田向軍

東營港有限責(zé)任公司 山東 東營 257091

外浮頂金屬儲罐是石油行業(yè)經(jīng)常使用的大型設(shè)備。隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，儲油庫的規(guī)模不斷擴大，儲存的油品總?cè)萘亢臀ｋU性相應(yīng)越來越大，儲罐數(shù)量密集密集程度高。原油則具備易燃易爆的特殊性，只要發(fā)生泄漏，就很容易引發(fā)火災(zāi)爆炸事故、污染事故，造成人員傷亡、財產(chǎn)損失。所以在大型原油儲罐的運行管理中，必須切實做好安全預(yù)防工作，盡最大努力控制損失。

1 大型原油儲罐安全因素

原油閃點范圍較廣，閉口閃點為- 30～34℃，而且凝點較高，是甲B 類易燃液體，在加熱以及有火災(zāi)發(fā)生時會有顯著的熱波現(xiàn)象。如果含水量為0.3%～4%，就容易出現(xiàn)沸溢或者噴濺，也容易膨脹、擴散、流溢、聚集靜電荷等。這些特性表明火災(zāi)爆炸是大型原油儲罐最常見、最重要的安全因素。著火的必要條件為：著火源和可燃物、空氣。針對著火源因素，可以直接通過加強安全檢查與管理；泄露可燃物的問題需要在建設(shè)儲罐及投運安全檢查、運行使用等環(huán)節(jié)進行有效預(yù)防控制。原油泄露之后暴露在空氣里，就會構(gòu)成可燃物[1]。在原油儲運中發(fā)生泄露問題是比較常見的，主要涉及冒罐跑油和脫水跑油，還有設(shè)備、閥門管線等附件損壞、罐底開焊破裂跑油，密封不良也會導(dǎo)致油氣揮發(fā)。此外，浮盤沉底、冒罐的現(xiàn)象是大型原油儲罐生產(chǎn)十分忌諱的惡性設(shè)備事故，發(fā)生這類事故反映儲罐施工的質(zhì)量缺陷。

大型外浮頂金屬儲罐采用了金屬建造，容易被腐蝕，所以腐蝕成為引發(fā)原油泄露的又一重要因素。從儲罐內(nèi)部腐蝕情況來看，罐底腐蝕最嚴(yán)重，大多都是潰瘍狀坑點腐蝕，出現(xiàn)部位主要有焊接熱影響區(qū)、變形和凹陷處；其次是罐頂腐蝕，伴有孔蝕，屬于全面的、不均勻的腐蝕；罐壁腐蝕是最輕的，屬于均勻點蝕，主要出現(xiàn)在油水界面、油和空氣界面。而且儲罐的底部會有嚴(yán)重的外腐蝕，主要出現(xiàn)在邊緣板和環(huán)梁基礎(chǔ)接觸面。

2 大型原油儲罐安全預(yù)防措施

2.1 加強安裝施工質(zhì)量控制

石油易燃易爆，一旦儲存不當(dāng)，很有可能引發(fā)火災(zāi)和爆炸等事故，嚴(yán)重威脅人們的生命財產(chǎn)安全。所以控制大型原油儲罐安裝施工質(zhì)量顯得尤為關(guān)鍵，必須引起高度重視。

（1）預(yù)制把控。外浮頂金屬儲罐涉及較多附件種類，包含底板和壁板、浮盤等，必須嚴(yán)格把控制作每一個附件的環(huán)節(jié)[2]。在預(yù)制之前要仔細審核圖紙，交給設(shè)計、監(jiān)理、建造等部門進行聯(lián)合審查，確認(rèn)板幅、放大比例以及板組隊縫隙、相鄰對接焊縫的距離等都是符合安全質(zhì)量要求的。

（2）組裝控制。組裝大型原油儲罐時要滿足設(shè)計圖紙的要求。先做好檢查工作，及時清理相關(guān)部位的污物、水分和鐵銹等；在拆除工裝卡具時要注意保護母材不被損壞；焊接時及時將飛濺部分打磨光滑。在組裝壁板時要控制好錯變量，確保內(nèi)表面齊平。安裝浮頂時做好專用架臺的找平處理，及時控制好浮頂?shù)牡装搴晚敯澹苊馄浒纪棺冃巍?/p>

（3）焊接控制。評定焊接工藝是進行儲罐施工的前提，必須根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，所有焊接人員持證上崗，通過崗前培訓(xùn)之后開展工作。焊接之前還要做好焊條的烘干處理，并且保管焊材時完善臺賬。如果在焊接過程中遇到惡劣天氣，必須加強防護，確保焊接質(zhì)量達標(biāo)。

針對外浮頂金屬儲罐安裝施工過程的質(zhì)量控制，還要明確三級控制點。即按照金屬儲罐施工工序、質(zhì)量規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，將質(zhì)量控制點劃分成A、B、C 三個等級。A 級是重點控制點，由建造、施工和監(jiān)理共同檢驗；B 級是較重要控制點，由施工和監(jiān)理一起檢驗；C 級是一般控制點，施工方自行檢驗即可。而且建造單位要按照實際需求建立首件金屬儲罐樣板工程，在現(xiàn)場交流經(jīng)驗，統(tǒng)一崗前培訓(xùn)和質(zhì)量檢驗、驗收等工作的判定標(biāo)準(zhǔn)，提供監(jiān)理參照，也方便現(xiàn)場人員加強施工安全質(zhì)量管理，消除可能出現(xiàn)的通病，提高整體施工質(zhì)量和安全性。

2.2 做好儲罐安全檢查工作

已經(jīng)完成好施工作業(yè)且經(jīng)過質(zhì)量驗收的外浮頂金屬儲罐往往會直接投入運行，在其運行使用環(huán)節(jié)有必要做好安全檢查工作，預(yù)防發(fā)生安全事故。金屬儲罐基礎(chǔ)每年的均勻下沉量一般不超出10mm；對于間隔6mm 的相鄰兩點的不均勻下沉量，沒有裝油時偏差不超過20mm，裝滿油時偏差不超過40mm；儲罐錐面坡度不超過0.008，并保持護坡的完整性，發(fā)現(xiàn)護坡石出現(xiàn)裂痕、松脫時必須第一時間進行固定灌漿處理；砂墊層下面的滲漏管不能滲出油品，否則要立即進行清罐修理。另外，考慮到外浮頂金屬儲罐擁有很多專用附件，這些專用附件是安全檢查工作的重點所在。

（1）安全閥。如果機械式呼吸閥因為凍結(jié)或銹蝕無法動作，液壓式安全閥可以發(fā)揮作用，保護儲罐安全[3]。和機械式呼吸閥相比，液壓式安全閥的壓力與真空值通常高出5%～10%。安全閥在正常情況下不會動作，當(dāng)呼吸閥出現(xiàn)故障或者儲罐收發(fā)原油時發(fā)生罐內(nèi)真空度過大或超壓時才會發(fā)揮安全密封功能，防止金屬儲罐損壞。每個季度至少要檢查1 次安全閥，及時清除保護網(wǎng)上的蛛絲、塵土和雀窩等。

（2）阻火器。是裝有鋁、銅或者其他導(dǎo)熱良好、熱容高的金屬皺紋網(wǎng)箱體，如果火焰從阻火器通過，金屬網(wǎng)就會將氣體燃燒的熱量吸收掉，熄滅火焰，阻止外界火焰通過呼吸閥進入儲罐內(nèi)部。每個季度至少檢查1 次阻火器，氣溫比0℃低時可以每個月檢查1 次，確保墊片密貼、螺栓無銹蝕、安裝牢固。散熱片之間的夾層通道應(yīng)保持清潔、暢通，沒有塵土、腐爛和冰凍等問題[4]。

（3）呼吸擋板。為了減少易揮發(fā)原油在儲罐的蒸發(fā)損耗，就設(shè)定了呼吸擋板這一節(jié)能裝置。一般將呼吸擋板安裝在阻火器下面，伸入罐內(nèi)，發(fā)油時若液面過快下降，吸入罐內(nèi)的氣流就會將油面的油氣濃度層沖散，導(dǎo)致原油加快蒸發(fā)。將擋板安裝在呼吸閥下面，能夠使吸入氣流向罐壁折轉(zhuǎn)，避免油面受到直接沖擊。

（4）加熱器。通常是由鋼管制作而成的盤管，鋼管直徑為50～100mm。加熱器是給原油加溫防凝、提高原油流動性的附件。浮頂儲罐的浮盤下落，到達罐底之前會有若干支柱支撐著。支柱高大約0.9～1.8m，讓浮盤和罐底有一定的空間，方便清洗、檢定、檢修。浮盤不能有滲漏，保持良好的環(huán)狀密封狀態(tài)，避免破損浸油，消除脫落、翻折等現(xiàn)象。

（5）中央排水管。這是在外浮頂金屬儲罐浮頂中央下邊安裝的專用附件設(shè)備，目前技術(shù)水平和使用優(yōu)勢最為明顯的為全柔性鎧裝軟管，能夠伴隨浮頂?shù)纳刀鴱澢?、?fù)位，具備排水。利用中央排水管可以及時排走浮盤上積存的雨水、融化的積雪，防止儲罐浮頂積水沉沒。在罐頂中央還會安裝“T”型通氣短管，并朝下開通氣口，讓儲罐直接連通大氣，形成收發(fā)原油的呼吸通道，并防止雨水、雜質(zhì)等進入儲罐。平時經(jīng)常檢查，確保通氣短管暢通無阻。

2.3 有效預(yù)防罐區(qū)火災(zāi)爆炸

儲罐區(qū)域的顯眼位置布置禁火警告標(biāo)識，儲罐區(qū)的防火管理。警告標(biāo)識嚴(yán)禁人們攜帶任何煙火走進罐區(qū)，并防止外來人員帶入易燃易爆物品。同時采取有效的措施預(yù)防因為碰撞、摩擦等引發(fā)的火災(zāi)?？梢栽诠迏^(qū)安裝光纖光柵傳感器和溫度感測電纜，防止火災(zāi)的發(fā)生。在安裝傳感器之后，如果光纖測量了溫度與結(jié)構(gòu)的變化，傳感器就會即刻啟動防止舉措[4]。有了溫度感測電纜的安裝，只要電纜四周環(huán)境溫度升高過多，電纜就會短路，發(fā)出警報。從現(xiàn)階段的情況來看，因為傳感器與罐區(qū)安全要求、油庫真實情況更加貼合，所以其需求量較大。

對于其他可能引起罐區(qū)火災(zāi)爆炸事故的因素也要做好預(yù)防。第一，預(yù)防明火，明火在各類火災(zāi)事故里占據(jù)大半比例，必須在易燃易爆區(qū)域禁止明火。第二，預(yù)防電器火花，因為電打火是引發(fā)火災(zāi)爆炸事故的一大火源，在施工中要針對電器開關(guān)插銷、照明器具和電熱器具等使用防爆裝置。第三，預(yù)防靜電，靜電屬于當(dāng)下罐區(qū)運行的關(guān)鍵防范對象，要求工作人員穿戴專業(yè)防靜電服裝；在進入罐區(qū)之前要做好人體靜電釋放，并做好靜電接地，加強檢測與管理；在收發(fā)原油之前做好檢驗，裝卸時強調(diào)合理控制流速，減少靜電。第四，預(yù)防雷擊，加裝金屬儲罐避雷針。

外浮頂金屬儲罐的外浮頂和罐壁之間采用二次密封裝置，油氣與外界空氣必然在一、二次密封裝置之間形成油氣混合物，該區(qū)域處于爆炸危險區(qū)域的1 區(qū)范圍（即正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境），特別是隨著使用年限的增加，密封老化失效，此種情況會更加嚴(yán)重。浮頂石油儲罐火災(zāi)中，密封圈火災(zāi)的占比由美國石油協(xié)會（API）統(tǒng)計為72.8%，國際資源保護組織（RPI）統(tǒng)計為88.7%。同時密封圈火災(zāi)由雷擊引發(fā)的占比為94.5%。必須予以警惕的是，在儲罐收、發(fā)油操作過程中，多為密封圈火災(zāi)，儲罐著火點均在密封圈處，均有多處燃爆點。目前可以對一二次密封間氣體采取主動采樣、提前發(fā)現(xiàn)，主動注氮、降低濃度，通過消除可燃物實現(xiàn)主動防御。另一方面，通過雷電預(yù)警系統(tǒng)，根據(jù)將侵襲本場的雷電強度、距離和時間，對儲罐停止收發(fā)油作業(yè)，以最大限度避免危險后果。

2.4 強化儲罐腐蝕預(yù)防管理

對于金屬儲罐的腐蝕預(yù)防管理，應(yīng)在一定周期里正常使用，以確保不影響防雷擊、防靜電為前提，制定對原油安全沒有影響的腐蝕預(yù)防措施。第一，對材料的選用，確保使用耐腐蝕的復(fù)合材料；第二，在實際工作中總結(jié)經(jīng)驗，了解到大型原油儲罐發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的主要部位是底板，進行針對性的材質(zhì)和涂料防腐蝕設(shè)計；第三，除開儲罐底板，還要強化內(nèi)部和頂部的腐蝕預(yù)防管理，涂抹有機涂料；第四，進行定期的儲罐防腐測試，采取針對性的儲罐防腐措施，提高儲罐整體防腐性能。對于可能發(fā)生的緊急情況、突發(fā)事件等還要完善應(yīng)急預(yù)案，組織人員演練，盡可能在發(fā)生事故時降低損失。

3 結(jié)語

與全球其他國家相比，我國一直都對原油有著很大的需求，這對大型原油儲罐的數(shù)量提出挑戰(zhàn)，采取措施保證大型金屬儲罐的安全性勢在必行。大型原油金屬儲罐對儲存原油、運輸原油等均有關(guān)鍵性作用，相關(guān)單位及人員在儲罐的建造與運行中積極改進技術(shù)手段、管理手段，進一步完善大型原油儲罐安全規(guī)范。通過落實有效的安全預(yù)防措施，大幅度降低了儲罐安全風(fēng)險，使儲罐運行安全得到了顯著提升，助力石油產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。