油气储运工程论文油气储运论文

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关于油气储运问题的探讨

摘要：油气储运系统均存在诸多问题，如油气储运过程中的火灾隐患，油气管道的腐蚀，静电产生及发生静电危害等等。这些问题必须引起相当大的重视。

关键词：储运；火灾；静电危害

1 油气储运中常见问题及原因

1.1 火灾隐患

由于石油及天然气的主要成分是烃类碳氢化合物，具有易燃、易爆、易聚集静电、易中毒等特性，而油气储运过程中是在特定的条件下进行，特别是输油管道，加热加压是管道运输的特点，故具有极大的火灾及爆炸危险性。一旦发生事故，可能造成巨大的经济损失和人员伤亡，并带来恶劣的社会影响。主要原因主要有：（1）设备故障带来的危害。油气储运设备设计的不合理、工艺缺陷、管线的腐蚀、操作压力的波动、机械振动引起的设备疲劳性损坏以及高温高压等压力容器的破损，易引起泄漏及爆炸。（2）防静电措施不到位。油气储运过程中，油气在管道和设备内流动会因摩擦而产生静电，如果静电不能及时导除，造成电荷积累，导致火花放电，就会引起火灾爆炸事故。（3）不防爆设备及电器带来的危害。工艺设备及电器线路如果未按规定选用防爆型或未经防爆处理，泄漏的可燃液体、气体遇机械摩擦火花或电气火花极易发生火灾爆炸事故。（4）违章动火作业。包括违章指挥，动火审批不严，在不具备动火的条件下贸然审批动火；盲目

动火。有的职工不熟悉动火管理规定，或存在侥幸心理，不办理动火手续，有的职工本身不具备动火资格，忽视动火管理规定，贸然动火酿成火灾；现场监护不力，流于形式。

1.2 管道腐蚀

很多输油管道在湿硫化氢环境下受到严重腐蚀并开裂,如应力腐蚀开裂(SCC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、氢致开裂(HIC)、应力诱导的氢致开裂(SOHIC)等。造成管道腐蚀的原因通常有四种：（1）材质因素。以HIC为例,材料中包含贝氏体或者马氏体的"硬质"带对HIC 十分敏感。如果材料夹杂物偏析区硬度控制在300HV以下,就能够很好的消除材料对HIC的敏感性。2、埋地管道所处的环境。埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因，这些因素包括土壤类型、土壤电阻率、土壤含水量(湿度)、pH值、硫化物含量、氧化还原电位、杂散电流及干扰电流、微生物、植物根系等。3、应力水平。有很多实验表明,如果材料所承受的应力超过其屈服应力的30%以上时,材料就可能发生SOHIC破坏。但这样的应力水平,在焊接构件的焊缝周围区域以及SSCC裂纹或者其它类似于裂纹的缺陷内都有可能出现。4、设计制造。一些学者参照NACE标准(对于介质为气体,设计压力,<448 kPa;对于介质为多相系统,设计压力<1 551 kPa)进行容器设计,认为可以避免SSCC或HIC发生的可能。但是实际上,这个标准的制定来源于实验室环境(空气中)。而且,酸性环境与水相的化学成分、pH值以及硫化氢分压等因素有关。

1.3 静电危害的因素

根据双电层理论，当两种不同属性的物质相接触时，由于物质得失电子的能力不同，在接触面处发生电荷的重新排序和电子转移，这样就在界面两侧形成大小相等极性相反的电位差。所以任何两种物质发生剥离时都要发生产生静电，油气储运过程中静电是不可避免的。但是产生静电不一定会造成爆炸，静电危害是在一定条件下造成的，形成静电危害的四要素：(1)有静电产生的来源；(2)静电得以积累，并达到足以引起放电的静电电压；(3)静电放电的火花能量达到爆炸性混合物引超的最小引燃能量；(4)在静电积聚区必须存在该油品爆炸极限范围内的由油品蒸气和空气混合成的适当比例的混合气；这四个条件必须同时存在才可能造成危害，否则不可能引起静电危害的发生。因此，在油气储运过程中要防止静电危害，就必须防止上述四个条件同时存在。

2 防止储运过程中问题的对策

2.1 油气储运过程的防火准备

（1）定期对设备维护保养。针对各种设备的特性严格按保养规程进行维护，工艺流程操作前做好工作危害分析，控制操作风险。（2）做好防火设计。设备泄漏等往往起源于设计阶段，因此抓好防火设计十分重要。首先是设备的设计、选型、选材、布置及安装均应符合国家规范和标准。根据不同工艺过程的特点，选用相应的耐压、耐高温或耐腐蚀的材质，按规定进行制造和安装。其次是新建、改建、扩建

生产装置布局，单元设备布置，防火安全设施的设计和实施应遵循有关规范，做好严格的防火审核工作，充分考虑防火分隔、通风、防爆泄压、消防设施等因素。同时对设备、电气的防爆要求严格把关，从而消除先天性火灾隐患。3、落实动火作业措施。拆卸禁火区内需要动火的设备、管道及其附件，移至安全的地方去动火，将需要动火的设备、管道及其附件和相关的运行系统做有效地隔离，如在管道上加堵盲板或拆掉一节管子等，阻隔易燃易爆的物料和介质进入动火作业点。动火前应把动火点周围的易燃易爆物品转移至安全地方，现场应打扫干净。经检查确认无误后，开具"用火作业许可证"，落实好监护责任人。要在动火前和动火期间对动火区域内易燃易爆气体浓度进行分析，避免动火过程中发生火灾、爆炸事故。

2.2 管道的防腐蚀处理

（1）加强钢管材料要求。管道发生应力腐蚀开裂主要是由剥离或阴极剥离造成的，要完全控制和预防压力容器及管道中的与氢相关的腐蚀开裂，可能性非常小。为此，在材料的制造过程中,尽量控制和改善夹杂物的数量与形貌，降低含硫量与含氢量，涂敷前的钢管表面必须进行抛丸或喷砂处理,以达到标准要求的洁净度和锚纹深度,确保底漆粘结牢固。（2）把好现场补口质量。补口材料与管体防腐覆盖层有较好的相容性;补口接合部应严密粘牢,必要时可做严密性试验;必须认真处理补口处的钢管表面,达到管体表面洁净度的要求。（3）合理选择管材壁厚度。首先要防止储运过程与投运中管道的局部屈曲

失稳;其次，要考虑裂纹扩展时效,防止开裂破坏。厚壁管比薄壁管有利于抗应力腐蚀开裂。因此在设计时不妨适当降低管材强度,增加管壁厚度。（4）固定式与移动式防腐作业线相结合工厂固定式防腐作业生产,由于施工环境好,可提高防腐管的质量,但对于需要长途运输的管材,防腐覆盖层易损伤,而现场修补也很难达到满意的效果,故建立防腐作业线应考虑固定与移动相结合,以满足工程现实的需要。

2.3 全压储运的静电防范

在全压储运过程中，如液化石油油的储运，从管道、储罐、装运全过程是密闭的，不可能产生与空气混合，所以在管道中流动的可燃液体，即使有较高的平均电荷密度，但往往由于管道内有较大电容，并不显示出有较高的电压，且在管道中又因为没有空气，所以不会引起燃烧和爆炸。因此对于全压式储运过程从理论上认为可以不考虑储运过程中的静电问题，但是在这种情况下，管道内的液体聚积了一定的静电。因此应采取以下措施：

（1）防止管道泄漏。虽然静电在管道内部并不构成危险，但其严重的危害却主要是在管道的出口处，所以在管道泄漏处容易出现静电引燃泄漏出来与空气混合的爆炸气体，因此在全压储运过程中，要尽量防止系统泄漏。

（2）对于全压储运过程中的放空操作，如液化气装车过程中的滑管液位计喷液和储罐的排污操作要严格控制排放流速，高压水流在冲击对地绝缘的固体时，细微的水滴和固体也均会带电。如周围有易