倉儲(chǔ)部 徐林猛(中沙(天津)石化有限公司,天津 300271)
與一般輕質(zhì)油管線相比,作為原料的石腦油管線一般管徑較大(DN200以上的較多),又因?yàn)闊捰团c化工裝置的區(qū)分,輸送管線一般距離也較長(zhǎng),給管線處理增加了難度。
石腦油爆炸極限是1.1%-8.7%(體積比),動(dòng)火標(biāo)準(zhǔn)為爆炸下限的0.1倍即0.11%,合格指標(biāo)較苛刻,工藝處理困難。
目前使用的石腦油中硫含量較多,高硫石腦油(硫含量>600mg/L)使用情況較多,在長(zhǎng)周期運(yùn)行的石腦油管線內(nèi)壁可能存在硫腐蝕甚至硫化亞鐵的存在,在動(dòng)火施工環(huán)節(jié)存在較大的安全隱患。
石腦油管線動(dòng)火前的工藝處理通常做法是首先水頂線,然后接低壓蒸汽進(jìn)行蒸線,最后進(jìn)行管線內(nèi)可燃?xì)怏w濃度檢測(cè),合格后即可進(jìn)行動(dòng)火施工。此類做法處理裝置內(nèi)距離短、管徑較小的石腦油線效果不錯(cuò)。但是對(duì)于管線較長(zhǎng)、管徑大的管線在蒸線環(huán)節(jié)上就會(huì)出現(xiàn)問題:首先石腦油管線是裸管設(shè)計(jì),長(zhǎng)距離管線在蒸線時(shí),管線末端因?yàn)闊崃康闹鸩缴⑹?,低壓蒸汽溫度也逐步降低,最后蒸汽基本都變?yōu)槔淠?,達(dá)不到蒸線的效果。如果增加蒸汽的壓力與流量(由低壓蒸汽170℃/0.4MPa變?yōu)橹袎赫羝?60℃/1.0MPa),但是考慮到石腦油管線的設(shè)計(jì)溫度一般較低(60℃以下),使用低壓蒸汽蒸線本來就是勉強(qiáng),如果更換中壓蒸汽,管線耐高溫明顯不夠。不僅如此,在蒸線的過程中,管線溫度突增,熱應(yīng)力變化劇烈,管線不可避免的存在形變,對(duì)于長(zhǎng)距離管線尤為嚴(yán)重,管線移位、管托掉坑,如果是固定式管托甚至?xí)霈F(xiàn)因管線位移管托撕裂的情況。
另外,蒸汽蒸線會(huì)產(chǎn)生明顯的油蒸汽,石腦油沸點(diǎn)較低(20-160℃),高溫會(huì)使管線內(nèi)的液相石腦油迅速氣化,產(chǎn)生較多石腦油蒸汽,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響,與中沙公司推行的SHEM管理也產(chǎn)生沖突。較濃度的石腦油蒸汽產(chǎn)生,也會(huì)對(duì)周圍的操作者產(chǎn)生不良影響。
“高度易燃液體和蒸氣,接觸可引起皮膚、眼睛和呼吸道刺激,中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制,嚴(yán)重過度吸入可致昏迷和死亡”——來自中沙安全部MSDS信息
石腦油管線工藝處理困難,管線內(nèi)難以達(dá)到動(dòng)火施工條件,我們被迫改變思路,放棄熱作業(yè)形式,采用冷作業(yè)形式,利用管刀在管線外部進(jìn)行切割,這個(gè)過程不產(chǎn)生熱能,即使管線內(nèi)部存有可燃?xì)怏w(或液體),也可以把管線斷開,管線斷開后根據(jù)具體施工的內(nèi)容進(jìn)行不同的處理形式。下面是一個(gè)實(shí)際施工的例子:
“2012年石腦油管線(DN250)增加流量計(jì),采用管道刀斷開管線后進(jìn)行如下的施工處理,管線兩端盡快用提前準(zhǔn)備的木質(zhì)擋板封堵管線,木板上固定鐵絲以便抽出,木板之外再用面粉封堵,必須保證密封效果。然后在割開管線末端焊接法蘭,法蘭焊接完畢后,抽出封堵木板,清理堵塞面粉,盡快在新接法蘭處打盲板。在其他連接流量計(jì)的管線預(yù)制完成后,拆除盲板,進(jìn)行連接?!薄獊碜浴?012年倉儲(chǔ)部檢修方案》
隨著施工技術(shù)的發(fā)展,封堵材質(zhì)現(xiàn)在有專業(yè)的橡膠球(氣球),封堵效果更好,施工更加的方便。如果上述施工是在管線上增加短節(jié)或三通,也可采用上述措施,只不過需要在施工完畢后進(jìn)行吹掃,確認(rèn)把封堵的材料吹掃出來即可。
管道刀確實(shí)在石腦油這類不易處理干凈的物料管線上得到廣泛應(yīng)用,取得很好效果。但管道刀施工條件要求管線周圍有一定的空間,便于管道刀旋轉(zhuǎn)作業(yè),對(duì)于在管線排列密集的管廊上,管道刀就無法進(jìn)行切割作業(yè)了,這種情況下,又如何來處理呢?
管線水封技術(shù)的最早應(yīng)用是隔離,與現(xiàn)在的盲板性質(zhì)差不多,此處的水封是考慮管線內(nèi)存在可燃?xì)?,用水充滿管線之后,可以把可燃?xì)怏w完全“擠壓掉”,即使管線內(nèi)壁還會(huì)有可燃?xì)怏w溢出,它們也會(huì)溶解在水里,管線外面動(dòng)火施工的安全性大大增加。同時(shí),管線保存的水的比熱容較大,管線動(dòng)火作業(yè)過程中產(chǎn)生的高熱也會(huì)被密封水吸收一部分,安全性再次提高。
從理論上看管線水封后可以進(jìn)行安全的動(dòng)火施工了,但一些細(xì)節(jié)還是需要特殊考慮。
保證管線內(nèi)充滿水,這個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),如果管線內(nèi)還有氣體空間,那個(gè)空間中可燃?xì)怏w含量必定較高,并且它的密度遠(yuǎn)低于水,所以必定會(huì)聚集在管線的上部,一般管線動(dòng)火切割恰恰是在上部開始,所以一旦進(jìn)行施工,發(fā)生事故的危險(xiǎn)性極大。
管線的水封形成后,進(jìn)行管線施工,一旦管線開孔,密封水就會(huì)流出,所以要求施工一定要迅速,同時(shí),做好廢水的收集與引流。如果能利用管廊的起伏龍門或π型彎曲,把動(dòng)火點(diǎn)控制在兩個(gè)相對(duì)高點(diǎn)之內(nèi),利用管線的自然彎曲進(jìn)行水封,這樣安全性就相對(duì)增加。
隨著施工進(jìn)展,管線可能會(huì)完全斷開,此時(shí)水封因徹底破壞而消失。作為對(duì)石腦油管線的處理上,就會(huì)面臨硫化亞鐵的問題。隨著高硫石腦油的廣泛應(yīng)用,管線硫腐蝕的情況比較普遍,眾所周知,硫化氫氣體是操作個(gè)體防護(hù)的重點(diǎn),而硫化亞鐵的自燃是影響設(shè)備安全中的隱形殺手。長(zhǎng)時(shí)間投用的石腦油管線內(nèi)壁上可能存有硫化亞鐵,硫化亞鐵在水封的濕潤(rùn)環(huán)境下是安全的,一旦水封破壞,硫化亞鐵就會(huì)因?yàn)樽陨硖匦远a(chǎn)生自燃(并放出大量的熱),在石腦油管線內(nèi)還有殘存的油蒸汽情況下,后果不堪設(shè)想。