浮動(dòng)出油臂破裂原因分析

高學(xué)建(中航油京津冀物流有限公司，天津 300300)

0 引言

浮動(dòng)出油臂應(yīng)用于儲(chǔ)罐內(nèi)部，與罐壁出口管連接，用來防止罐底污水及化學(xué)或機(jī)械雜質(zhì)與物料混合出罐，進(jìn)而保證儲(chǔ)罐向外出油的純凈度，如圖1所示，為儲(chǔ)罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。浮動(dòng)出油臂通過浮筒產(chǎn)生浮力力矩，帶動(dòng)浮管在回轉(zhuǎn)器上做軸線運(yùn)動(dòng)，介質(zhì)由吸口吸入，流至浮管、回轉(zhuǎn)器、出口彎頭，然后流出罐外，從而實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)出油這一工藝流程。

圖1 儲(chǔ)罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

公司共有12座常壓立式內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，內(nèi)浮頂下設(shè)置有浮動(dòng)出油臂，于2018年10月正式投用[1]。

1 浮動(dòng)出油臂破裂現(xiàn)象

截止2021年12座儲(chǔ)罐僅T-204罐發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)出油臂浮管變形開裂，如圖2所示。浮動(dòng)出油臂浮管變形開裂，其他儲(chǔ)罐運(yùn)行工況相同或相近，并未出現(xiàn)類似問題。

圖2 浮動(dòng)出油臂浮管變形開裂

浮動(dòng)出油臂的浮管(即與出口管連接處的第一段浮管)，被發(fā)現(xiàn)在兩端法蘭處單側(cè)上下裂開，裂縫尺寸約為浮管直徑的一半，并且浮管直徑方向左右向中心呈壓癟狀，浮動(dòng)出油臂整體向一側(cè)偏移約20～30 cm，與浮盤支柱緊挨。

2 原因分析

(1)在浮動(dòng)出油臂安裝投用這段時(shí)間，設(shè)備一直暴露在濕度大、含鹽量高的大氣中，對(duì)鋁浮管及法蘭焊縫處造成了腐蝕。

(2)由于浮盤浮起前，進(jìn)油時(shí)會(huì)導(dǎo)致液面波動(dòng)，使得浮動(dòng)出油臂產(chǎn)生水平方向左右擺動(dòng)，然后使浮管產(chǎn)生了變形或者開裂。

(3)初次進(jìn)油時(shí)空氣未從浮管中完全排出，導(dǎo)致內(nèi)外壓力不平衡?；剞D(zhuǎn)接頭卡澀——浮盤上升過程中，浮管在液體浮力作用下，一端上升，另一端卡澀不動(dòng)，導(dǎo)致浮管變形及開裂。

(4)安裝尺寸存在較大偏差。進(jìn)、出油時(shí)速度過快，導(dǎo)致浮管內(nèi)外壓力不平衡，而且3.1-3.3項(xiàng)中的問題可能會(huì)加劇這個(gè)問題，導(dǎo)致浮管開裂后內(nèi)陷，使浮管中部?jī)?nèi)陷后管道內(nèi)徑變小，更加劇浮管變形和開裂。

通過現(xiàn)場(chǎng)檢查及資料核實(shí)，發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)出油臂的吸油口處、浮管內(nèi)均未發(fā)現(xiàn)堵塞，回轉(zhuǎn)接頭在初步檢查時(shí)能正常轉(zhuǎn)動(dòng)；浮動(dòng)出油臂浮筒位置與圖紙對(duì)照，位置一致。在T-204儲(chǔ)罐檢查、清洗過程中并未發(fā)現(xiàn)較大雜物能夠阻塞浮動(dòng)出油臂管口，且該儲(chǔ)罐發(fā)油過程中最大流量為1 000 m3/h，機(jī)泵并無任何汽蝕或抽空現(xiàn)象發(fā)生。該儲(chǔ)罐浮動(dòng)出油臂排氣時(shí)間充足，浮動(dòng)出油臂內(nèi)部不應(yīng)該存在氣體。儲(chǔ)罐初次進(jìn)油時(shí)，按操作要求，靜置了28 h排氣，進(jìn)油速度為270 m3/h，出油最大速度為480 m3/h。因此基本排除了3.3-3.5和3.6中的出油速度過快的原因。

截至2020年10月31日，公司12座儲(chǔ)罐只有T-101、T-203未進(jìn)行儲(chǔ)罐清洗、浮動(dòng)出油臂等設(shè)備檢查，其余儲(chǔ)罐內(nèi)部附件檢查過程中均未發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)出油臂變形、開裂現(xiàn)象。

T-204儲(chǔ)罐自2018年投用至檢查發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)出油臂破裂前，收發(fā)油情況及數(shù)據(jù)如表1收發(fā)油情況數(shù)據(jù)表(節(jié)選)所示。

表1 收發(fā)油情況數(shù)據(jù)表(節(jié)選)

根據(jù)表1可知，在此期間曾接收兩次外貿(mào)油入罐(公司接收油品渠道：(1)管道收油，流速最大不超過400 m3/h；(2)通過碼頭接收內(nèi)、外貿(mào)船來油，其中內(nèi)貿(mào)油品入庫最大流量為1 200 m3/h；外貿(mào)油品入庫最大流量為2 500 m3/h)。2019年10月20日接收瓦倫特外貿(mào)船油品，T-204作業(yè)前液位2.03 m，作業(yè)后液位16.72 m，總作業(yè)量12 486 t；2020年4月26日接收長(zhǎng)航風(fēng)采外貿(mào)船油品，T-204作業(yè)前液位2.03 m，作業(yè)后液位8.34 m，總作業(yè)量5 360 t。這兩次接收外貿(mào)油品儲(chǔ)罐分別為T-104、T-204、T-205，接收瓦倫特外貿(mào)船油品儲(chǔ)罐順序?yàn)門-204、T-205、T-104；接收長(zhǎng)航風(fēng)采外貿(mào)船油品儲(chǔ)罐順序?yàn)門-104、T-205、T-204。T-104儲(chǔ)罐清洗日期為2019年9月6日；T-205儲(chǔ)罐清洗日期為2019年10月15日。因此可以得出T-104、T-205儲(chǔ)罐接收外貿(mào)油品均為儲(chǔ)罐首次清洗后。鑒于此情況，待T-104、T-205下次檢查、清洗過程中應(yīng)以重點(diǎn)進(jìn)行檢查其浮動(dòng)出油臂情況。

3 處理措施

檢查回轉(zhuǎn)接頭、調(diào)整各支撐部件位置、更換破裂浮管。在回轉(zhuǎn)接頭拆卸檢查過程中，拆卸前手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)接頭，轉(zhuǎn)動(dòng)基本正常，內(nèi)有滾珠滾動(dòng)聲音；拆卸后將全部滾珠拆出，并且清點(diǎn)數(shù)量，每道滾道處數(shù)量一致，滾軸有少部分輕微銹跡，滾道處無明顯銹跡，將回轉(zhuǎn)接頭滾珠及滾道清洗回轉(zhuǎn)后，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)正常，并且對(duì)回轉(zhuǎn)接頭進(jìn)行了整體拆卸、清洗，確保回轉(zhuǎn)接頭旋轉(zhuǎn)無卡澀，回轉(zhuǎn)接頭拆解如圖3所示[2]。

圖3 回轉(zhuǎn)接頭拆解

更換新的浮管，為了防止再次出現(xiàn)問題，要求在浮管強(qiáng)度上進(jìn)行加固，將環(huán)形加強(qiáng)板更改為L(zhǎng)型加強(qiáng)板，對(duì)浮管整體進(jìn)行加強(qiáng)，以防止浮管出現(xiàn)問題，新浮管如圖4所示。

圖4 新浮管

加強(qiáng)工藝操作控制，特別是儲(chǔ)罐首次進(jìn)油或清罐后進(jìn)油，嚴(yán)格浮動(dòng)出油臂的排氣時(shí)間，保證浮動(dòng)出油臂內(nèi)充滿油品；對(duì)儲(chǔ)罐的收發(fā)油操作嚴(yán)格執(zhí)行工藝操作卡片參數(shù)，嚴(yán)禁超壓、超流速作業(yè)，對(duì)工藝操作卡片參數(shù)執(zhí)行嚴(yán)格審核制度，發(fā)現(xiàn)工藝操作卡片參數(shù)編制誤差或不符合現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備操作條件的及時(shí)進(jìn)行修訂。加強(qiáng)設(shè)備安裝、改造、維修的過程管理，在設(shè)備安裝、改造或維修過程前，必須編制專項(xiàng)施工方案并經(jīng)使用單位相關(guān)人員進(jìn)行審核，通過后方可實(shí)施；過程中嚴(yán)格各道工序質(zhì)量管理，對(duì)上道工序未進(jìn)行檢查確認(rèn)或驗(yàn)收的嚴(yán)禁實(shí)施下道工序，材料質(zhì)量及安裝尺寸偏差等是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求；過程后落實(shí)檢查、驗(yàn)收工作。

4 結(jié)語

產(chǎn)生浮管變形及開裂問題應(yīng)該不是由于某一個(gè)單獨(dú)的原因造成，可能是多個(gè)因素綜合一起造成的結(jié)果。設(shè)備的故障或損壞往往不是一蹴而就的。從設(shè)備的設(shè)計(jì)、選型、制造、運(yùn)輸、安裝、使用、維護(hù)、維修直至報(bào)廢，任何一個(gè)環(huán)節(jié)或幾個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會(huì)縮短設(shè)備的壽命，因此加強(qiáng)設(shè)備管理必須要從設(shè)備的全壽命周期進(jìn)行全面、綜合管理。設(shè)備的檢維修管理只是設(shè)備管理的某一分支，檢維修質(zhì)量固然重要，預(yù)知維修也可以體現(xiàn)設(shè)備管理的水平，但僅僅依靠設(shè)備檢維修質(zhì)量來提高設(shè)備管理水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，設(shè)備管理必須依托設(shè)備管理體系、建立設(shè)備管理組織架構(gòu)，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)重視設(shè)備管理工作，系統(tǒng)的對(duì)設(shè)備進(jìn)行全壽命周期管理，才能真正改善及提高設(shè)備管理水平。