壓力容器檢修中存在的危險性及其對策

  壓力容器廣義地講包括儲存介質(zhì)的箱、槽、柜、罐和塔及與其相連的輸送管道等，在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中極為常見，如介質(zhì)容器、煤氣管道、生產(chǎn)乙炔的發(fā)生器、重油罐、液化石油氣罐、天然氣管道、汽油罐、化肥行業(yè)的碳化塔等。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，壓力容器的操作條件越來越苛刻，壓力從高真空到幾萬個大氣壓，溫度從超低溫到高溫，尺寸越來越大，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。同時，壓力容器、管道所處理的介質(zhì)往往又是易燃、易爆或有毒的，一旦發(fā)生事故，將給國家財產(chǎn)和人民生命帶來不可估量的損失。每年的壓力容器事故統(tǒng)計結(jié)果顯示，大量的事故發(fā)生于檢修工作中，所以有必要對壓力容器檢修工作中發(fā)生的典型事故案例原因進行科學(xué)地統(tǒng)計分析，并制定相應(yīng)的對策措施，有效地遏制此類事故的頻繁發(fā)生。

  1壓力容器檢修工作中存在的危險性及其Jf力容器在使用中受到內(nèi)部介質(zhì)的壓力、溫度、rf蝕的長時間作用，或者因結(jié)構(gòu)、材料、焊接工藝的缺陷，會出現(xiàn)裂縫和穿孔，出現(xiàn)跑、冒、滴、漏等故障，所以要定期檢修。有時設(shè)備在運行過程中常因突然性故障或事故，必須在高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒的情況下進行搶修，稍有疏忽，就會發(fā)生事故，造成災(zāi)難性后果。加之，經(jīng)常性的檢修工作，容易使管理及檢修人員習(xí)以為常，產(chǎn)生麻痹思想，增加了檢修工作發(fā)生事故的幾率。

  通過對壓力容器在檢修工作中發(fā)生的大量典型事故案例進行分析，發(fā)現(xiàn)壓力容器檢修工作的危險性主要表現(xiàn)為易發(fā)生火災(zāi)爆炸和窒息中毒這2大類事故。

  1.1火災(zāi)爆炸事故火災(zāi)爆炸事故是壓力容器檢修工作中，最為常見的事故。爆炸，是指一種極其迅速的、物理的或化學(xué)的能量釋放過程。工作介質(zhì)為可燃氣體的壓力容器破裂時，除了器內(nèi)氣體膨脹釋放能量以外，往往還會產(chǎn)生器外二次爆炸，放出更大的能量。因為容器破裂時，器內(nèi)的可燃氣體大量流出，并迅速與外面的空氣相混合，形成一團可爆性混合氣體。由于氣體高速流出產(chǎn)生的靜電或容器碎片撞擊產(chǎn)生的火花為這團可爆性混合氣體提供了起爆條件，二次爆炸形成體積巨大的高溫燃氣團，使周圍繼而發(fā)生火災(zāi)。

  下面是火災(zāi)爆炸事故原因分析及其一些典型事故案例。

  1.1.1焊割未經(jīng)置換清洗或置換清洗不徹底。

  2000年5月9日，浙江溫嶺市亨利物資有限公司對一已嚴重腐蝕的油罐進行動火檢修，由于未對油罐進行置換和清洗，油罐內(nèi)的殘油和空氣形成爆炸性混合氣體，在焊接過程中焊接火花引發(fā)油罐爆炸，造成6人死亡，2人受傷。

  2005年9月26日，陜西延川縣永坪鎮(zhèn)1個電焊修理鋪，在修理油罐車時，由于電焊工沒有按照慣例使用蒸汽沖洗油罐，電焊時殘留在罐內(nèi)的油氣發(fā)生爆炸事故，導(dǎo)致1死2傷的慘劇。

  1.1.2檢修的容器或管道內(nèi)或工作場所周圍存在爆炸性混合物。

  2001年3月18日，湖北宜昌某加油站在進行力口油機輸油管線與油罐出油管線法蘭對接時，擅自在油罐區(qū)動火;焊槍一經(jīng)點燃，油罐立即爆炸，氣浪將1名施工人員拋出20m后摔成重傷，經(jīng)醫(yī)院搶救無效死亡。

  1.1.3在焊割過程中產(chǎn)生可燃物質(zhì)。

  1995年山西河津某化肥廠有1個酸罐底部出現(xiàn)孔洞需要補焊，電焊起弧不久，酸罐即發(fā)生爆炸，導(dǎo)致焊工被炸死亡。經(jīng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)酸罐所用材料為非耐酸鋼，它與稀硫酸作用生成氫氣，故在罐內(nèi)充滿了氫氣與空氣的爆炸性混合物，遇電焊高溫立即爆炸。

  1.1.4易燃易爆氣體串人焊割區(qū)。

  1986年5月22日，山東青島市平度化肥廠合成車間銅洗再生器需要換盤管，副工序長在再生器動火作業(yè)未結(jié)束的情況下，帶領(lǐng)1名工人把隔離盲板撤掉，導(dǎo)致煤氣順回水管線倒流進人再生器，與空氣混合達爆炸極限，遇到電焊火花發(fā)生爆炸，當場死亡4人。

  一名焊工進入容器內(nèi)焊接作業(yè)，由于擔心容器內(nèi)缺氧，外面監(jiān)護人員朝容器充入氧氣，結(jié)果電焊溉出的火星引燃的電焊工的手套，隨后整個容器中全是煙火，當電焊被搶救上來時，已不幸身亡。

  1.1.5檢修現(xiàn)場使用工具不當。

  1999年6月12日，廣州某聯(lián)營加油站在清罐作業(yè)時，作業(yè)人員使用非防爆的碘鎢燈在罐口照明，發(fā)生爆炸，當場造成1人死亡，3人輕傷。壓力容器管道多采用金屬材料，檢修工人應(yīng)穿戴防靜電服，使用防爆電器及防起靜電及火花的工裝具，以避免發(fā)生火災(zāi)的危險性。

  1.2中毒窒息事故中毒窒息事故是壓力容器檢修工作中極為常見的事故。主要原因是：1)對容器沒有用空氣進行充分的吹除置換;2)工作環(huán)境通風(fēng)不良造成焊割過程中空氣質(zhì)量變差;3)在工作過程中，沒有進行空氣質(zhì)量實時檢測等。1993年4月8日，陜西省某容器檢驗站在對1輛液化石油氣公路槽車進行修理前準備工作時，由于對儲罐沒有進行空氣置換，也沒有進行取樣化驗證實合格，操作員就戴上濾毒罐進人罐體，lmin就暈倒了，旁邊一監(jiān)護人見狀大聲呼救，隨即下罐救人也暈倒了，隨后一救護人員戴長管式面具進人罐內(nèi)，將2人救出，導(dǎo)致2人窒息中毒死亡，1人急性中毒。

  2.預(yù)防壓力容器事故的對策針對上述壓力容器管道檢修工作中存在的危險性及其起因，我們需從安全技術(shù)、安全教育、安全管理及制定《預(yù)案》4個方面人手制定相應(yīng)的對策措施預(yù)防事故發(fā)生。安全技術(shù)對策措施著重解決物的不安全狀態(tài)的問題;安全教育和安全管理對策措施主要著眼于人的不安全行為的問題;制定《預(yù)案》主要是針對事故一旦發(fā)生，應(yīng)及時采取的措施。安全教育對策措施主要是提高人的安全技能和安全意識，安全管理對策措施是通過監(jiān)督檢查要求人必須怎么做。

  2.1安全技術(shù)對策物質(zhì)燃燒的3個要素是可燃物、助燃物和著火源，當缺少其中任一要素時，燃燒就不會發(fā)生。燃燒反應(yīng)在濃度、壓力、著火源及其組成等方面都存在著極限值，如果可燃物未達到一定濃度，或助燃物數(shù)量不足，或著火源不具備足夠的溫度或熱量，那么，燃燒也不會發(fā)生。對于已進行著的燃燒，若消除其中任何一個要素，燃燒便會終止，這就是滅火的基本理根據(jù)滅火的基本理論，制定相應(yīng)的安全技術(shù)措施，防止壓力容器管道火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。

  預(yù)防中毒窒息事故主要是對作業(yè)環(huán)境的空氣進行監(jiān)控監(jiān)測，當空氣中有毒有害成分超標或氧氣不足時要作好通風(fēng)及個體防護工作。

  2.1.1認真做好工器具準備工作檢修單位應(yīng)根據(jù)檢修需要準備好電氣焊設(shè)備、工器具及各種勞動防護用品，在防火防爆場所，應(yīng)選用防爆電器及銅質(zhì)等不發(fā)火工具，穿戴防靜電服。在有毒有害工作環(huán)境，應(yīng)選擇佩戴合格的防護用品，如防毒面具或長距離供氧系統(tǒng)等。

  2.1.2認真作好壓力容器檢修前的隔離置換清洗工作這是檢修前極其重要的工作，檢修場所存在易燃、易爆物質(zhì)或在檢修工作中需動火作業(yè)，需要作好以下工作：檢修前先要停止需檢修容器的T作，做好停。機斷電，關(guān)閉閥門等工作，將其與整個生產(chǎn)系統(tǒng)前后環(huán)節(jié)隔離好。最好拆除一節(jié)管路，用盲板將連接管口封死，使其完全隔離，避免其它設(shè)備中的介質(zhì)進人動火容器內(nèi)。盲板必須保證足夠的強度，嚴密不漏氣、不破裂。

  做好容器內(nèi)殘留物料的置換和清洗置換就是在焊割前用惰性介質(zhì)將原有的可燃物徹底排出，使容器內(nèi)的可燃物含量降低到不能形成爆炸性混合物條件，以保證焊接操作安全。

  置換方法通常是用置換介質(zhì)(常用介質(zhì)有氮氣、二氧化碳氣、水蒸汽或水等)吹凈等方法將容器內(nèi)部的可燃物質(zhì)和有毒物質(zhì)排除。未經(jīng)置換處理或雖處理但未取樣分析的燃料容器，均不能動火焊割。由于在容器內(nèi)表面的積垢里或外表面的保溫材料中吸附和潛存著可燃物質(zhì)，它們難以被徹底置換，這樣在焊割過程中，受熱陸續(xù)散發(fā)出來，容易導(dǎo)致爆炸著火事故，所以壓力容器管道在置換后，還要仔細地清洗容器的里里外外。清洗一般采用氫氧化鈉(火堿)水溶液，方法是先在容器中加人所需數(shù)量的清水，然后逐加入堿片，同時緩慢攪動，待堿片全部溶解后，才可通人蒸汽煮沸。進蒸汽的管道末端要伸至容器的底部，注意不可先放堿后加水，這是因為堿溶解時要放出大量的熱量會發(fā)生危險。

  不用堿水清洗而是在容器里灌滿清水也可保證安全，但要盡量多灌水，以縮小容器內(nèi)可能形成爆炸性混合物的空間，容器頂部應(yīng)留出與大氣相通的孔口，減少可燃氣體和空氣的混合物的積聚。

  2.1.3嚴格進行施工前的氣體取樣分析和施工過程中的監(jiān)測雖然通過2.1.2條對容器進行了置換和清洗，但是當操作者需要進人容器工作時，尚需保證容器內(nèi)的含量為18%~22%，若罐內(nèi)介質(zhì)是有毒有害的，還須!4量毒物濃度，確保其含量符合《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準》的規(guī)定。同時，為了避免焊割過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體對人員的傷害，確保萬無一失，可以在焊割前和焊割過程中對容器進行機械通風(fēng)，以便使容器內(nèi)的氣體成分符合安全要求。

  在焊割前必須用氣體濃度測量儀對容器內(nèi)的氣體成分、有毒有害介質(zhì)進行分析，確保易燃氣體濃度和有害介質(zhì)濃度在安全范圍內(nèi)，符合國家標準規(guī)定，并檢查各種監(jiān)護措施和急救措施全部到位、工器具安全可靠后，方可動火。

  防燃爆事故的關(guān)鍵是嚴格控制容器內(nèi)部的可燃物含量，使其達到合格，才能保證安全。這個含量不得超過該可燃物爆炸下限的1/4.在焊割過程中，還要一直用儀表監(jiān)視容器內(nèi)外的氣體成分，一旦發(fā)現(xiàn)可燃氣體含量上升，應(yīng)立即尋找原因，加以排除。

  濃度上升到危險濃度時，要立刻停止焊割，再次置換清洗到合格。一般情況下，這些有害氣體是從容器的卷縫中、底腳泥中及保溫材料中逸出的。

  2.1.4現(xiàn)場監(jiān)護要到位在容器管道內(nèi)檢修動火或有工作人員需要進人盛裝過有毒有害介質(zhì)的容器工作時，應(yīng)指派2人以上在容器外進行現(xiàn)場監(jiān)護，監(jiān)護人應(yīng)了解容器內(nèi)介質(zhì)的理化性能、爆炸性、毒性、中毒癥狀等，應(yīng)熟練掌握應(yīng)急救援方法。重大危險檢修現(xiàn)場，應(yīng)備好足夠的消防器材，消防車、救護車也應(yīng)跟班監(jiān)護。同時，要備好急救防護用具，如氧氣呼吸器、防毒面具、安全帶和救生器等，以便在缺氧及有毒的環(huán)境中使用。

  2.1.5及時清理現(xiàn)場檢修作業(yè)完成后應(yīng)清理現(xiàn)場，把所有材料、工具等拿出容器外，防止遺漏在容器內(nèi)，并組織檢查現(xiàn)場，確認無遺留火種后，方可離開現(xiàn)場。

  2.2安全教育對策安全教育的主要目的是強化人的安全意識，具備相應(yīng)的安全知識，自覺地遵守各種安全規(guī)章制度，避免各種“三違”現(xiàn)象，提高自我保護意識。安全教育的形式上可分為平時的安全教育和檢修作業(yè)前的強化安全教育。首先使檢修人員了解壓力容器管道所貯存的危險化學(xué)品的物理化學(xué)性質(zhì)以及所固有的危險及可能造成的危害，熟練掌握預(yù)防事故發(fā)生的相應(yīng)技能及可能發(fā)生事故的急救措施。同時，檢修人員及焊工應(yīng)由有關(guān)職能部門進行相關(guān)專業(yè)技能培訓(xùn)考核。

  2.3安全管理措施

  2.3.1嚴格進行檢修資質(zhì)管理壓力容器應(yīng)該由有經(jīng)驗的人員進行檢修，進行動火作業(yè)的焊工必須是經(jīng)考核合格持有特種作業(yè)人員作業(yè)資格證書并且有實際工作經(jīng)驗的焊工。應(yīng)根據(jù)壓力容器的實際使用腐蝕情況，確定檢修周期，一般為1到5年1次。

  2.3.2嚴格辦理《動火許可證》手續(xù)壓力容器檢修作業(yè)是一項牽涉到多個單位相互協(xié)作危險性較大的工作，需要動火的單位在動火前應(yīng)辦理《動火許可證》，《動火許可證》必須經(jīng)過技安部門和動火所在的審批。動火作業(yè)審查批準人應(yīng)該親自到動火區(qū)域進行察看，認真分析工藝流程、與容器相接的管道、容器儲存的氣體或液體物理化學(xué)性質(zhì)、容器本體情況及周圍環(huán)境，通過技術(shù)分析動火作業(yè)可能存在的危險及所面臨的困難，明確動火等級和審批等級。

  動火作業(yè)存在的危險、停電和隔離措施、清洗置換措施和通風(fēng)措施、動火前的氣體分析、施工過程中的有毒有害物質(zhì)監(jiān)測和人員監(jiān)護、焊割作業(yè)程序、檢修示意圖、消防措施、急救措施等。批準人在確認安全防范措施無誤及落實到位后，方可簽字批準動火作業(yè)。

  2.3.3認真做好安全技術(shù)措施交底檢修作業(yè)前檢修單位要對檢修人員交待作業(yè)任務(wù)，進行安全措施交底。動火部位所在的應(yīng)積極配合檢修單位，對檢修單位作業(yè)人員進行生產(chǎn)系統(tǒng)安全注意事項的交底。

  2.4制定《預(yù)案》由于技術(shù)上的認識不足或因工作失誤，在上述的預(yù)防措施沒有很好地落實，而導(dǎo)致壓力容器一旦發(fā)生事故，若現(xiàn)場處理不當，將會擴大事故的影響。

  1998年3月5日，西安煤氣公司液化石油氣管理所儲存170t的400m3液化氣球罐底部接管法蘭發(fā)生泄漏，僅采用80條棉被緊急堵漏。由于缺乏相應(yīng)的堵漏工具，未能在第一時間內(nèi)控制事故，導(dǎo)致事故進一步擴大，先后發(fā)生4次爆炸，疏散了方圓3km范圍內(nèi)的人員，5km范圍內(nèi)實行交通管制。7名消防戰(zhàn)士和5名液化氣站工作人員犧牲，傷32人，直接經(jīng)濟損失480萬兀。

  所以說，在危險作業(yè)之前，必須制定《應(yīng)急處置預(yù)案》，并配備必需的應(yīng)急救援設(shè)施，特別是在重大危險作業(yè)前要對《預(yù)案》進行強化演練，提高作業(yè)人員的責(zé)任意識和處理突發(fā)事件的應(yīng)變處置能力，以確保安全。預(yù)案的內(nèi)容包括：各類事故的現(xiàn)場急救方法、警戒范圍、救護方法及救護設(shè)備等。

  本文對壓力容器檢修中存在的危險性及其原因進行分析，提出相應(yīng)的對策措施，以期對壓力容器檢修工作有所裨益，對防治類似的災(zāi)害事故有所幫助。

  壓力容器檢修工作容易發(fā)生危險，除本文提到的火災(zāi)爆炸和中毒窒息事故外，還有諸如高處墜落、觸電等事故，總而言之，只要我們防范措施到位就可避免危險發(fā)生。