□ 文/范希晨 徐泉 楊浩

地埋油罐是加油站生產(chǎn)運(yùn)行核心，也是生產(chǎn)安全核心，國家在2012年頒布了《加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、2015年印發(fā)了《水污染防治行動計劃》，目的在于防止油品向大氣和土地進(jìn)行排放和滲漏，并對相關(guān)違法違規(guī)情況明確了嚴(yán)厲的處罰措施。通過油氣回收設(shè)備及雙層罐改造，生產(chǎn)過程中油氣回收及油品防滲等硬性泄漏已得到有效解決。但從前期加油站調(diào)研情況來看，還有很多軟性問題尚未解決，其中油罐大法蘭油氣泄漏問題較為突出。

1. 加油站油罐大法蘭在線堵漏研究背景

1.1 泄露原因分析。

1.1.1 設(shè)備及附件缺陷。設(shè)備與附件形變或損壞可直接造成密閉不嚴(yán)導(dǎo)致油氣泄漏。①法蘭質(zhì)量不合格。法蘭工廠在對無孔盤進(jìn)行高溫開孔加工時出現(xiàn)操作不當(dāng)，導(dǎo)致盤體變形，造成密閉不嚴(yán)；②油罐人孔不合格。底圈在加工或現(xiàn)場施工時發(fā)生變形，在儲存時保存不當(dāng)出現(xiàn)銹蝕、造成密閉不嚴(yán)；③法蘭墊片不合格。部分加油站為節(jié)約成本，在大法蘭安裝時未按規(guī)定采用耐油石棉墊片，而直接采用普通橡膠墊片，導(dǎo)致墊片耐油性極差，受油氣腐蝕后立即變形導(dǎo)致泄漏。

1.1.2 工藝安裝不到位。工藝安裝精度、方法、步驟和環(huán)境均直接影響安裝質(zhì)量，稍有差錯則會造成油氣泄漏。①油罐大法蘭直徑超過1000毫米，設(shè)螺栓孔20顆，對安裝要求較高，需嚴(yán)格采用對角平衡方式進(jìn)行擰固，若不按照此法實施，則易造成法蘭墊片不均勻受力變形甚至損壞；②部分安裝工人技術(shù)不夠?qū)I(yè)，導(dǎo)致安裝時法蘭盤反復(fù)拆卸，造成法蘭盤與人孔井底圈反復(fù)摩擦，破壞了法蘭墊片，導(dǎo)致油氣泄漏；③個別改造項目施工單位為節(jié)約成本，未按要求更換法蘭墊片，仍采用舊墊片，導(dǎo)致墊片作用失效，造成油氣泄漏。

1.1.3 生產(chǎn)系統(tǒng)其他部件問題。當(dāng)前油氣回收系統(tǒng)將汽油罐氣相進(jìn)行連通，所有汽油油氣在卸油、加油環(huán)節(jié)被回收至油罐和油庫，在油罐壓力超出呼吸閥設(shè)定壓力后由呼吸閥排放至大氣，但部分呼吸閥損壞后，管內(nèi)憋壓導(dǎo)致壓力從生產(chǎn)系統(tǒng)密封薄弱部位釋放，而油罐大法蘭直徑大，安裝螺栓多，墊片撓性較小、法蘭墊片更弱，故在氣相系統(tǒng)憋壓后，成為泄壓點。

1.2 泄漏產(chǎn)生的影響。

1.2.1 爆炸危險區(qū)不受控。當(dāng)汽油罐任意大法蘭產(chǎn)生油氣泄漏后，該漏點則立即成為加油站生產(chǎn)區(qū)域氣相連通點，所有汽油油氣在通氣管壓力真空閥打開前，全部由該處直接排放至人孔井，人孔井空間內(nèi)爆炸危險區(qū)域等級由1區(qū)升為0區(qū)，尤其是在加油站車道下的人孔井，危險系數(shù)陡增。家用汽車均未安裝阻火罩，若油氣從人孔井溢出至地面，則可能造成閃爆事故。

1.2.2 加油站經(jīng)營受到影響。按照正常人孔井油氣泄漏事件處理程序，加油站需立即停止運(yùn)營并對泄漏油罐進(jìn)行倒油、清罐、法蘭盤及墊片更換操作，再進(jìn)油經(jīng)營，加油站停業(yè)至少3天，相當(dāng)于一次大型檢維修作業(yè)，造成加油站銷量損失、客戶流失。

1.3 國內(nèi)傳統(tǒng)法蘭盤帶壓堵漏技術(shù)。傳統(tǒng)成品油煉廠帶壓堵漏方法較多，對于法蘭連接處主要采用機(jī)械堵漏法及膠堵密封法。機(jī)械密封法中的卡箍法主要采用卡箍將密封墊卡死在泄漏處，通過機(jī)械壓力將漏點進(jìn)行封堵；而膠堵密封法首先檢查法蘭螺栓的完好情況，并將腐蝕嚴(yán)重的螺栓全部更換，隨后將全部注射閥、排泄閥打開，使泄漏介質(zhì)順利排出，降低注射壓力，完成后采用多次注射的方式注射密封膠，按順序由泄漏點最遠(yuǎn)處的注射點注入密封膠，然后逐步向泄漏點附近注射點轉(zhuǎn)移，最后實現(xiàn)封堵。

結(jié)合以上背景，本文積極探索適合加油站油罐大法蘭帶有堵漏的合理方案，提出“機(jī)械膠堵密封法”。

2. 機(jī)械膠堵密封法概念與特點

機(jī)械膠堵密封法帶油堵漏，是以傳統(tǒng)成品油煉廠中機(jī)械堵漏法，及膠堵密封法兩種帶壓堵漏法為基本思路，結(jié)合加油站生產(chǎn)運(yùn)行特點，以及工藝設(shè)備特性，對兩種方法進(jìn)行融合，創(chuàng)造以聚氨酯橡膠為主要密封材料，進(jìn)行卡箍式機(jī)械堵漏的機(jī)械膠堵密封法。該方法對加油站油罐大法蘭進(jìn)行帶油堵漏，在確保帶油操作的同時，通過雙重密封確保堵漏效果。

3. 機(jī)械膠堵密封法技術(shù)路線確定

3.1 基礎(chǔ)條件確定。

3.1.1 泄漏方式與泄漏點確定。加油站油罐大法蘭處泄漏的主要表現(xiàn)為密封面變形、墊片失效，因此，大法蘭處油氣泄漏方式主要為密封面與墊片接觸位置直接泄漏，漏點為法蘭盤密封面與損壞墊片接觸位置。對于已產(chǎn)生泄漏的油罐，采用浸水實驗確定漏點位置。

3.1.2 壓力范圍測定。加油站油罐為常壓運(yùn)行裝置，油罐設(shè)備設(shè)定壓力為0.04兆帕，在引入油氣回收系統(tǒng)后，罐內(nèi)氣相系統(tǒng)運(yùn)行壓力約為2500帕-3000帕，當(dāng)運(yùn)行壓力超過機(jī)械呼吸閥設(shè)定壓力（約3000帕）時，機(jī)械呼吸閥打開進(jìn)行泄壓。

3.1.3 處理面條件確認(rèn)。從泄漏點可以確認(rèn)，堵漏處理面主要為法蘭盤密封面與橡膠墊片結(jié)合處，從現(xiàn)場調(diào)查實際情況來看，還包括與密封墊片直接接觸的螺栓及螺栓孔。油罐大法蘭普遍采用整體法蘭，其密封面為鋼材質(zhì)，采用光滑密封面形式；法蘭墊片為普通橡膠墊片、耐油石棉墊片或改性定晴橡膠墊片；螺栓采用φ16鋼制螺栓孔；法蘭盤密封面外、螺栓及孔處均采用防銹底漆與防靜電外漆。

4. 技術(shù)路線確定

4.1 處理思路。結(jié)合當(dāng)前漏點基礎(chǔ)條件，確定漏點處理邏輯： ①漏點環(huán)境為低壓、狹小且多材質(zhì)界面，從操作上宜采用膠堵方式，對法蘭盤及墊片縫隙進(jìn)行封堵；②大法蘭位置處于人孔操作井，加油員每日檢修時必然進(jìn)孔進(jìn)行操作，在對大法蘭進(jìn)行踩踏時，必然會對密封條進(jìn)行擠壓和破壞。因此，考慮在大法蘭外側(cè)對法蘭徑向進(jìn)行機(jī)械加固，施加預(yù)應(yīng)力，確保封堵密封膠穩(wěn)定性。

按照以上邏輯，最終確定為采用封堵密封膠進(jìn)行法蘭盤縫隙堵漏，再采用抱箍對法蘭徑向進(jìn)行加固的處理思路。

4.2 密封膠材質(zhì)確定。由于泄漏點位置狹小，處理面情況復(fù)雜且還要考慮密封膠堵漏后大法蘭的取裝，因此在密封膠選擇上，需結(jié)合以上情況進(jìn)行深度研究。針對泄漏點壓力低、后期有形變、還有需要一定承重的特點，確定密封膠選擇思路：①具有較強(qiáng)的耐油性，應(yīng)對油氣腐蝕；②具有較好的機(jī)械性能和較寬的溫變特性，確保不同溫度下產(chǎn)生最小形變。在此基礎(chǔ)上，我們選擇了以下三種特種橡膠密封膠進(jìn)行比較。

4.2.1 聚氨酯橡膠密封膠。具有較好的彈性和優(yōu)異耐磨耗性，較好的耐油性，硬度可調(diào)范圍寬（邵氏A硬度65-80度），機(jī)械性能（拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率）優(yōu)越，優(yōu)良的耐寒性和耐化學(xué)藥品交織腐蝕性能，原材料價格較高。為可回收再利用的材料，使用溫度范圍-60-+80度，適用于地震多發(fā)區(qū)、鐵路附近或帶有大功率吊車的廠房等強(qiáng)烈震動區(qū)域，以及紫外線照射強(qiáng)烈地區(qū)。

4.2.2 氯丁膠密封膠。與其他特種橡膠比較，個別性能差些，但總的性能平衡好。有優(yōu)良的耐候性、耐臭氧性能、耐熱老化性和耐油耐溶劑性，有好的耐化學(xué)性和優(yōu)異的耐燃性，有良好的粘合性。貯存穩(wěn)定性差，貯存過程中會發(fā)生增硬現(xiàn)象，耐寒性不好。相對密度較大，一般為黑色制品。 使用于有耐油、耐熱的環(huán)境，使用溫度范圍-30-+120度。

4.2.3 酸堿要丁腈橡膠密封膠：主要特點是耐油、耐溶劑，但不耐酮、酯及氯化烴等介質(zhì)，彈性和力學(xué)性能都很好。缺點是在臭氧和氧化中易老化龜裂，耐寒性、耐低溫性差，使用溫度范圍-30-+120度。

通過多項性能指標(biāo)比較，最終選擇采用聚氨酯橡膠密封膠。性能比較如下表所示：

4.3 機(jī)械卡箍選型。為確保密封膠不受生產(chǎn)操作時的重力影響，增設(shè)了機(jī)械式卡箍設(shè)計，但現(xiàn)有的單耳卡雖然箍安裝方便，但平衡性差，易生銹、結(jié)垢，使用壽命短，因此，結(jié)合使用需要，采用了襯墊式雙耳卡箍設(shè)計，抗扭和耐壓能力突出、扭轉(zhuǎn)力矩均衡，按照單人操作、50%富余量計算，抱箍鎖死后施加給法蘭的軸向預(yù)應(yīng)力不低于1200N。

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圖為選用的φ600襯墊式雙耳卡箍

5. 作業(yè)流程及工具

在確定技術(shù)路線及主要材料及設(shè)備后，對當(dāng)前作業(yè)流程及相應(yīng)工具進(jìn)行確認(rèn)。

5.1 作業(yè)過程。按照公司相關(guān)規(guī)定辦理作業(yè)票后，按順序開展以下流程：

5.1.1 作業(yè)前安全分析及交底：①作業(yè)方組織操作人員開展作業(yè)前風(fēng)險分析。②加油站經(jīng)理向作業(yè)單位進(jìn)行安全交底。③加油站組織開展作業(yè)前安全培訓(xùn)，安排符合規(guī)定要求的作業(yè)人員從事作業(yè)。

5.1.2 作業(yè)準(zhǔn)備。①利用警示樁警示帶將作業(yè)罐區(qū)進(jìn)行隔離，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入。②現(xiàn)場設(shè)置兩具4KG手提式干粉滅火器，一具35千克干粉推車，兩床滅火毯。 ③用兩臺相同型號的可燃?xì)怏w檢測儀進(jìn)行檢測。符合要求方可進(jìn)行作業(yè)。④作業(yè)人員應(yīng)穿著防靜電工作服、工作鞋，系好救生繩進(jìn)入操作井使用防爆工具進(jìn)行操作，禁止使用非防爆電器。⑤使用氮?dú)庠噳呵氨仨毎惭b減壓閥，瓶口處禁止沾染油脂類物質(zhì)。

5.1.3 作業(yè)監(jiān)護(hù)。①加油站或片區(qū)安全員、投資建設(shè)科一名人員、安全科一名人員需在現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)實施全過程監(jiān)護(hù)，檢查作業(yè)現(xiàn)場安全狀況，及時糾正違章行為。②工作時間每30分鐘必須更換工作人員或者休息。

5.1.4 作業(yè)流程。①施工人員先打開人孔井蓋（后，使用可燃?xì)怏w檢測儀對人孔井內(nèi)的油氣濃度進(jìn)行檢測。②對發(fā)現(xiàn)濃度高的人孔井，待濃度降到可以施工的時候。先進(jìn)行閉水試驗，發(fā)現(xiàn)氣泡后，開始排水。③施工人員對大法蘭進(jìn)行維護(hù)，使用耐油密封膠加喉箍的施工方法進(jìn)行封堵。④封堵完成后，待耐油密封凝固后，可以使用氮?dú)膺M(jìn)行二次檢查。⑤二次檢查后無漏點，無油氣泄漏，完成本次大法蘭堵漏工作。⑥施工人員清理完施工現(xiàn)場，共同和二級公司、油罐廠家、加油站確認(rèn)簽字完成封堵。

5.2 作業(yè)工具。

5.2.1 作業(yè)人員穿戴。主要包括：防爆作業(yè)工具、防爆工服、防爆頭燈、防毒面具、防靜電手套、安全繩、手動式抽水泵（鋁制）。

5.2.2 作業(yè)準(zhǔn)備設(shè)備。主要包括：氮?dú)狻⒌獨(dú)鉁p壓閥（兆帕表）、膜盒壓力表（千帕表）、防爆可燃?xì)怏w檢測儀。

5.2.3 作業(yè)過程設(shè)備及材料。主要包括：聚氨酯防水耐油密封膠、襯墊式雙耳卡箍、銅編織接地線、全銅制螺絲螺桿、防銹底漆、防靜電面漆。

6. 做法試點

目前，中國石油四川銷售公司已在成都白家、綿陽南山、宜賓蜀南等35座加油站完成了堵漏試點，效果良好，堵漏后大法蘭油氣泄漏暫未出現(xiàn)反復(fù)。按照單站節(jié)約運(yùn)營天數(shù)3天計算，已改造項目合計節(jié)約運(yùn)營天數(shù)105天，節(jié)約銷量損失1400噸，按照噸油毛利500元計算，已創(chuàng)效70萬元。

試點現(xiàn)場作業(yè)及堵漏完成情況如上圖所示。

7. 項目推廣性論述

該項目研究及試點設(shè)備及材料均采用當(dāng)前安裝市場前沿主流，在材料及設(shè)備的購買、運(yùn)輸、安裝，以及人員的培訓(xùn)上均已成熟，因此具備較高的推廣價值。按照全國2萬座加油站3年內(nèi)5%發(fā)生油氣泄漏的概率來看，預(yù)計該技術(shù)應(yīng)用于1000座加油站，可節(jié)約運(yùn)營天數(shù)達(dá)3000天，節(jié)約銷量損失不低于3萬噸，創(chuàng)效可達(dá)1500萬元。