海上石油平臺(tái)防爆電氣設(shè)備安全問題及改進(jìn)措施

(佳木斯防爆電機(jī)研究所，黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

海上石油平臺(tái)是開發(fā)海洋石油和天然氣的必備的裝置，在其作業(yè)環(huán)境中不可避免的存在易燃、易爆危險(xiǎn)氣體，因此海上平臺(tái)是屬于存在爆炸性氣體環(huán)境的危險(xiǎn)場(chǎng)所。海上石油平臺(tái)危險(xiǎn)區(qū)域可劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，平臺(tái)上使用著大量的防爆電氣設(shè)備，但由于前期設(shè)備選型、安裝問題及后期檢查、維護(hù)不及時(shí)等原因，致使平臺(tái)的防爆電氣設(shè)備存在很多安全隱患，下面就海上石油平臺(tái)進(jìn)行防爆電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的問題及改進(jìn)措施加以介紹。

1 防爆電氣設(shè)備常見的安全問題

1.1 非防爆電氣設(shè)備用于危險(xiǎn)區(qū)域

在對(duì)平臺(tái)的檢查中發(fā)現(xiàn)，危險(xiǎn)區(qū)域使用的空調(diào)、配電箱、電動(dòng)機(jī)個(gè)別的為非防爆電氣設(shè)備，在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使用非防爆電氣設(shè)備，這會(huì)給使用場(chǎng)所造成重大安全隱患，后果嚴(yán)重，如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 非防爆空調(diào)

圖2 非防爆電機(jī)

圖3 非防爆配電箱

1.2 防爆電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)更改

在現(xiàn)場(chǎng)檢查中發(fā)現(xiàn)，有的防爆電氣設(shè)備在安裝使用過程中進(jìn)行了結(jié)構(gòu)更改，破壞原有設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)，使更改后的設(shè)備失去了防爆性能。例如，一臺(tái)防爆接線箱蓋上增加了三個(gè)儀表，這樣一是降低了接線盒蓋的強(qiáng)度，二是接線箱蓋失去隔爆性能，見圖4。一臺(tái)隔爆型加熱器法蘭的隔爆接合面處增加了橡膠墊，這樣會(huì)導(dǎo)致隔爆接合面失去隔爆性能，如圖5所示。

圖4 防爆接線箱結(jié)構(gòu)更改

圖5 隔爆接合面增加橡膠墊

1.3 防爆電氣設(shè)備外殼破損及緊固件缺失

防爆電氣設(shè)備外殼破損及緊固件的缺失會(huì)導(dǎo)致其防爆性能的失效，特別是隔爆型電氣設(shè)備和增安型電氣設(shè)備。隔爆型電氣設(shè)備是依靠隔爆外殼的強(qiáng)度和隔爆接合面間隙來達(dá)到防爆目的，一旦外殼破裂或緊固件缺失防爆性能即將失效。而增安型電氣設(shè)備對(duì)外殼防護(hù)等級(jí)要求較高，外殼破損將使產(chǎn)品失去防護(hù)性能從而導(dǎo)致防爆性能失效，如圖6、圖7所示。

圖6 隔爆外殼破損

圖7 外殼緊固件缺失

1.4 隔爆面銹蝕嚴(yán)重

隔爆型電氣設(shè)備是平臺(tái)上使用最多的防爆電氣設(shè)備，由于平臺(tái)上鹽霧、潮濕、高溫等環(huán)境條件影響，加之缺乏日常有效維護(hù)，平臺(tái)上使用的隔爆型電氣設(shè)備的隔爆面銹蝕問題比較普遍。隔爆面銹蝕會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸時(shí)加速火焰的傳播，降低了設(shè)備的隔爆性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使其防爆性能失效，如圖8所示。

圖8 隔爆面銹蝕嚴(yán)重

1.5 隔爆接合面間隙超差

隔爆接合面間隙是隔爆型防爆電氣設(shè)備的重要參數(shù)之一，隔爆型電氣設(shè)備是通過接合面較小的配合間隙和一定的配合長度來冷卻和阻止火焰?zhèn)鞑ヒ赃_(dá)到隔爆目的。防爆標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隔爆外殼的隔爆接合面的間隙按外殼容積和防爆類別有嚴(yán)格的規(guī)定，間隙超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，其隔爆性能將降低或完全失效。例如，一臺(tái)防爆線箱的蓋和殼體的接合面間隙為1.0mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，已失去隔爆性能，如圖9所示。在平臺(tái)上，隔爆接合面間隙超差的現(xiàn)象也比較普遍。

圖9 隔爆接合面間隙超差

1.6 電纜引入裝置問題

電纜引入裝置是防爆電氣設(shè)備上不可缺少的一個(gè)部件，如果引入裝置安裝有問題，同樣會(huì)導(dǎo)致防爆電氣設(shè)備的防爆性能的失效，電纜引入裝置問題在海上平臺(tái)也是常見的。主要有：一個(gè)引入口穿兩根電纜，密封圈為單孔密封圈，無法保證壓緊和密封電纜；扁型電纜引入圓形密封圈的引入裝置，無法保證壓緊密封；多余的引入口未用專用封堵件封堵；隔爆型電氣設(shè)備引入裝置的壓緊螺母為塑料材質(zhì)等。這些問題都會(huì)導(dǎo)致防爆性能失效，如圖10、圖11、圖12所示。

圖10 兩根電纜引入一個(gè)引入裝置

圖11 扁電纜引入圓形密封圈電纜引入裝置

圖12 多余電纜引入口未封堵

1.7 接地問題

在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)防爆電氣設(shè)備的金屬外殼都必須進(jìn)行可靠接地，防爆電氣設(shè)備一般都有內(nèi)接地和外接地兩個(gè)接地連接件，在安裝時(shí)，電源的零線應(yīng)與設(shè)備的內(nèi)接地可靠連接，外接地應(yīng)與專用接地線可靠連接。如果不接地或接地連接不可靠，除了會(huì)給人身和設(shè)備造成傷害，還有可能產(chǎn)生火花或高溫，從而引起爆炸事故。例如，一臺(tái)防爆電機(jī)的接地線接到風(fēng)扇罩上，而沒有接到專用的外接地螺栓上，如圖13所示；另外一臺(tái)電機(jī)內(nèi)接地沒有接，如圖14所示。

圖14 電機(jī)內(nèi)接地未接

2 原因分析

造成防爆電氣設(shè)備出現(xiàn)上述問題的主要原因有以下幾點(diǎn)

(1)防爆電氣設(shè)備前期選型、采購、安裝、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)沒有嚴(yán)格的管理和控制，致使一些防爆電氣設(shè)備選型、安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至使用非防爆電氣設(shè)備。

(2)平臺(tái)上電氣設(shè)備維護(hù)人員缺少防爆專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，令設(shè)備缺少必要的日常檢查和維護(hù)，或維護(hù)、檢修后的設(shè)備安裝不規(guī)范，導(dǎo)致部分防爆電氣設(shè)備使用一段時(shí)間后出現(xiàn)安全隱患。

(3)海上石油平臺(tái)處在高溫、潮濕、腐蝕、風(fēng)浪等環(huán)境中，這些環(huán)境條件會(huì)對(duì)防爆電氣設(shè)備造成影響，如外殼破裂、緊固件及隔爆面的銹蝕、防護(hù)襯墊的老化等，都會(huì)降低防爆電氣設(shè)備的防爆性能。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)上述問題提出以下改進(jìn)措施

(1)加強(qiáng)防爆電氣設(shè)備采購、安裝及驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理，必要時(shí)可委托防爆專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)防爆電氣設(shè)備安裝后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)整改，確保防爆電氣設(shè)備選型、安裝等符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域禁止使用非防爆電氣設(shè)備，防爆電氣選型時(shí)除了滿足防爆要求還應(yīng)滿足使用場(chǎng)所的環(huán)境要求。

(2)加強(qiáng)海上石油平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的防爆電氣基礎(chǔ)知識(shí)、防爆電氣設(shè)備安裝、檢查及維護(hù)知識(shí)的培訓(xùn)，加強(qiáng)管理人員相關(guān)法律、法規(guī)及防爆電氣管理方面的要求，使其能夠按照國家相關(guān)要求對(duì)防爆電氣設(shè)備進(jìn)行有效管理。

(3)按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備進(jìn)行必要的日常檢查和維護(hù)，對(duì)于外殼破裂的產(chǎn)品及時(shí)進(jìn)行更換；緊固件缺失的應(yīng)補(bǔ)齊、松動(dòng)的應(yīng)緊固；防護(hù)用密封件應(yīng)按說明書要求定期更換。隔爆接合面銹蝕的及隔爆接合面間隙超差應(yīng)按相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢修，保證其間隙不大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。多余的電纜引入裝置孔應(yīng)用專用封堵件封堵，塑料壓緊螺母應(yīng)更換為金屬壓緊螺母，一個(gè)電纜引入口只能引入一根電纜。防爆電氣設(shè)備內(nèi)、外接地按標(biāo)準(zhǔn)要求與接地線可靠連接。

4 結(jié)語

海上石油平臺(tái)環(huán)境特殊，防爆電氣設(shè)備的安全直接關(guān)系到平臺(tái)的安全，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防爆電氣設(shè)備的安全管理。加強(qiáng)新購置防爆電氣設(shè)備的選型、安裝、驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)在用防爆電氣設(shè)備進(jìn)行必要的日常檢查、維護(hù)，對(duì)于不符合要求的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修或報(bào)廢，提升防爆電氣設(shè)備在整個(gè)壽命周期內(nèi)的安全水平。

[1] GB 3836.14—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第14部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所分類.

[2] GB 3836.15—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第15部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外).

[3] GB 3836.16—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第16部分：電氣裝置的檢查和維護(hù)(煤礦除外).