)閴毫y試時(shí)，如果出現(xiàn)破裂泄漏，這種較大的缺陷可以立即被發(fā)現(xiàn)，然而，在試驗(yàn)過程中未發(fā)現(xiàn)微裂紋的亞臨界擴(kuò)展，也就是發(fā)現(xiàn)不了“預(yù)后不良”的危險(xiǎn)缺陷，甚至由于壓力試驗(yàn)反而擴(kuò)大了這種缺陷。盡管容器順利通過了超壓試驗(yàn)，但是在長期投入運(yùn)行后，勢必造成缺陷的失穩(wěn)擴(kuò)展，造成泄漏。所以，單純水壓試驗(yàn)評價(jià)質(zhì)量的方法不全面，在水壓試驗(yàn)中，進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測，可以得到試驗(yàn)過程中某些缺陷的信號。聲發(fā)射現(xiàn)在主要用于評價(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)方法的發(fā)展方向。勝利油田引進(jìn)了美國PAC公司生產(chǎn)的SPARTAN型20通道聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，用于大型液化氣體儲(chǔ)罐等壓力容器的定期檢查，效果良好。2、壓力測試液壓或氣壓試驗(yàn)是檢測管道和壓力容器質(zhì)量的最常用方法，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，必須首先進(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)充滿水，增壓到一定壓力（試驗(yàn)壓力一般是工作壓力的1.1?1.5倍），然后封閉，觀察壓力降。氣密性測試是用壓縮空氣填充系統(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)，必須嚴(yán)格按照規(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》對壓力容器的壓力試驗(yàn)有明確規(guī)定。氣壓試驗(yàn)比水壓試驗(yàn)危險(xiǎn)性大。新建管道必須用水壓力測試，不允許用氣壓力測試。壓力試驗(yàn)和無損檢測是從不同角度檢查壓力容器的兩種不同方法，二者不能相互代替。經(jīng)常有這樣的情況，耐壓試驗(yàn)合格的設(shè)備，無損探傷卻發(fā)現(xiàn)缺陷。因此，耐壓試驗(yàn)僅僅是對承壓設(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，所以不能隨便地、多次重復(fù)做耐壓試驗(yàn)。對于來歷不明（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、操作措施控制正常生產(chǎn)的操作條件，如壓力、溫度、流量、液位等。要防止出現(xiàn)操作失誤和非法操作，減少人為操作所致的泄漏事故。為此，有“操作前思考30秒”的提法。六、控制泄漏后損失的措施安裝泄漏報(bào)警儀如可燃?xì)怏w報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警器等。泄漏事故與安全裝置聯(lián)鎖應(yīng)采用自動(dòng)停車、自動(dòng)排放、自動(dòng)停電等安全聯(lián)鎖自動(dòng)控制技術(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。采用過程控制裝置當(dāng)設(shè)備和管道斷裂、填料脫落、由于誤操作而發(fā)生泄漏和其他特殊情況時(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、緊急切斷物料的安全裝置。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，可以減少泄漏量，高風(fēng)險(xiǎn)儲(chǔ)罐等重要裝置應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)程控制切斷閥。過流閥也稱快速閥，一般裝在液化石油氣儲(chǔ)罐或汽車、鐵路罐車液相管和氣相管出的探討。單向閥，又叫止回閥，僅允許介質(zhì)朝一個(gè)方向流動(dòng)，用以防止倒流。反向密封裝置（專利：95230974.2），一旦壓力儀表泄漏，它可以快速堵住泄漏。4、設(shè)置泄漏收集裝置，下面給出幾個(gè)例子。安全防護(hù)罩：法蘭接頭和閥門是薄弱環(huán)節(jié)，安全蓋可以包含保護(hù)蓋中的所有法蘭和閥門，一旦發(fā)生泄漏，泄漏的物質(zhì)被限制在其內(nèi)部。保護(hù)罩上有觀察窗，能清晰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)改變顏色。如果泄漏出的物質(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，它可以將損壞油箱泄漏的油封閉在堤防中，起到防止泄漏油品外流、控制油罐火災(zāi)蔓延的作用。但是有些單位，忽視了防火堤的作用，平時(shí)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流出，險(xiǎn)些燒毀排水溝下游的煉油裝置。這個(gè)雨水排水平時(shí)根本沒人管，任其敞開，終于釀成大禍。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，與濕式氯氣水封相連；另一套設(shè)置在氯氣壓縮機(jī)出，與機(jī)組排氣管相連。設(shè)置在電解槽出的事故氯氣處理裝置的啟動(dòng)與電解槽出壓力連鎖。即當(dāng)電解槽總管剛出現(xiàn)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%的堿液送入吸收塔內(nèi)，自上而下噴淋，與正壓沖破水封進(jìn)入噴淋吸收塔的逆向吸收，未能吸收的不含氯氣的尾氣被鼓風(fēng)機(jī)抽吸放空。設(shè)置在壓縮機(jī)出的處理裝置的啟動(dòng)與機(jī)組的停機(jī)信號和電解槽的直流電源系統(tǒng)聯(lián)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吸收塔進(jìn)行吸收，惰性氣體放空。5、采取泄漏防火措施、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，控制氣體擴(kuò)散方向；用蒸汽、惰性氣體（氮?dú)猓┐祾吡鞒?，可置換、吹散、稀釋油氣；有泡沫滅火設(shè)施等。第三節(jié)鋼和玻璃鋼材料的失效原因及對策在石油工業(yè)中，碳鋼是最常用的材料，其次是玻璃鋼。一、黑色金屬材料對于鋼鐵來說，失效的主要原因是腐蝕、磨損、裂紋等。1、“腐蝕”看到可怕的場面人們通?？吹降匿撹F生銹，就是金屬腐蝕現(xiàn)象。這種材料的損壞是由化學(xué)和電化學(xué)作用引起的，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，而且是最不具危險(xiǎn)的形式，因?yàn)樗共牧暇鶆驕p薄。而局部腐蝕如晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕，是最具危險(xiǎn)性的腐蝕形式，腐蝕速度快，最快的幾個(gè)月會(huì)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。鋼管廣泛應(yīng)用于我國油田的原油集輸管道和污水管道中，防腐能力差。勝利油田某油區(qū)金屬集輸管道平均腐蝕速度高達(dá)14mm/a，嚴(yán)重的不到半年就穿孔，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，尤其是固體流體對容器的影響、管道及其設(shè)備的物理性磨蝕。磨損一般發(fā)生在流動(dòng)受阻及方向改變的地方，如管道彎曲半徑過小，存在死角，在高速氣流或粉料沖蝕下，局部可迅速被磨穿。天然氣管道彎頭最容易因沖刷、磨損和腐蝕而穿孔，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，如果還有腐蝕性介質(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)重，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)合站旋流分離技術(shù)，由于采出液中含砂對旋流管的磨損，使用不到一年，流道就產(chǎn)生變形，使分離效率下降。磨損嚴(yán)重的不到三個(gè)月就穿孔，造成泄漏直至停產(chǎn)。催化裂化裝置，大直徑再生器在700°C以上高溫下運(yùn)行，萬一脫落，將產(chǎn)生危險(xiǎn)的后果，常常導(dǎo)致停產(chǎn)。經(jīng)驗(yàn)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；侵蝕速率隨氣流中固體濃度的增加而增加；鋼的沖蝕阻力通常隨操作溫度上升而減小。3、黑色金屬材料的保護(hù)保護(hù)鋼材等金屬材料的主要措施有兩種：一是防腐蝕，二是耐磨性。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），如對于含H2S腐蝕環(huán)境（PH2S>300Pa）必須采用抗氫致開裂（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保護(hù)層，切斷金屬與腐蝕介質(zhì)的聯(lián)系；③消除金屬表面電位差的外部補(bǔ)充電流；④在介質(zhì)中加入緩蝕劑；⑤消除腐蝕性環(huán)境。（1）保護(hù)層法保護(hù)層方法就像讓士兵穿盔甲一樣，使用一層厚度薄、耐腐蝕的材料做隔離保護(hù)層，保護(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，通過高速氣流霧化在零件表面噴涂，形成保護(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。西安交通大學(xué)采用等離子噴涂技術(shù)對“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。軍用裝備維修表面工程研究中心采用電弧噴涂技術(shù)對電站鍋爐水冷壁管進(jìn)行防腐處理，取得了良好的效果。（2）陰極保護(hù)方法陰極保護(hù)是向腐蝕金屬施加足夠的陰極電流，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)、可靠的防腐方法，保護(hù)效率高，已被廣泛應(yīng)用。按照保護(hù)電流的來源，陰極保護(hù)可分為外加電流法和犧牲陽極法。外加電流法使用直流電源提供保護(hù)所需的電流。一般將金屬對地電壓作為控制指標(biāo)，只要對地電位達(dá)到-0.85?-1.5V，就能起到良好的防腐效果。犧牲陽極法，就是放一些金屬來保護(hù)（如鋼鐵）更活潑、更容易腐蝕的金屬（如鋅、鎂）與其連接，來替代鋼鐵的腐蝕。由于保護(hù)涂層和陰極保護(hù)結(jié)合使用。涂層不可避免地存在微小的針孔，光靠它是不行的；若僅用加電保護(hù)，電量消耗過大，無法保護(hù)大面積、長距離。這兩種方法結(jié)合在一起，防腐效果十分理想。這就像先在金屬表面筑起“城堡”，而外部通入的電流就象流動(dòng)的“哨兵”，兩者互相補(bǔ)充，共?！俺浅亍卑踩Ｔ诿簹夤竦母g中，局部腐蝕，即點(diǎn)蝕穿孔是致命的，主要原因是鋼板被水平框架和立柱堵塞，并且沒有涂層，形成了一個(gè)小陽極，腐蝕了主蓄電池，而整體涂層較好的鋼表面為大陰極，使小陽極迅速穿孔。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配合，選擇鋅底漆與氧化橡膠涂層相結(jié)合的外墻保護(hù)方法是合理的。（3）緩蝕劑緩蝕劑是腐蝕介質(zhì)中的一種添加劑、能減緩或阻止金屬腐蝕的化學(xué)物質(zhì)，它能夠吸附在金屬表面，形成保護(hù)膜，阻滯電化學(xué)腐蝕過程的發(fā)生。緩蝕劑在石油、天然氣、工業(yè)水、海水、酸、已成功應(yīng)用于大氣和鋼筋混凝土中。勝利油田東營壓氣站從日本進(jìn)的100X104m3/d離心壓縮機(jī)組，由于天然氣中含微量H2S等原因嚴(yán)重腐蝕，威脅著機(jī)組的正常運(yùn)行。中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所研制的氣相緩蝕劑（主要成分是粗輕毗啶），成功地解決了腐蝕問題，每年的藥劑費(fèi)不到10萬元。（4）消除腐蝕性環(huán)境電化學(xué)腐蝕離不開水，如果油氣中沒有水，也就避免了腐蝕。目前，中國唯一的干含硫天然氣管道是川東開江一長壽輸氣管，用脫水工藝保持天然氣在最高壓力、最低溫度下的水分處于不飽和狀態(tài)，避免了腐蝕、爆管和凍堵停產(chǎn)現(xiàn)象。（5）耐磨性為了使設(shè)備免遭磨損，最好是除去磨蝕顆粒，例如，勝利油田孤東采油廠在油井井安裝了多相流除砂器，較好地解決了集油管砂磨蝕穿孔的問題。而對于不能除去顆粒的情況，通常采用耐磨材料襯里。耐磨陶瓷如A12O3、ZrO2等耐磨材料，能有效地解決磨損問題。如勝利油田使用ZrO2陶瓷制做的出砂氣井氣嘴，解決了氣嘴刺大難題，保證了氣井安全正常生產(chǎn)；采用A12O3工業(yè)陶瓷精密鑄造油水分離旋流管，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，孤東采油廠，減少了泵漏，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)中的劇烈磨損、腐蝕的關(guān)鍵部位。實(shí)踐證明，其耐磨強(qiáng)度是普通鋼材的十幾倍。平頂山煤礦選煤廠張瑋，則利用離心力原理，使磨面均勻受力，發(fā)明了“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，玻璃纖維作增強(qiáng)材料而制成的復(fù)合材料，稱為玻璃纖維增強(qiáng)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。在增強(qiáng)纖維方面，除了玻璃纖維以外，還出現(xiàn)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)于普通碳鋼）、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良、施工工藝簡單靈活等優(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、防腐保護(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，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世紀(jì)50年代初，玻璃鋼首先被用于收集熱（93°C）、濕氯氣以及來自石墨電極的有機(jī)物。這一應(yīng)用取代了當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)材料酚醛石棉塑