摘 要:在油氣田產(chǎn)建工程施工過程中,圖紙會明確要求:“不能保證良好接地的閥門、法蘭等采用軟銅線跨接”??⒐を?yàn)收組專家,都會要求場站內(nèi)所有四眼(含)以下法蘭跨接。其目的是為了防止發(fā)生靜電事故。那么在什么情況下需要跨接?是不是全部法蘭都需要跨接?下文用查閱規(guī)范、做實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探討。
關(guān)健詞:法蘭跨接 電阻
1.序言
在油氣田產(chǎn)建工程施工過程中,電氣專業(yè)圖紙會明確要求:“不能保證良好接地的閥門、法蘭等采用軟銅線跨接?!钡安荒芰己脤?dǎo)電”這一關(guān)鍵詞該如何定義呢?其次竣工驗(yàn)收組專家,都會要求場站內(nèi)所有四眼(含)以下法蘭跨接。其目的是為了防止發(fā)生靜電事故。那么在什么情況下需要跨接?是不是全部法蘭都需要跨接?下文用查閱規(guī)范做實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探討。
2.現(xiàn)行規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定:
下面根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定的角度進(jìn)行探討。
2.1根據(jù)規(guī)范《壓力管道規(guī)范—工業(yè)管道 第4 部分 制作與安裝》(GB/T20801.4-2006)、《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》(GB 50235—2010)、《石油化工金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50517-2010)、《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(SH 3501-2001)的規(guī)定:有靜電接地要求的管道,各段間應(yīng)導(dǎo)電良好。每對法蘭或螺紋接頭間電阻值大于0.03Ω時(shí),應(yīng)設(shè)導(dǎo)線跨接。
2.2《石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范》(SH 3097-2000)該規(guī)范第4.3.3條規(guī)定,在管道系統(tǒng)上,當(dāng)金屬法蘭采用金屬螺栓或卡子緊固時(shí),一般可不必另裝靜電連接線,但應(yīng)保證至少有兩個(gè)螺栓或卡子間具有良好的導(dǎo)電接觸面。
2.3《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50074-2002)第14.2.14 條規(guī)定:輸油(油氣)管道的法蘭連接處應(yīng)跨接。當(dāng)不少于5根螺栓連接時(shí),在非腐蝕環(huán)境下可不跨接。
2.4《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》(GB 50156—2002 )第10.3.3條規(guī)定: 在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的油品、液化石油氣和天然氣管道上的法蘭、膠管兩端等連接處應(yīng)用金屬線跨接。當(dāng)法蘭的連接螺栓不少于5根時(shí),在非腐蝕環(huán)境下,可不跨接。
2.5《化工企業(yè)靜電安全檢查規(guī)程》(HG/T23002-92)作為靜電安全檢查的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),第5.1.2條規(guī)定:金屬設(shè)備與設(shè)備之間,管道與管道之間,如用金屬法蘭連接時(shí)可不另接跨接線,但必須有兩個(gè)以上的螺栓連接。
由以上規(guī)范可以看出,法蘭是否需要跨接,取決于2點(diǎn)要素:1、四眼及四眼以下法蘭;2法蘭間電阻值大于0.03Ω。只有同時(shí)滿足這2點(diǎn)條件才需要跨接。但法蘭間電阻究竟是多少,與規(guī)定值0.03Ω相差幾何,下文通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說明。
3.實(shí)驗(yàn)過程
3.1實(shí)驗(yàn)儀器
利用電儀數(shù)字化施工項(xiàng)目部的一臺回路電阻測試儀(最小測試精度為0.1 uΩ)做實(shí)驗(yàn)儀器,對不同型號法蘭間電阻進(jìn)行測試。結(jié)果表明完全滿足待測試品0.03Ω的期望值,測量過程中會產(chǎn)生200A左右的大電流因此只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。
3.2對比試驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)共制作2組對比試品,每組有2個(gè)試品,試品法蘭型號分別是HGT20592-97 WN DN20 PN25 RF 304和HGT20592-97 WN DN25 PN40 RF 20#。這兩種材質(zhì)的法蘭是場站經(jīng)常使用的,具有說服力。每組試品分別置于露天環(huán)境與實(shí)驗(yàn)室內(nèi),放置時(shí)間為6個(gè)月,比較不同環(huán)境對試品的影響。
3.2.1第一組試品的材質(zhì)為不銹鋼,法蘭型號為HGT20592-97 WN DN20 PN25 RF 304,測量前清除測試表筆與法蘭接觸面的污物,1#試品在實(shí)驗(yàn)室放置,測量結(jié)果為630.8uΩ=0.0006308Ω。2#試品在露天放置,測量結(jié)果為1087.1 uΩ=0.0010871Ω。
從測試結(jié)果上看2個(gè)試品法蘭間電阻均小于0.03Ω,但是2#試品由于在露天放置加速各個(gè)接觸面的腐蝕速度,電阻有所增大,但很微小。
3.2.2第二組試品的材質(zhì)為20#鋼,測量前清除測試表筆與法蘭接觸面的污物,1#試品在實(shí)驗(yàn)室放置,測量結(jié)果為4705 uΩ=0.004705Ω。2#試品在露天放置,測量結(jié)果為5954 uΩ=0.005954Ω。
從測試結(jié)果看2個(gè)試品法蘭間電阻均小于0.03Ω,2#試品依然在露天放置電阻較1#試品有所增大,但很細(xì)微。
對比試驗(yàn)結(jié)論:從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看縱向?qū)Ρ?,環(huán)境對法蘭間電阻有影響,無論不銹鋼還是20#鋼,置于露天環(huán)境的試品電阻會比室內(nèi)放置的高,但仍然小于0.03Ω。橫向?qū)Ρ龋?0#鋼法蘭之間的電阻比不銹鋼法蘭之間的電阻高,可能由于材質(zhì)的差別所導(dǎo)致,也仍然小于0.03Ω。
3.3時(shí)間推移實(shí)驗(yàn):
此實(shí)驗(yàn)的主要目的是測試隨著時(shí)間的推移,法蘭間電阻會產(chǎn)生怎樣的變化并得出結(jié)論。測試分別抽取4個(gè)試品,所有試品均露天放置且未防腐。
1#試品系2005年出廠的閘閥,由于7年時(shí)間一直放置于露天環(huán)境,閥門已經(jīng)嚴(yán)重銹蝕,對閥門自帶兩法蘭之間電阻進(jìn)行測試,阻值為11521 uΩ=0.011521Ω仍然小于0.03Ω。依次重復(fù),其余試品生產(chǎn)日期依次為2008、2010、2012年,相對應(yīng)阻值為6401 uΩ、4604 uΩ、4008 uΩ。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出:隨著時(shí)間的增長,法蘭間電阻會逐漸增大,僅從這4個(gè)試品的阻值來看,依然小于0.03Ω。由于設(shè)備采用大電流測試也不能在任何場站內(nèi)測試。因此,可以分析得出:隨著時(shí)間的推移,法蘭間電阻會慢慢增大,最終大于0.03Ω。
4.結(jié)論
綜上所述,并不是所有金屬管道法蘭必須全部跨接。是否需要跨接,要看其設(shè)計(jì)文件是否有靜電接地要求。如果看不到設(shè)計(jì)文件,只能通過分析介質(zhì)和測量電阻值的方式確定,同時(shí)跨接的2點(diǎn)要素:1、四眼及四眼以下法蘭;2法蘭間電阻值大于0.03Ω。只有同時(shí)滿足這2點(diǎn)條件才需要跨接。但是通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以推測場站在建成后的10年內(nèi)所有法蘭間電阻不會超標(biāo),四眼法蘭不需要跨接。
筆者認(rèn)為,鑒于法蘭間電阻會隨著時(shí)間的推移慢慢增大,最終大于0.03Ω。因此,在場站建設(shè)初期針對敏感部位(如:呼吸閥、安全閥等)還是推薦法蘭跨接。靜電跨接連線用不小于6mm2的銅軟線連接。以保證在場站建成后能長期安全運(yùn)行。