胡景紅 魏李程 邱 洋

(中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司 安全環(huán)保監(jiān)督部，陜西 西安 710018)

0 引言

防爆電氣設(shè)備在油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)隨處可見(jiàn)，其規(guī)范正確的安裝、使用、檢查、維護(hù)對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)企業(yè)的安全起到重要作用。防爆電氣設(shè)備使用環(huán)境的特殊危險(xiǎn)性、復(fù)雜性以及檢修維護(hù)和使用時(shí)間等因素都將影響到防爆電氣設(shè)備的安全性能[1]。目前，油氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不乏防爆電氣類(lèi)隱患問(wèn)題，為更好地保障油氣田開(kāi)發(fā)企業(yè)在用防爆電氣設(shè)備的安全，有效防止各類(lèi)爆炸事故的發(fā)生，結(jié)合相關(guān)安裝、使用、檢查、維護(hù)技術(shù)規(guī)范，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)在用防爆電氣常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，探索應(yīng)采取的控制措施，提高生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備防爆可靠性，就顯得非常有工程實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

1 在用防爆電氣設(shè)備常見(jiàn)問(wèn)題分布

查詢長(zhǎng)慶油田安全環(huán)保監(jiān)督部近3年(2017年8月-2020年8月)現(xiàn)場(chǎng)安全檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在用防爆電氣類(lèi)問(wèn)題共計(jì)13 681個(gè)，占生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安全環(huán)保類(lèi)問(wèn)題總數(shù)的7%以上。在防爆電氣設(shè)備類(lèi)問(wèn)題中，設(shè)備安裝與線路不符合規(guī)范占比25.74%，設(shè)備隔爆外殼密封失效占比21.90%，緊固件不符合要求占比18.82%，接地不符合規(guī)范占比10.89%，設(shè)備防爆型式不適應(yīng)場(chǎng)所使用條件占比10.09%，防爆合格證有誤、防爆標(biāo)識(shí)不清等其他類(lèi)型占比8.38%，電氣系統(tǒng)布線不符合規(guī)范占比4.18%，問(wèn)題分布，如圖1。從問(wèn)題的集中程度看，設(shè)備安裝與線路不符合規(guī)范、設(shè)備隔爆外殼密封失效、緊固件及接地不符合規(guī)范占所有問(wèn)題總數(shù)近8成，這3類(lèi)問(wèn)題基本是因不按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安裝、現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)檢查不到位導(dǎo)致。

圖1 油氣田現(xiàn)場(chǎng)在用防爆電器常見(jiàn)問(wèn)題分類(lèi)Fig.1 The classification for common problem of explosion-proofelectrical equipment in oil and gas field sites

2 安全檢查常見(jiàn)的問(wèn)題表現(xiàn)

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查發(fā)現(xiàn)的隱患(問(wèn)題)進(jìn)行歸類(lèi)，發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)問(wèn)題表現(xiàn)共分以下6類(lèi)。

第一類(lèi)：設(shè)備防爆型式不適應(yīng)危險(xiǎn)場(chǎng)所使用條件。主要表現(xiàn)：一是無(wú)銘牌、無(wú)防爆標(biāo)識(shí)電氣設(shè)備在油氣場(chǎng)所使用；二是在危險(xiǎn)作業(yè)或非常規(guī)臨時(shí)性作業(yè)中，使用非防爆電動(dòng)工具；三是防爆場(chǎng)所使用非防爆照明開(kāi)關(guān)或非防爆照明燈具?，F(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，如圖2。

第二類(lèi)：防爆電氣設(shè)備安裝與線路不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。主要表現(xiàn)：一是多余進(jìn)線口未有效封堵；二是使用防爆膠泥替代固化密封填料；三是電線/纜在穿線盒內(nèi)直接連接或分路；四是防爆撓性管安裝連接不符合要求。現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，如圖3。

圖2 設(shè)備防爆型式不適應(yīng)危險(xiǎn)場(chǎng)所使用條件Fig.2 The explosion-proof type of equipment is not suitablefor use in dangerous places

圖3 防爆電氣設(shè)備安裝與線路不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求Fig.3 The installation and wiring of explosion-proof electricalequipment do not meet the requirementsof the standard specification

第三類(lèi)：防爆電氣設(shè)備隔爆外殼密封失效，隔爆結(jié)合面參數(shù)不符合要求。主要表現(xiàn)：一是隔爆結(jié)合面銹蝕嚴(yán)重；二是隔爆結(jié)合面被油漆涂覆；三是隔爆外殼被拆開(kāi),臨時(shí)接線造成隔爆功能失效；四是隔爆外殼破損。現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)，如圖4。

第四類(lèi):防爆緊固件安裝使用不符合規(guī)范要求。主要表現(xiàn)：一是壓緊螺母材料不一；二是緊固件(緊固螺母或墊片)缺失或老化失效；三是密封圈與進(jìn)線不匹配或密封件缺失；四是緊固件上無(wú)防銹、防腐、防松措施。現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)，如圖5。

第五類(lèi)：未接專(zhuān)用外接地線或接線方式不正確。主要表現(xiàn)：一是防爆電氣設(shè)備金屬外殼未有效接地；二是電氣設(shè)備外接件接地連接導(dǎo)線不符合要求；三是接地連接件銹蝕松動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)，如圖6。

第六類(lèi)：防爆合格證相關(guān)問(wèn)題。主要表現(xiàn)：設(shè)備銘牌與防爆證不一致、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)任意修改(譬如設(shè)備進(jìn)線口過(guò)多且加工粗糙、觀察窗透明件上打孔安裝操作桿等)、肆意篡改防爆證復(fù)印件，導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備銘牌與防爆合格證三者矛盾較多[2]。

圖4 防爆電氣設(shè)備隔爆外殼密封失效Fig.4 Seal failure in flameproof enclosure of flameproofelectrical equipment

圖5 防爆緊固件安裝使用不符合規(guī)范要求Fig.5 The installation and use of explosion-proof fasteners do notmeet the requirements of the code

圖6 未接專(zhuān)用外接地線或接線方式不正確Fig.6 No special external grounding wire orincorrect connection mode

3 常見(jiàn)的問(wèn)題表現(xiàn)與風(fēng)險(xiǎn)分析

3.1 第一類(lèi)防爆電氣選型

防爆電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)及爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)類(lèi)別、級(jí)別和組別選型[3]。油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)屬于爆炸性氣體生產(chǎn)環(huán)境，區(qū)域類(lèi)別非常明確，因此，設(shè)備選型的關(guān)鍵在于根據(jù)氣體或蒸汽的引燃溫度及分類(lèi)分級(jí)來(lái)選取防爆電氣設(shè)備型式。而防爆電氣設(shè)備選型正確，可使油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備的點(diǎn)燃危險(xiǎn)減至最小。如果現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備選型不符合引燃?xì)怏w溫度、類(lèi)別、級(jí)別等環(huán)境要求或未考慮其他外部影響，選用的防爆電氣設(shè)備表面溫度超過(guò)該危險(xiǎn)場(chǎng)所存在氣體的引燃溫度，將引發(fā)火災(zāi)或爆炸。因此，電氣設(shè)備是否適合危險(xiǎn)場(chǎng)所類(lèi)別是開(kāi)展防爆電氣檢查的首要檢查項(xiàng)目。

3.2 第二類(lèi)電氣線路及電氣設(shè)備安裝

防爆電氣設(shè)備及電氣線路在油氣場(chǎng)所安裝過(guò)程中會(huì)使用電纜或?qū)Ч懿季€方式，使用電纜引入裝置時(shí)，部分設(shè)備就存在冗余進(jìn)線口，如冗余進(jìn)線口未進(jìn)行有效封堵，就破壞了設(shè)備隔爆腔的完整性，會(huì)導(dǎo)致腔體內(nèi)爆炸火焰直接從引入口向危險(xiǎn)場(chǎng)所傳播，造成爆炸事故。使用導(dǎo)管方式布線時(shí)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)線口或與電氣設(shè)備連接有困難時(shí)，應(yīng)使用與電氣設(shè)備防爆等級(jí)相適應(yīng)的防爆撓性管進(jìn)行連接。在現(xiàn)場(chǎng)檢查中發(fā)現(xiàn)，防爆撓性管接頭不匹配，連接處不密封、未緊固，撓性管彎曲半徑小于管道外徑5倍等情況極其多見(jiàn)。這樣的安裝方式，既不符合爆炸場(chǎng)所安全規(guī)范要求，也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)防爆等級(jí)下降或防爆功能失效。

The old woman put the gingerbread man in the oven.Then she went to sleep in the chair.

3.3 第三類(lèi)隔爆外殼或隔爆結(jié)合面

大部分防爆電氣設(shè)備隔爆外殼是由多個(gè)零部件組裝而成。每個(gè)零部件之間密封無(wú)法做到非常嚴(yán)密，這些間隙會(huì)成為外殼內(nèi)部電火花等點(diǎn)燃源通過(guò)的路徑，如果這些點(diǎn)燃源引燃周?chē)ㄐ詺怏w混合物，就可能發(fā)生重大安全事故。在現(xiàn)場(chǎng)安全檢查中，有的設(shè)備受惡劣環(huán)境條件影響，隔爆外殼破損未及時(shí)更換或隔爆面銹蝕嚴(yán)重，隔爆面參數(shù)已不符合安全規(guī)范要求，設(shè)備隔爆性能已然失效。還有部分場(chǎng)站在檢維修過(guò)程中將隔爆結(jié)合面完全用油漆涂覆，造成安全隱患。另外，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)還存在很多儀器儀表的防爆接線盒因老化破損未能及時(shí)更換的問(wèn)題。由于儀器儀表類(lèi)大多為弱電，現(xiàn)場(chǎng)人員往往重視程度不足[4]，但上述問(wèn)題同樣影響設(shè)備整體防爆性能。

3.4 第四類(lèi)防爆緊固件

防爆電氣設(shè)備上安裝的緊固件要有足夠的強(qiáng)度，只允許用工具才能緊固或拆除。含輕金屬的外殼可使用輕金屬和塑料制成的緊固螺釘。而其他用在防爆設(shè)備上的緊固件應(yīng)有防銹、防松措施及相應(yīng)防腐措施。在油氣田現(xiàn)場(chǎng)安全檢查中發(fā)現(xiàn)，緊固件缺失屬于很常見(jiàn)問(wèn)題。如果設(shè)備安裝在爆炸性氣體危險(xiǎn)2區(qū)，設(shè)備殼體與蓋之間缺失部分緊固螺釘，會(huì)直接導(dǎo)致防爆間隙增大、外殼耐爆強(qiáng)度降低。殼體內(nèi)一旦出現(xiàn)爆炸，火焰將會(huì)從隔爆間隙傳出，甚至炸毀殼體，引燃周?chē)扇細(xì)怏w造成爆炸。

3.5 第五類(lèi)防爆電氣設(shè)備接地

所有防爆電氣設(shè)備的金屬外殼都必須接地，以確保運(yùn)行安全可靠。防爆電氣設(shè)備應(yīng)在外殼內(nèi)部的電路連接件旁設(shè)置接地標(biāo)志。防爆電氣設(shè)備的金屬外殼要有設(shè)備外接地標(biāo)志。接地連接件要至少保證與一根導(dǎo)線可靠連接，導(dǎo)線截面積在GB 3836.1-2010《爆炸性環(huán)境 第1部分：設(shè)備 通用要求》中有明確規(guī)定：電氣設(shè)備外接件應(yīng)至少與截面積4mm2的接地線有效連接。在現(xiàn)場(chǎng)檢查中經(jīng)常遇到接地線未連接、連接件銹蝕、松動(dòng)等情況。接地件銹蝕嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致接觸電阻增大，甚至虛接，電氣設(shè)備發(fā)生故障后，設(shè)備外殼帶電，極易發(fā)生人員觸電傷亡事故。

3.6 第六類(lèi)防爆合格證

擅自改裝不僅造成防爆合格證與設(shè)備銘牌名不符實(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致整體設(shè)備防爆性能名不符實(shí)。防爆合格證是用于確定防爆設(shè)備或防爆元件符合標(biāo)準(zhǔn)要求、通過(guò)型式試驗(yàn)和適應(yīng)例行試驗(yàn)的文件。防爆合格證是由防爆電氣設(shè)備或元件生產(chǎn)企業(yè)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求提交申報(bào)資料與樣機(jī)，在國(guó)家認(rèn)監(jiān)委指定的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室經(jīng)相關(guān)認(rèn)定程序?qū)彶榕c試驗(yàn)，在確認(rèn)合格后頒發(fā)的合格證明。該合格證可用于同一生產(chǎn)企業(yè)，相同設(shè)備或元件名稱(chēng)、型號(hào)規(guī)格、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、總裝圖號(hào)的同批次產(chǎn)品。在防爆合格證有效期內(nèi)，符合要求的同類(lèi)產(chǎn)品均符合防爆標(biāo)準(zhǔn)要求。使用單位組織的現(xiàn)場(chǎng)安全檢查應(yīng)重點(diǎn)核實(shí)該設(shè)備或元件出廠時(shí)間是否在該防爆合格證有效期內(nèi)；現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備或元件與防爆合格證名稱(chēng)內(nèi)容是否一致。

4 主要風(fēng)險(xiǎn)控制措施

4.1 合理選型安裝

在設(shè)備采購(gòu)階段，要根據(jù)設(shè)備工作條件明確設(shè)備選用型號(hào)規(guī)格，保證其與使用環(huán)境相匹配、與防爆要求相適應(yīng)[5]。

在安裝階段，嚴(yán)格執(zhí)行危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范。針對(duì)油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備多發(fā)問(wèn)題，重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)：

(1)將防爆電氣設(shè)備冗余裝置外殼上多余電纜引入口使用相應(yīng)堵頭封堵。

(2)對(duì)隔爆結(jié)合面進(jìn)行防銹處理。不允許涂漆或涂覆粉末，假如隔爆結(jié)合面上涂覆有防銹油脂，這些油脂不應(yīng)老化變硬，且不能含有汽化溶劑，同時(shí)還不能造成隔爆結(jié)合面銹蝕。

(3)補(bǔ)齊隔爆外殼上緊固件(包含：螺栓、螺釘、彈墊、平墊)缺失襯墊。

(4)電纜穿墻開(kāi)孔要用膠泥密封。在使用的穿線金屬管上要采取隔離密封措施。危險(xiǎn)環(huán)境中布線電纜不能有中間接頭，如果必須有接頭，須通過(guò)使用防爆接線盒或穿線盒過(guò)渡。

4.2 規(guī)范監(jiān)督檢查

油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，日常巡查巡檢顯得尤為重要。隨著設(shè)備投運(yùn)時(shí)間增長(zhǎng)，各類(lèi)故障問(wèn)題依次出現(xiàn)，為避免事故發(fā)生，應(yīng)建立完善定期巡查巡檢及檢維修制度，并嚴(yán)格落實(shí)制度執(zhí)行。同時(shí)，按照AQ 3009-2007《危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣防爆安全規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求，“為保證電氣設(shè)備處于良好狀態(tài)，可在危險(xiǎn)場(chǎng)所長(zhǎng)期使用，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)督與定期檢查。檢查應(yīng)委托具有防爆專(zhuān)業(yè)資質(zhì)的安全生產(chǎn)檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行”，定期委托專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)實(shí)施監(jiān)督檢查。

4.3 增強(qiáng)人員安全意識(shí)

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)人員的正確、規(guī)范操作，對(duì)防爆電氣設(shè)備正常使用有著極其重要的影響。通過(guò)對(duì)相關(guān)員工開(kāi)展針對(duì)性培訓(xùn)，提高人員安全意識(shí)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，有效避免因操作不當(dāng)或安全意識(shí)淡薄引發(fā)的安全生產(chǎn)事故。

5 結(jié)論

(1)杜絕油氣田開(kāi)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)爆炸事故，首先從源頭上把關(guān)，在項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)階段，就應(yīng)該有防爆專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)介入，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃設(shè)計(jì)。在安裝階段要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范操作，確保設(shè)備選型和安裝正確。

(2)防爆電氣設(shè)備安全是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，除生產(chǎn)廠家要保證防爆電氣設(shè)備在制造過(guò)程中質(zhì)量安全外，在安裝中企業(yè)還要保證選型、安裝、使用和維護(hù)得當(dāng)，這樣才能真正達(dá)到防爆目的。所以對(duì)存在爆炸危險(xiǎn)氣體環(huán)境的油氣田開(kāi)發(fā)企業(yè)，必須采取相應(yīng)防范措施，從源頭上以及現(xiàn)場(chǎng)安裝、維護(hù)中把關(guān)，必要時(shí)第三方機(jī)構(gòu)介入評(píng)估，以實(shí)現(xiàn)整體防爆。