泄漏預(yù)防的技術(shù)措施

泄漏防止的技術(shù)方法一、提高認識，加強管理首先，從思想上，要樹立“防止泄漏就等于提高經(jīng)濟效益”的認識。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)濟效益呢？而防止則能起到事半功倍的效果。另首先，完善管理、按章行事，是避免泄漏的重要方法。事實上，多個物質(zhì)的泄漏往往都能從管理上找到漏洞。制訂一套完善的管理方法是非常必要的，如“巡回檢查制”；強化勞動紀律；經(jīng)常對職工進行業(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，理解、掌握泄漏產(chǎn)生的因素和條件，才干做到心中有數(shù)，以及早采用方法，減少泄漏發(fā)生。第三，要加強立法，以提高管理者的責(zé)任。美國聯(lián)邦法律規(guī)定，新建油罐必須采用防腐方法，按有關(guān)規(guī)范安裝，并配備泄漏檢測和冒頂報警裝置，石油及化工產(chǎn)品儲罐必須設(shè)立二次封閉；同時規(guī)定石油公司監(jiān)測、報告油罐的泄漏，并進行泄漏防止及控制對策的研究。從1994年起，美國就規(guī)定新建和更新的管道必須設(shè)立智能清管器收發(fā)裝置，對管道定時進行檢測。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，制訂了《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》。應(yīng)當(dāng)進一步健全法制，加大執(zhí)法力度。但是，由于人的失誤不可能避免，還必須依靠多個技術(shù)方法，進行綜合治理。二、可靠性設(shè)計為減少泄漏的發(fā)生，在設(shè)計上應(yīng)采用提高可靠性的技術(shù)方法。例如，航天器由上百萬個零部件構(gòu)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，火箭上天前必須進行嚴格的熱試車和測試檢查，與航空、陸上多個交通工具比較，載人航天器有著最佳的安全飛行統(tǒng)計。1．緊縮工藝過程可靠性理論告訴我們，環(huán)節(jié)越多，可靠性越差?，F(xiàn)在，化工行業(yè)將緊縮工藝過程作為提高生產(chǎn)裝置安全性的一項核心技術(shù)，即盡量縮小工藝設(shè)備，用危害性小的原材料和工藝環(huán)節(jié)，簡化工藝和裝置，減小危險物存儲量。2．生產(chǎn)系統(tǒng)密閉化生產(chǎn)工藝中的多個物料流動和加工解決過程應(yīng)當(dāng)全部密閉在管道、容器內(nèi)部，實現(xiàn)“搞油不見油”。3．對的選擇材料和材料保護方法材料選用的對的與否，直接關(guān)系到設(shè)計的成敗。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、強腐蝕等苛刻條件。不能適應(yīng)的要采用防腐蝕、防磨損等保護方法。勝利油田樂安、單家寺等稠油熱采油田的高壓注蒸汽管道（350℃、17.5MPa），投用時間從45天～不等，在1994～1996年間接連發(fā)生管道爆裂事故。因素是國產(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，并配合化學(xué)除氧等方法，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，多個金屬材料的耐腐蝕性鋁的耐腐蝕性最佳，且其機械性能和價格都使之成為高硫油加氫精制反映裝置上密封墊的首選材料。4．冗余設(shè)計為了提高可靠性，應(yīng)提高設(shè)防原則，要倡導(dǎo)合理的多用鋼材，而不是挖空心思節(jié)省鋼材，例如在強腐蝕環(huán)境中，壁厚普通都設(shè)計有一定的腐蝕裕量，重要的場合可使用雙層壁。我國現(xiàn)行的構(gòu)造設(shè)計原則安全度較低，應(yīng)大幅度提高。5.降額使用對生產(chǎn)設(shè)施最大額定值的降額使用，是提高可靠性的重要方法。設(shè)施的各項技術(shù)指標（特別是工作壓力）是指最大額定值，在任何狀況下都不能超出，即使是瞬時的超出也不允許。要綜合考慮異常狀況、異常反映、操作失誤、雜質(zhì)混入以及靜電、雷擊等引發(fā)的后果，例如要重視防震設(shè)計。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，臺中、協(xié)和兩電廠的發(fā)電機組主汽機漏油引發(fā)火災(zāi)，造成大面積停電。6．合理的構(gòu)造形式構(gòu)造形式是設(shè)計的核心，是由多個因素決定的。為了避免零件的磨損，要有一種潤滑系統(tǒng)，進而為了避免潤滑油泄漏，盡量使用固體潤滑劑。為避免設(shè)備和管道凍裂，須采用保溫、伴熱等方法。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、容器等存在危險因素較多的地方增加遙控切斷閥，采用雙密封機械以及設(shè)立中壓蒸汽滅火設(shè)施等。歐洲LPG（或C2、C3）球罐設(shè)計原則中規(guī)定，底部物料進出管線宜設(shè)一根，底部進出口閥門加設(shè)遙控電動切斷閥，并放置于保護堤之外，發(fā)生泄漏時，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原則，配備了先進和周全的安全保障設(shè)施。2×50000m3大型低溫常壓液化氣儲罐采用安全系數(shù)很高的雙殼體構(gòu)造，外殼為500mm厚的鋼筋混凝土整體水泥澆鑄，是一座結(jié)實的圓柱形防爆墻；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)立高液位報警及進出罐遙控切斷閥連鎖控制。對的選擇連接辦法，并盡量減少連接部位。由于焊接在強度和密封性能上效果較好，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，但由于直徑閥門內(nèi)漏可能造成反映失控，可設(shè)兩個閥門串連以提高可靠性。為避免誤操作，多個物料管線應(yīng)按規(guī)定涂色，方便分辨。閥門的開關(guān)應(yīng)有明顯標志，采用帶有開關(guān)標志的閥門，對重要閥門采用掛牌、加鎖等方法。如果泵輸送的介質(zhì)溫度達成自燃點以上，應(yīng)能遙控切斷泵。7．對的選擇密封裝置密封構(gòu)造設(shè)計應(yīng)合理。采用先進的密封技術(shù)，如機械密封、柔性石墨、液體密封膠，改善落后的、不完善的密封構(gòu)造。對的選擇密封墊圈，在高溫、高壓和強腐蝕性介質(zhì)中，宜采用聚四氟乙烯材料或金屬墊圈。如果填料密封達不到規(guī)定，可加水封和油封。許多泵改成端面機械密封后，效果較好，應(yīng)優(yōu)先選用。8．變動密封為靜密封，也是密封技術(shù)的突破。如泵和原動機之間，使用磁力傳動，取消密封構(gòu)造，這種密封傳動稱為封閉型傳動。尚有封閉型諧波齒輪傳動、曲軸波紋管傳動等，但是重要的還是磁力傳動。磁力傳動由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、密封隔套、外磁轉(zhuǎn)子等零件構(gòu)成，猶如電動機的定子與轉(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，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子就在磁場的帶動下而隨外磁轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動。磁力傳動構(gòu)造簡樸，易于制造和裝配，使用壽命長。如磁力泵，在80年代中期已成為屏蔽泵的調(diào)節(jié)產(chǎn)品，有穩(wěn)定增加的趨勢。另外，磁力傳動還用于磁力釜、截止閥等地方。9．設(shè)計應(yīng)方便使用維修設(shè)計時應(yīng)考慮裝配、操作、維修、檢查的方便，同時也有助于解決應(yīng)急事故和及時堵漏。開關(guān)設(shè)在便于操作處。閥門盡量設(shè)立在一起，空中閥門應(yīng)設(shè)立平臺，方便操作。有密封裝置的部位，特別是動密封部位，要留有足夠的空間，方便更換和堵漏。法蘭和壓蓋螺栓應(yīng)便于安裝和拆卸，空間位置不能太??；對于容易出現(xiàn)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)立齊全、可靠的防漏安全裝置人們在與泄漏的斗爭中，發(fā)明了許多防止方法和安全裝置，如安全閥、壓力表、液位計等防止裝置，有效地減少了泄漏發(fā)生，保障了安全生產(chǎn)。1．防爆泄壓裝置當(dāng)出現(xiàn)超高壓力等異常狀況發(fā)生時，安全設(shè)施是防備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敏捷可靠，絕不能成了聾子的耳朵—擺設(shè)。安全閥、呼吸閥，用與避免設(shè)備超壓引發(fā)爆裂。爆破片用于避免有忽然超壓和爆炸危險的設(shè)備爆炸。放空管可用來緊急排泄物料?；鹁嬗糜趯踩y外泄的氣體、緊急放空、設(shè)備檢修等必須排放的可燃物料燃燒掉。尚有某些輔助方法，如為了避免雜質(zhì)進入密封面產(chǎn)生泄漏，在閥門和密封裝置處設(shè)立過濾器、排污管、防塵罩、隔閡；疏水器前的過濾器；軸封處的防塵罩；安全閥前為避免結(jié)晶和異物侵入而設(shè)的爆破膜片。2．檢測、報警監(jiān)控儀表生產(chǎn)參數(shù)檢測儀表可使人及時掌握流量、壓力、溫度、液位等工作參數(shù)，而自動化系統(tǒng)能實現(xiàn)自動報警、控制，如有條件可安裝電視監(jiān)視系統(tǒng)，方便巡邏。容器液位計，是避免容器內(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)避免使用玻璃管（板）液位計，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等先進、可靠的儀表。對于常壓儲罐，可用透明塑料管，不易破碎。中石化集團規(guī)定，單罐400m3以上的液化石油氣罐都要配上高液位報警及其連鎖系統(tǒng)和快速切斷閥。當(dāng)今儀表正向著自動化、數(shù)字化的趨勢發(fā)展。但我國油罐液位的檢測辦法，直到今天還是靠工人“上罐檢尺”，勞動強度大，工作效率低，并且由于疏忽、檢測不及時而造成冒頂、抽空等事故時有發(fā)生，嚴重影響到安全運行。采用液位自動檢測技術(shù)后，工人坐在值班室內(nèi)，就可精確地懂得油罐液面。液位計的可靠性也相稱重要，如果液位計失靈，造成液位失控，危險性更大。如加拿大蒙特利爾市的一座石油化工廠，由于一種丁烷球罐液位計發(fā)生故障，造成丁烷大量外溢，引發(fā)怒災(zāi)爆炸，6個大型丁烷、原油、汽油貯罐持續(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、隔離方法，工業(yè)下水道在各區(qū)（生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)等）之間應(yīng)設(shè)水封隔開。四、日常維護方法生產(chǎn)裝置狀況不良經(jīng)常是引發(fā)泄漏事故的直接因素。因此，及時檢修非常重要。生產(chǎn)裝置在新建和檢修投產(chǎn)前，必須進行氣密性檢測，確保系統(tǒng)無泄漏。平時，生產(chǎn)裝置要經(jīng)常進行檢查、保養(yǎng)、維修、更換，及時發(fā)現(xiàn)并整治隱患，以確保系統(tǒng)處在良好的工作狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)配件、填料破損要及時維修、更換，及時緊固松弛的法蘭螺絲。必須定時對裝置進行全方面檢修，通過防止性地更換改善零部件、密封件，消除泄漏隱患。如金陵石化在對煉油廠二套常減壓常壓塔進料段進行聯(lián)合檢查時，發(fā)現(xiàn)襯里開裂，氣孔有缺點，每七天期都出現(xiàn)切向進料處焊縫泄漏，造成塔壁快速腐蝕。改為徑向進料后，消除了數(shù)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妝置通過技術(shù)檢測和局部檢查、每季度對易腐蝕部位測量壁厚等方法，及時消除事故隱患，確保了設(shè)備的安全運行。1999年5月實現(xiàn)了“三年一修”，發(fā)明了國內(nèi)運行周期最長的統(tǒng)計。如果設(shè)備老化、技術(shù)落后，泄漏此伏彼起，就應(yīng)當(dāng)有計劃地對其更新?lián)Q代，從根本上解決泄漏問題。下面重點談?wù)劅o損檢測和試壓。1、無損檢測壓力容器、鍋爐、管道（重點是彎頭、三通及焊縫）等核心部位，易出現(xiàn)腐蝕、磨損、裂紋、變形、結(jié)垢等缺點。無損檢測能夠?qū)Ρ诤?、裂紋等缺點的損傷程度及發(fā)展趨勢進行預(yù)測，從而使檢修有的放矢，避免失修或過剩維修。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、著色滲入、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。常規(guī)的無損檢查辦法存在諸多缺點和局限性，如抽查檢查的盲目性大，易造成漏檢；檢查周期長，工作量大。聲發(fā)射技術(shù)可覺得射線或超聲波等檢測辦法制訂檢查方向，和常規(guī)的無損檢測結(jié)合起來，能夠減少盲目抽檢，從而縮短停產(chǎn)檢查時間。據(jù)統(tǒng)計，采用常規(guī)檢測辦法，按20%射線探傷計，每個臥罐需要拍片30～50張，每個球罐需要拍片150張左右，還不能確保找到全部危險缺點。而采用聲發(fā)射技術(shù)，每個容器只需拍片10張左右，還不會放過一種危險源。這樣就大大減少了檢查工作量。如果聲發(fā)射檢查沒有發(fā)現(xiàn)危險源，就不必再開罐檢查，省略了常規(guī)的無損檢查。在對鍋爐等壓力容器進行水壓實驗時，若加上聲發(fā)射監(jiān)測，效果會更加好。由于試壓時，如果出現(xiàn)破裂泄漏，這種較大的缺點能夠立刻被發(fā)現(xiàn)，但是不能發(fā)現(xiàn)在實驗時微小裂痕的亞臨界擴展，也就是發(fā)現(xiàn)不了“預(yù)后不良”的危險缺點，甚至由于壓力實驗反而擴大了這種缺點。盡管容器順利通過了超壓實驗，但是在長久投入運行后，勢必造成缺點的失穩(wěn)擴展，造成泄漏。因此，單純水壓實驗評價質(zhì)量的辦法不全方面，在水壓實驗中，進行聲發(fā)射監(jiān)測，能夠得到實驗過程中某些缺點的信號。聲發(fā)射現(xiàn)在重要用于評價壓力容器的服役壽命，能夠不停產(chǎn)在線檢測，檢查速度快，是在用壓力容器定時檢查辦法的發(fā)展方向。勝利油田引進了美國PAC公司生產(chǎn)的SPARTAN型20通道聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，在大型液化氣儲罐等壓力容器的定時檢測中使用，效果良好。2、試壓水壓或氣壓實驗是最普通的檢測管道及壓力容器質(zhì)量的辦法，是防止泄漏的重要方法。生產(chǎn)裝置安裝及大修投產(chǎn)前，必須首先進行水壓實驗，然后做氣密性實驗。水壓實驗就是往系統(tǒng)內(nèi)充滿水，增壓到一定壓力（實驗壓力普通是工作壓力的1.1～1.5倍），然后封閉，觀察壓力降。氣密性實驗是壓縮空氣充入系統(tǒng)(壓力是設(shè)計壓力的1.05倍)。進行水壓或氣壓實驗，必須嚴格按照規(guī)程原則來進行，《石油化工設(shè)備維護檢修規(guī)程》對壓力容器的耐壓實驗有明確的規(guī)定。氣壓實驗比水壓實驗危險性大。新建管道必須用水試壓，不允許用氣試壓。耐壓實驗和無損探傷是從不同角度對壓力容器進行檢查的兩種不同的辦法，兩者不能互相替代。經(jīng)常有這樣的狀況，耐壓實驗合格的設(shè)備，無損探傷卻發(fā)現(xiàn)缺點。因此，耐壓實驗僅僅是對承壓設(shè)備短時強度和氣密性的考察。同時，耐壓實驗對設(shè)備來說也是一次過載。斷裂力學(xué)指出，裂紋的擴展與裂紋處應(yīng)力大小有關(guān)，隨著應(yīng)力的增加，裂紋擴展速度亦加緊，因此不能隨便地、多次重復(fù)做耐壓實驗。對于來歷不明（無設(shè)計資料、不明材質(zhì)等）的容器，不能盲目進行耐壓實驗，不能企圖通過耐壓實驗來檢漏或反推工作壓力。五、操作方法控制正常生產(chǎn)的操作條件，如壓力、溫度、流量、液位等。要避免出現(xiàn)操作失誤和違章操作，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、控制泄漏發(fā)生后損失的方法1．裝設(shè)泄漏報警儀表如可燃氣體報警器、火災(zāi)報警器等。2．將泄漏事故與安全裝置連鎖應(yīng)采用自動停車、自動排放、自動切除電源等安全連鎖自控技術(shù)方法。普通來說，與監(jiān)控系統(tǒng)連鎖的自動停車系統(tǒng)速度快，儀表報警后由人工停車較慢，大概需要3～15min。3．采用工藝控制裝置當(dāng)設(shè)備和管道斷裂、填料脫落、操作失誤以致發(fā)生泄漏等特殊狀況時，為避免介質(zhì)大量外泄，可能引發(fā)著火、爆炸而應(yīng)設(shè)立停車、緊急迫斷物料的安全裝置。緊急截止閥（斷流閥），在管道中間增加斷流閥來系統(tǒng)分段，能夠中斷向泄漏處供應(yīng)物料，能夠減少泄漏量，危險性較大的儲槽等重要裝置應(yīng)設(shè)立遠距離遙控切斷閥。過流閥也稱快速閥，普通裝在液化石油氣儲罐或汽車、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)沿一種方向流動，用以避免倒流。4、設(shè)立泄漏物收集裝置，下面給出幾個例子。安全防護罩：法蘭接頭和閥門是單薄環(huán)節(jié)，安全防護罩能夠把法蘭和閥門全部包容在保護罩內(nèi)，一旦發(fā)生泄漏，泄漏的物質(zhì)被限制在其內(nèi)部。保護罩上有觀察窗，能清晰地察看和檢查其中閥門的實況，同時，它尚有可更換的PH值批示器，泄漏發(fā)生后會變化顏色。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，它能夠把油罐損壞泄漏的油品圍在堤