壓力容器檢修及安全預(yù)防措施

陳 偉

（上海華誼工程服務(wù)有限公司，上海 201100）

0 引言

隨著石化技術(shù)發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備逐漸變得越來越大，越來越復(fù)雜，所需壓力容器的工作條件非?？量蹋⑶医Y(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。壓力容器事故的年度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，維修工作中發(fā)生大量事故，因此，需要對(duì)典型事故案例進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)制定一定的解決措施來降低事故發(fā)生的可能性。從多年的事故統(tǒng)計(jì)和分析來看，很大一部分事故是在壓力容器維修期間發(fā)生的。因此，討論壓力容器維護(hù)中的風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)采取的措施，具有重要意義。

1 壓力容器維修的風(fēng)險(xiǎn)和原因分析

壓力容器在使用過程中會(huì)受到內(nèi)部介質(zhì)的壓力、溫度和腐蝕的長期影響，或因結(jié)構(gòu)、材料和焊接工藝存在的缺陷，會(huì)產(chǎn)生諸如操作、排放、滴落，以及可能發(fā)生泄漏、裂紋，穿孔和其他故障等，需要定期進(jìn)行維護(hù)。設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)突然出現(xiàn)故障，因此一定要保證在高溫高壓、易燃易爆和有毒條件下進(jìn)行緊急維修，任何疏忽都可能導(dǎo)致事故和災(zāi)難性后果。

1.1 危險(xiǎn)性

統(tǒng)計(jì)分析壓力容器維修過程中出現(xiàn)的所有事故案例，總結(jié)出在壓力容器檢查維修工作中存在的危險(xiǎn)事故：高空墜落、火災(zāi)和爆炸事故、中毒與窒息、觸電、輻射。其中，高空墜落，災(zāi)害爆炸和中毒窒息事故是壓力容器維修過程中經(jīng)常出現(xiàn)的事故。

1.1.1 火災(zāi)和爆炸事故

在壓力容器維護(hù)過程中，火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生屬于一類十分常見事故。當(dāng)壓力容器出現(xiàn)破裂時(shí)，除了容器中氣體膨脹放出能量外，它通常會(huì)在發(fā)電機(jī)外部發(fā)生爆炸，釋放出更多能量。高速氣體流出所造成的靜電或容器碎片相互發(fā)生碰撞會(huì)出現(xiàn)火花，火花的出現(xiàn)提供了觸發(fā)的基礎(chǔ)條件。二次爆炸形成了大量的高溫氣體團(tuán)，隨后在周圍地區(qū)引起大火。

1.1.2 中毒與窒息

在壓力容器維護(hù)過程中，中毒和窒息事故的發(fā)生非常普遍，事故的主要原因是：①對(duì)容器沒有用空氣進(jìn)行充分置換；②焊接和切割過程中工作環(huán)境的空氣質(zhì)量差；③在以上工作中，沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量。

1.2 原因分析

1.2.1 安全技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱

操作人員對(duì)安全技術(shù)的了解相對(duì)來說不強(qiáng)，對(duì)安全隱患缺乏正確的認(rèn)識(shí)，不注重安全操作的整個(gè)程序，在維護(hù)之前不熟悉企業(yè)的生產(chǎn)過程和容器介質(zhì)的性質(zhì)。一旦出現(xiàn)非法操作，將導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

1.2.2 安全意識(shí)薄弱

例行維護(hù)工作往往會(huì)使管理和維護(hù)人員養(yǎng)成習(xí)慣性，影響工作人員的工作態(tài)度，最終導(dǎo)致維護(hù)工作癱瘓并增加發(fā)生事故的可能性。檢修期間缺乏完善的安全管理體系和安全責(zé)任制，目標(biāo)、責(zé)任和系統(tǒng)不明確，沒有制定合理有序的維護(hù)計(jì)劃，很大程度上增加了事故發(fā)生的可能性。

2 預(yù)防措施

針對(duì)壓力容器維護(hù)過程中的危害和原因，采取技術(shù)措施解決不安全狀況。安全教育和安全管理措施的重點(diǎn)是處理人的不安全行為，安全教育和安全管理對(duì)策主要集中在解決人的不安全行為問題，進(jìn)行安全教育的主要目的是在事故發(fā)生后及時(shí)采取措施，提高人們安全意識(shí)。安全管理要求人們通過合理的監(jiān)督和檢查系統(tǒng)來做他們必須做的事情。

2.1 安全技術(shù)對(duì)策

2.1.1 壓力容器的檢查和維護(hù)

壓力容器的檢查和維護(hù)必須嚴(yán)格按照使用中的壓力容器檢查程序進(jìn)行，了解被檢查單元的安全規(guī)定，熟悉壓力容器的工藝流程，所盛介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，周圍設(shè)備的運(yùn)行情況，然后制定合理的綜合維護(hù)優(yōu)先檢查計(jì)劃。在定期檢查或維護(hù)壓力容器時(shí)，一定要進(jìn)行安全保護(hù)工作，防止出現(xiàn)事故。

（1）腳手架，便攜式梯子和其他檢查設(shè)施必須安全可靠，進(jìn)入檢查區(qū)域時(shí)必須戴好頭盔，高空作業(yè)時(shí)檢查人員必須系安全帶。

（2）檢修期間，一定要保證完全切斷與其他設(shè)備的連接管道，尤其應(yīng)密封可燃?xì)怏w或有毒氣體源的管道，防止出現(xiàn)泄漏、火災(zāi)或中毒事故。

（3）應(yīng)當(dāng)切斷容器旋轉(zhuǎn)裝置（如攪拌器，滾筒等），包括加熱裝置和與容器有關(guān)的其他電源，還需要顯示不允許開啟且不應(yīng)啟動(dòng)的標(biāo)志。

（4）檢修之前，從容器中取出介質(zhì)，必須更換裝有易燃、有助燃燒、有毒或窒息氣體的容器，中和、消毒、沖洗，并且取樣進(jìn)行詳細(xì)分析。

（5）如果需要擰緊或卸下承壓組件，則必須首先卸下容器內(nèi)部的壓力，不應(yīng)執(zhí)行承壓操作，以免發(fā)生事故。

（6）維修壓力容器后，需要徹底清潔內(nèi)部結(jié)構(gòu)，應(yīng)高度注意避免容器中的殘留物可能和工作介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或引起腐蝕。例如氧氣容器中的殘留油，氯容器中的殘留水或水蒸氣等，維護(hù)期間甚至殘留的熱量都可能導(dǎo)致事故。

（7）在內(nèi)部檢查期間，應(yīng)指派專人進(jìn)行監(jiān)視并采取可靠的接觸措施。

2.1.2 物質(zhì)燃燒

物質(zhì)燃燒需要可燃物、助燃物質(zhì)和火源等3 個(gè)條件，缺一不可。因此對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的燃燒，消除任何一個(gè)條件，燃燒將終止。根據(jù)防火基本理論，制定相應(yīng)的安全技術(shù)措施，防止集裝箱起火和爆炸。防止中毒和窒息事故的主要辦法是監(jiān)視和檢測(cè)工作環(huán)境中的空氣，當(dāng)空氣中的有毒成分超過標(biāo)準(zhǔn)或氧氣不足時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)和個(gè)人防護(hù)。

2.1.3 仔細(xì)準(zhǔn)備工具和用具

維修單位應(yīng)根據(jù)維修要求準(zhǔn)備焊接設(shè)備，防火防爆場(chǎng)所需要使用防爆電器工具，還需要穿著防靜電服。在有毒和危險(xiǎn)的工作環(huán)境中，應(yīng)佩戴合格的防護(hù)設(shè)備。

2.1.4 修理壓力容器之前先清潔隔離物

清洗工作是修理工作開始之前最重要的任務(wù)之一。

（l）隔離。檢修工作開始前，需要關(guān)閉檢修的容器、電源和閥門等，使整個(gè)系統(tǒng)處于一個(gè)隔離的環(huán)境中。最好去除一段隧道，并用盲板密封連接噴嘴，以防止其他設(shè)備中的介質(zhì)進(jìn)入消防工作容器。盲板一定要保證具有足夠的強(qiáng)度、密封性、氣密性和不間斷性。

（2）更換并清潔容器中的殘留物。更換是指原始的易燃材料在焊接和切割之前已被惰性介質(zhì)完全排出，從而可以將容器中的易燃材料減少到不會(huì)爆炸的狀態(tài)。

替換方法通常使用替換介質(zhì)（常用的有一氧化碳，氧氣等）從容器中清除易燃和有毒物質(zhì)，沒有經(jīng)過更換或抽樣分析，不得在燃料容器上進(jìn)行消防工作?？扇嘉镔|(zhì)在容器內(nèi)表面或外表面的絕熱材料中被水垢吸附，很難完全被替代。這樣在焊接和切割過程中，熱量逐漸散失，很可能引起爆炸和火災(zāi)。因此，更換后應(yīng)仔細(xì)清潔容器。通常，使用氫氧化鈉水溶液進(jìn)行清潔，該方法是先向容器中添加所需量的水，然后在緩慢攪拌的同時(shí)添加堿性片劑，等到蒸汽完全溶解后，再通入蒸汽煮沸。

2.1.5 施工前嚴(yán)格進(jìn)行抽樣分析，施工期間進(jìn)行監(jiān)測(cè)

盡管已進(jìn)行更換和清潔，但操作員進(jìn)入容器時(shí)，仍然需要確保容器中的氧氣存有足夠含量。若容器中的介質(zhì)有毒，那么有毒物質(zhì)的濃度也必須進(jìn)行測(cè)量，以確保其含量符合工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，為避免在焊接和切割過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體傷害人員，在焊接和切割之前以及在焊接和切割的整個(gè)過程中，適當(dāng)對(duì)容器進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，確保容器中的氣體成分。

進(jìn)行焊接和切割前，一定要使用氣體濃度測(cè)量儀來分析容器中的氣體成分以及有毒和有害介質(zhì)，保證可燃?xì)怏w和有害介質(zhì)的濃度在安全范圍內(nèi)。還要檢查是否采取了各種監(jiān)控措施，確保急救措施到位，工具安全、可靠。

防止爆炸的關(guān)鍵是嚴(yán)格控制容器中的易燃物質(zhì)，含量不得超過易燃物質(zhì)爆炸下限的1/4。在工作期間，應(yīng)始終使用儀器監(jiān)控容器內(nèi)部和外部的氣體成分。一旦發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w增加，應(yīng)找出原因并立即消除，當(dāng)達(dá)到危險(xiǎn)濃度時(shí)，立即停止工作，然后再次更換并清潔。

2.1.6 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控到位

當(dāng)在容器中進(jìn)行維護(hù)工作或需要人員進(jìn)入時(shí)，應(yīng)指定兩個(gè)或更多人員在容器外部進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。監(jiān)護(hù)人應(yīng)了解理化特性、爆炸性、毒性和中毒癥狀等。應(yīng)準(zhǔn)備足夠的消防設(shè)備、消防車和救護(hù)車進(jìn)行監(jiān)視。同時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備好在氧氣不足或有毒環(huán)境中使用的急救和防護(hù)設(shè)備。

2.1.7 及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)

維修工作完成后，應(yīng)清潔現(xiàn)場(chǎng)，以及所有材料和工具等。應(yīng)將其從容器中取出，并在離開現(xiàn)場(chǎng)之前檢查現(xiàn)場(chǎng)以確認(rèn)沒有起火。

2.2 安全教育對(duì)策

2.2.1 安全教育的必要性

進(jìn)行安全教育是為了增強(qiáng)人們的安全意識(shí)，更好掌握相應(yīng)的安全知識(shí)，遵守各種安全法規(guī)?；镜陌踩逃ù靼踩?、絕緣鞋和系安全帶等，以及操作和檢查程序要求的其他預(yù)防措施。維修人員應(yīng)了解容器介質(zhì)的理化特性，預(yù)測(cè)可能的危險(xiǎn)和危害，并掌握相應(yīng)的事故預(yù)防措施和事故發(fā)生后的應(yīng)急措施。

2.2.2 安全教育措施

安全教育的形式可分為定期安全教育和檢修前加強(qiáng)安全教育。首先，使維護(hù)人員充分了解壓力容器中介質(zhì)的物理和化學(xué)特性，以及固有危害和可能危害，并掌握相應(yīng)的事故預(yù)防技能和應(yīng)急預(yù)防措施。建立健全安全管理體系，承擔(dān)起需要承擔(dān)的責(zé)任，是預(yù)防事故的有效措施。

（1）嚴(yán)格執(zhí)行人員資格管理。壓力容器需要由經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員進(jìn)行檢修。如果是從事高溫作業(yè)的工作人員，則必須通過相關(guān)專業(yè)技能培訓(xùn)和考試，并且還需要進(jìn)行評(píng)估，需要持有特殊設(shè)備操作員資格證書，具有一定的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行高溫作業(yè)程序。全面維護(hù)是一項(xiàng)涉及多個(gè)部門之間合作的工作，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)來說比較大。需要消防的單位必須在消防前申請(qǐng)消防許可證，還需要經(jīng)過技術(shù)安全部門和消防生產(chǎn)單位批準(zhǔn)。消防批準(zhǔn)人員應(yīng)親自前往消防區(qū)域進(jìn)行仔細(xì)檢查，還要仔細(xì)分析并了解過程流，與容器相連的管道，容器中所儲(chǔ)存的氣體或液體的物理和化學(xué)性質(zhì)，容器主體及周圍環(huán)境，通過火災(zāi)運(yùn)行對(duì)整個(gè)過程中可能會(huì)遇到的危險(xiǎn)和困難進(jìn)行技術(shù)分析，明確火災(zāi)等級(jí)和批準(zhǔn)等級(jí)。

壓力容器的檢修操作是涉及多個(gè)單元協(xié)作的工作，相對(duì)來說十分危險(xiǎn)。檢修期間，需要起火的單位應(yīng)在起火前申請(qǐng)消防許可證。消防許可證必須經(jīng)消防安全技術(shù)部門和生產(chǎn)單位的批準(zhǔn)。消防操作審查的批準(zhǔn)人應(yīng)親自到消防操作區(qū)進(jìn)行檢查，認(rèn)真分析了解工藝流程，對(duì)容器主體和周圍環(huán)境中所儲(chǔ)存的氣體或液體的工藝流程，理化性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)分析，通過對(duì)危害和困難進(jìn)行技術(shù)分析，以確定消防工作水平和批準(zhǔn)水平。

（3）認(rèn)真介紹安全技術(shù)措施。在進(jìn)行維護(hù)作業(yè)之前，維護(hù)單位應(yīng)向維護(hù)人員說明運(yùn)行任務(wù)，并提供安全措施。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)所在的生產(chǎn)單位應(yīng)積極與檢查單位配合，對(duì)檢修單位作業(yè)人員介紹生產(chǎn)系統(tǒng)的安全注意事項(xiàng)。

（4）安全責(zé)任到位。安全責(zé)任的劃分應(yīng)明確，現(xiàn)場(chǎng)安全主管應(yīng)特別指定。應(yīng)指派兩個(gè)或更多人對(duì)集裝箱的整個(gè)檢修過程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。監(jiān)控人員應(yīng)充分了解容器中介質(zhì)的物理和化學(xué)特性，具有基本的救援知識(shí)，并配備必要的救援設(shè)備。維護(hù)工作完成后，請(qǐng)組織人員進(jìn)行檢查，并在離開現(xiàn)場(chǎng)之前確認(rèn)沒有危險(xiǎn)設(shè)備或火災(zāi)。

3 制定計(jì)劃

在進(jìn)行危險(xiǎn)操作之前，必須制定應(yīng)急計(jì)劃并配備必要的應(yīng)急救援設(shè)施。特別是在進(jìn)行重大危險(xiǎn)操作之前，必須深入研究該計(jì)劃，以提高操作員的責(zé)任感和應(yīng)對(duì)緊急情況的能力，確保安全。該計(jì)劃包括現(xiàn)場(chǎng)急救方法、警報(bào)范圍，以及各種事故的救援方法和救援設(shè)備。

4 結(jié)束語

主要分析壓力容器維修的風(fēng)險(xiǎn)和原因，提出相應(yīng)預(yù)防措施，以期有助于壓力容器維修和預(yù)防類似的災(zāi)難?？傊?，一定要采取適當(dāng)預(yù)防措施，避免出現(xiàn)事故。