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准确辨识工艺系统气密性试验过程存在的风险

来源:九州体育官网入口  作者:九州bet9网页版网址 发布时间: 2022-10-05 07:17:56

  工艺系统气密性试验是指化工建设项目在完成设备、管道安装后,引入真实工艺物料前,向项目装置的工艺系统内引入特定的试验介质,并在特定的模拟工况下对包括设备、管道和仪表在内的工艺系统进行严密性检测的一项工作,是化工项目建成投产或既有装置检维修结束后投入运行前必不可少的一个环节。

  由于气密性试验是在设备、管道安装完毕,尚未正式投运前进行的一项工作,因此设备、管道的选型、安装及检修质量直接决定着气密性试验能否安全进行。

  2022年2月11日上午9时26分许,位于韩国全罗南道丽水国家产业园内的石化原料生产商丽川 NCC 第三工厂发生爆炸事故,造成 4 人遇难、4 人受伤。据初步分析,爆炸原因可能是在进行热交换设备气密性试验时操作不慎造成的。

  分析事故原因,吸取事故教训,有助于搞好我国化工建设项目气密性试验过程的作业安全。

  主要表现在设备、管道选型设计计算错误,选用材料的壁厚不够,设备内配置的加强筋偏少,导致设备、管道强度不足或不能满足气密性试验压力要求,对真空设备会导致设备抽瘪、外壳塌陷,对压力设备则会发生超压容器爆炸事故。对于既有设备、管道检维修后的气密性试验,也可能存在因设备、管道因腐蚀、老化,壁厚减薄,强度下降,不能满足原设计耐压要求。

  主要表现在法兰、管道焊接时,焊接质量差,且焊后探伤检测不够,导致气密试验时焊缝裂开。如2015年4月6日,腾龙芳烃(漳州)有限公司二甲苯装置发生的爆炸着火重大事故,造成6人受伤,直接经济损失9457万元。事故的直接原因就是在装置开工引料操作过程中出现压力和流量波动,引发液击,存在焊接质量问题的管道焊口作为最薄弱处断裂。管线开裂泄漏出的物料扩散后被鼓风机吸入风道,经空气预热器后进入炉膛,被炉膛内的高温引爆。

  主要表现在设备封头、管道法兰等连接部位选用的紧固件强度不够或紧固件数量偏少,不足以抑制试验用压强。如发生在2017年11月30日的乌鲁木齐石化公司换热器检修事故,就是因系统余压未泄完,当维修工拆卸换热器封头螺栓仅剩余4~5颗时,换热器头盖连接的螺栓突然失效断裂,换热器芯子冲出,致使换热器壳程在反作用力下向后移动数米,造成当时在场的数名人员重伤,其中有5人死亡。

  主要表现在检修后的设备、管道气密性试验系统未与其他系统完全隔离,尤其是未与涉及易燃易爆物料的系统隔离,当使用空气作试验介质时,有可能造成串入易燃易爆物料系统,造成火灾爆炸事故;如果高压物料倒串入试验系统,也可能导致试验系统因超压发生爆炸事故。如2007年11月24日,上海市某油气加注站在对液化气储罐安全检查中发现隐患,检修完毕在进行管道气密性试验时,没有将管道与埋地液化石油气储罐用盲板隔断,导致液化石油气储罐内未置换干净的液化石油气与置换用压缩空气混合,形成爆炸性混合气体,遇现场电焊火花引发爆炸。事故造成4人死亡、30人受伤。

  主要表现在试验时设备、管道破裂,高压气体冲出,造成作业人员伤亡。采用氮气试验的场所可能发生人员窒息事故。

  主要表现在企业不能认真对待设备管道的气密性试验工作,试验方案准备不充分,试验现场管理不善,闲杂人员出入,影响试验安全。

  我国相关国家标准如《压力管道安全技术监察规程——工业管道》(TSG D0001-2009) 、《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21-2016)和《化学工业建设项目试车规范》(HG 20231-2014)均对化工建设项目设备、管道的气密性试验提出了具体要求。

  《压力管道安全技术监察规程——工业管道》(TSG D0001-2009)明确了气压试验用的气体应为干燥洁净的空气、氮气或其他不易燃和无毒的气体,承受内压钢管以及有色金属管道的试验压力应为设计压力的1.15倍;

  《固定式压力容器安全技术监察规程》(TSG 21-2016)明确了不同材质压力容器气密性试验压力要求,如对于一般压力容器,试验压力应为设计压力,而对于简单压力容器,最低试验压力应为1.5倍的设计压力等。

  《化学工业建设项目试车规范》(HG 20231-2014)规定了工艺气密性试验的具体要求,同时还明确脱脂后的系统严禁使用含油介质进行系统气密性试验。

  为做好设备、管道的气密性试验工作,防范实验过程中出现意外,应从以下几方面入手加强管理:

  要求设计单位在设计环节就要根据设备、管道工作参数,进行精确计算,合理选用设备、管道的材料、壁厚等参数,保证设备、管道的强度。

  施工单位在安装过程中,要严格遵守施工规范,加强焊制环节管理,对于输送易燃易爆有毒的介质管道焊缝应100%探伤,严格按照设计文件要求选用紧固件并足量使用,切实把好安装质量关。

  (1)试验前,应编制气密试验方案,明确试验方法、试验介质、试验压力、检漏方式、泄放点设置、合格标准等内容;

  (2)试验前要进行条件确认,确保将试验系统与现有生产运行系统做好有效隔离;

  (3)试验时应逐步缓慢升压或提高真空度,直到达到试验压力,泄压时也应缓慢操作,确保试验安全;

  (4)对于老旧设备,应清楚认识到设备、管道因腐蚀、减薄造成的耐压强度降低的现状,合理确定气密方案,避免出现超压爆裂事故。

  应准确分析气密试验可能出现的险情,制定应急预案,降低事故后果。在试验过程中,当需要对试验系统进行缺陷处理时,应先泄压,再进行处理。严禁在系统压力高于环境压力的情况下带压作业。

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