大型油庫工藝管線動(dòng)火連頭施工方法

■ 文/靳 華

根據(jù)Q/SY 64.2-2012 《油氣管道動(dòng)火管理規(guī)范 第2 部分：原油成品油管道部分》的規(guī)定及相關(guān)文件要求，本次動(dòng)火評(píng)定級(jí)別為一級(jí)。動(dòng)火地點(diǎn)在日照油庫10 萬方罐組區(qū)，管線規(guī)格為φ711×10.3mm，動(dòng)火連頭方式為關(guān)閉老管線停輸，切換流程，關(guān)閉相應(yīng)閥門，在低點(diǎn)進(jìn)行收油清管后用機(jī)械坡口刀冷割環(huán)切，進(jìn)行黃油墻封堵，檢測合格后修坡口，動(dòng)火連頭。動(dòng)火主要內(nèi)容包括管線倒流程卸壓、管線收油、機(jī)械斷管、清理管壁、黃油墻封堵、安全檢測、修口、組對焊接、焊口檢測、后期處理、恢復(fù)流程。

1 主要施工方法及注意事項(xiàng)

1.1 施工方法

此次日照油庫內(nèi)動(dòng)火連頭施工主要包含24 臺(tái)10 萬方儲(chǔ)罐的工藝管線改造，每臺(tái)儲(chǔ)罐2 道連頭口，共計(jì)48 處一級(jí)動(dòng)火。連頭管線管徑為φ711×8mm，采用管件連頭，且每個(gè)連頭口與10 萬方儲(chǔ)罐間通過控制閥相連，施工風(fēng)險(xiǎn)很高，動(dòng)火難度相當(dāng)大。如此量大且難度高的動(dòng)火連頭沒有一個(gè)安全可行的施工方案是不行的，否則一旦發(fā)生事故，造成的損失將無法估量。本文通過總結(jié)分析以往原油罐區(qū)動(dòng)火連頭施工的優(yōu)缺點(diǎn)，研究制定了針對本次油庫改造的施工方案，具體施工方法如下：

（1）通過帶壓開孔的方法在擬改造管線上方開一個(gè)進(jìn)氣孔，下方開一個(gè)放油孔，并且每處安裝一個(gè)控制閥門，管線開孔布置形式見圖1。本次現(xiàn)場開孔直徑為φ50，開孔完成后，將下方抽油口和收油車通過抽油管、抽油泵連接，通過連接好的抽油流程將擬改造管段內(nèi)的原油盡可能抽干凈；整個(gè)抽油過程進(jìn)氣孔控制閥門保證始終在開啟狀態(tài)。

圖1 擬改造管線開孔布置形式示意圖

（2）根據(jù)現(xiàn)場的連頭位置，使用分瓣式管道坡口刀對該處原油管線進(jìn)行無火焰切割（見圖2和圖3）。分瓣式管道坡口刀加工的管線切口帶60°坡口，只需稍加打磨就可以進(jìn)行管道組對作業(yè)，可有效節(jié)省管道坡口加工時(shí)間，為后續(xù)動(dòng)火作業(yè)提供了時(shí)間保證。

圖2 分瓣式管道坡口刀

圖3 管線切口形式

圖4 防爆銅刮板、防爆銅鏟

（4）清理作業(yè)時(shí)進(jìn)行監(jiān)護(hù)及實(shí)時(shí)氣體檢測。本工程管道直徑為φ711，清理長度較長，作業(yè)人員需鉆進(jìn)管內(nèi)進(jìn)行清理，因此作業(yè)人員必須配備防毒面罩，現(xiàn)場有專職監(jiān)護(hù)人員，并每間隔30min 進(jìn)行氣體檢測。

（5）管壁清理出金屬光澤后，進(jìn)行黃油墻砌筑。因原油具有易燃易爆的特點(diǎn)，用火作業(yè)環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)較大。通常采用砌筑黃油墻的方法實(shí)現(xiàn)油氣隔離，確保作業(yè)安全。黃油墻由黃油磚砌筑而成，黃油磚的制作方法為：將滑石粉與鋰基潤滑脂按照質(zhì)量比為3 : 1 的比例進(jìn)行混合（比例根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境溫度適當(dāng)調(diào)整）；黃油泥一定要混合均勻，攪拌完成的黃油泥，外觀應(yīng)均勻，目視不得有明顯可見的塊狀黃油或團(tuán)狀滑石粉；黃油泥應(yīng)嚴(yán)格按照重量配合比進(jìn)行計(jì)量，采用機(jī)械攪拌時(shí)，自投料完算起，攪拌時(shí)間一般不得低于30min，可根據(jù)設(shè)備和一次投料多少進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；黃油泥攪拌完成后使用模具制作成磚，模具尺寸為250mm×110mm×80mm；黃油磚需提前預(yù)制，保證作業(yè)現(xiàn)場可直接使用。

黃油墻應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度和厚度。黃油墻砌筑時(shí)，黃油磚應(yīng)逐層碼放，層間應(yīng)錯(cuò)開接縫，每層碼放完畢后應(yīng)使用防爆銅錘夯實(shí)，確保油泥密實(shí)、無縫隙。為保障本次動(dòng)火作業(yè)安全，根據(jù)本次動(dòng)火管道的規(guī)格，現(xiàn)場砌筑的黃油墻尺寸需滿足底部的有效長度應(yīng)不小于1.5 倍管線直徑，頂部有效長度不小于1 倍管線直徑，黃油墻與管線切口的距離不小于500mm 的要求，如圖5所示。

圖5 黃油墻砌筑尺寸示意圖

（6）黃油墻砌筑完成后，進(jìn)行第一次油氣濃度檢測，合格后方可進(jìn)行管口修磨；管線開始組對前，肉眼觀察黃油墻無縫隙，并進(jìn)行第二次油氣濃度檢測。采用便攜式可燃?xì)怏w檢測儀檢測，現(xiàn)場油氣濃度檢測值低于爆炸下限的10%為合格，且確認(rèn)黃油墻無滲漏，方可用火。動(dòng)火作業(yè)應(yīng)在黃油墻有效密封的時(shí)間內(nèi)完成，作業(yè)時(shí)間宜控制在5h 內(nèi)。

（7）根據(jù)制定的連頭焊接工藝進(jìn)行焊接，本工程采用焊接工藝如圖6所示。管線連頭完成后進(jìn)行焊口無損檢測、管線防腐保溫。

圖6 動(dòng)火連頭焊接工藝

1.2 注意事項(xiàng)

根據(jù)確定好的施工方法進(jìn)行動(dòng)火連頭施工，同時(shí)施工過程中還應(yīng)做好以下7 個(gè)注意事項(xiàng)：

（1）作業(yè)前對作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行勘查，確?，F(xiàn)場條件（氣候條件、進(jìn)場道路、作業(yè)空間、周圍環(huán)境）滿足施工要求。陰雨天氣不利于管線斷開后的油氣揮發(fā)，且極易造成泄露原油污染地面，增加施工難度，因此陰雨天氣盡量避免安排收油工作，可安排其他預(yù)制工作。日照油庫罐組區(qū)各儲(chǔ)罐間均設(shè)有高度為1m 的防油堤，進(jìn)場前必須修筑滿足大型車輛通過的施工便道 。合理選擇作業(yè)點(diǎn)，以確保作業(yè)空間必須滿足操作要求。動(dòng)火作業(yè)對周圍環(huán)境要求交高，確保將現(xiàn)場與施工無關(guān)的物品清理出現(xiàn)場。

（2）擬更換管線開抽油孔前應(yīng)進(jìn)行管線停輸、切換流程，關(guān)閉相應(yīng)閥門等工序，為避免閥門內(nèi)漏可能造成的黃油墻坍塌、火災(zāi)和爆炸事故，必須采取以下預(yù)防措施：動(dòng)火前必須由業(yè)主協(xié)調(diào)閥門生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，對相關(guān)的閥門進(jìn)行注脂保養(yǎng)和內(nèi)漏檢測，登記相關(guān)閥門編號(hào)，動(dòng)火作業(yè)時(shí)必須要求閥門廠家技術(shù)人員必須在場，以便及時(shí)處理閥門內(nèi)漏等突發(fā)狀況。抽油孔位置盡量選擇在管線低點(diǎn)，先開下抽油孔，后開上進(jìn)氣孔。

（3）抽油孔通過抽油管、抽油泵與收油車相連，為保證在動(dòng)火票有效時(shí)間內(nèi)完成連頭作業(yè)，應(yīng)盡量縮短抽油時(shí)間，除選擇功率較大的抽油泵外，抽油時(shí)盡量選擇在一天中溫度較高的時(shí)間段，必要時(shí)從進(jìn)氣孔通入蒸汽加熱管線，防止管線內(nèi)原油過于粘稠抽取困難。抽油時(shí)要做好防原油滲漏污染地面等措施，同時(shí)應(yīng)進(jìn)行氣體檢測，防止造成人員硫化氫等有害氣體中毒。

另一個(gè)影響種苗生長的關(guān)鍵因素就是雜草的情況，為了給種苗提供更好的生長環(huán)境，管理人員應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行除草活動(dòng)。具體操作可以結(jié)合松土一起進(jìn)行，需要注意的是，如果要使用化學(xué)藥劑進(jìn)行除草，必須保證種苗的高度已經(jīng)超過30cm，并且雜草距離種苗根系距離足夠遠(yuǎn)。如果不滿足上述條件，則需要進(jìn)行人工除草，減少雜草與種苗爭奪養(yǎng)分的情況。

（4）抽油完成后進(jìn)行管線無火焰切割作業(yè)，切割點(diǎn)應(yīng)避開原管線焊縫等應(yīng)力集中位置。分瓣式管道坡口刀安裝過程中應(yīng)盡量保證其與管線的同軸度，以縮短斷管時(shí)間。切割過程中嚴(yán)格控制切割速度并密切觀察斷管情況，防止因切削進(jìn)給量過大或管線存在彈性變形而造成卡刀、斷刀。

（5）管線完全斷開后，必須將管內(nèi)的油泥和管內(nèi)壁上的的殘油清理干凈后才可以進(jìn)行黃油墻封堵。清理油泥及管內(nèi)壁殘油時(shí)必須使用防爆工具，現(xiàn)場設(shè)計(jì)制作了木質(zhì)刮油板和銅鏟。用刮油板刮除油泥后向管內(nèi)撒滑石粉，然后用銅鏟將管內(nèi)壁清理干凈，清理長度距管口的距離必須滿足動(dòng)火安全要求，內(nèi)壁清理出金屬光澤。

（6）安全監(jiān)督人員確認(rèn)管內(nèi)壁清理合格后進(jìn)行黃油墻封堵作業(yè)。封堵前應(yīng)預(yù)制好黃油磚，黃油磚制作成長方體狀，由滑石粉和黃油按照3 : 1 的比例攪拌配置而成。黃油磚在管線內(nèi)擺放整齊，每擺放一層必須用銅錘夯實(shí)，黃油墻厚度為管徑的1～1.5 倍，最后在封堵面上再摸一層滑石粉，以減少后續(xù)焊接時(shí)黃油受熱冒煙。封堵后不得在封堵部位敲打震動(dòng)，以防止黃油墻與管壁產(chǎn)生縫隙。

（7）封堵完成后清除動(dòng)火點(diǎn)周圍的油污，然后由安全監(jiān)督人員用可燃?xì)怏w檢測儀進(jìn)行管壁結(jié)合處、黃油磚砌體結(jié)合處可燃?xì)怏w檢測，經(jīng)檢測合格后進(jìn)行修口、組對焊接作業(yè)。在高溫環(huán)境中用火作業(yè)時(shí)，可使用冷水浸泡過的毛氈包裹在黃油墻砌筑位置進(jìn)行降溫處理，焊接過程中，還應(yīng)不斷給毛氈澆水，防止黃油墻融化坍塌，造成油氣泄漏。連頭點(diǎn)焊接工作為動(dòng)火作業(yè)的重要工序，焊接作業(yè)的焊工除具有焊接資質(zhì)外還必須連頭施工經(jīng)驗(yàn)優(yōu)秀，以保證焊口合格率，避免二次返口。

2 HSE 防護(hù)措施

本次施工為原油罐區(qū)動(dòng)火連頭，全部為一級(jí)動(dòng)火，施工難度大且危險(xiǎn)性高，同時(shí)截?cái)嚅y的嚴(yán)密性、管段內(nèi)原油回收、黃油墻封堵是否牢固可靠是動(dòng)火施工安全保障的關(guān)鍵，為保證動(dòng)火連頭施工的安全有序進(jìn)行，必須做好相應(yīng)的HSE 防護(hù)措施。通過本次施工，需做好以下防護(hù)措施：

（1）在油庫內(nèi)進(jìn)行動(dòng)火連頭作業(yè)，做好防靜電措施尤為重要。防護(hù)措施如下：現(xiàn)場作業(yè)人員，應(yīng)穿棉布或抗靜電衣服，嚴(yán)禁穿化纖衣服，人員配備防靜電（導(dǎo)電）鞋，以防止人體帶電；采用噴霧、灑水等方法，使環(huán)境相對濕度提高到60%～70%，以抑制靜電的產(chǎn)生。

（2）閥門內(nèi)漏會(huì)造成動(dòng)火管段壓力升高將封堵墻沖塌，造成火災(zāi)、爆炸事故。采取防護(hù)措施為與動(dòng)火管線相連的所有閥門在動(dòng)火前必須進(jìn)行注脂保養(yǎng)和內(nèi)漏檢測，登記相關(guān)閥門編號(hào)；閥門如果存在微漏，通過閥門排污口將漏油排出。

（3）黃油墻坍塌預(yù)防措施為滑石粉應(yīng)符合GB/T 15342–2012 的三級(jí)品通用滑石粉標(biāo)準(zhǔn)；黃油應(yīng)符合GB/T 7324–2010的3 號(hào)鋰基潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)；所采購的原材料進(jìn)場后應(yīng)對外觀質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，應(yīng)提供相應(yīng)的質(zhì)量證明材料（如：合格證、質(zhì)量證明書、檢驗(yàn)報(bào)告等）；滑石粉與黃油均應(yīng)在保質(zhì)期內(nèi)使用；滑石粉和黃油必須按照一定比例配置黃油磚，每鋪一層黃油磚都要用銅錘夯實(shí)；封堵后不得在管線上敲打震動(dòng)，以防止封堵材料與管壁產(chǎn)生縫隙；氣焊修口和焊接施工期間封堵部位用濕毛氈包裹并間隔澆水冷卻，防止黃油墻受熱強(qiáng)度降低。

（4）防止儲(chǔ)罐爆炸措施為隨時(shí)進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測，一旦檢測到爆炸氣體混合物或爆炸氣體濃度超過爆炸下限的25%，必須停止作業(yè)，查找并排出危險(xiǎn)后方可繼續(xù)作業(yè)；動(dòng)火點(diǎn)嚴(yán)禁交叉作業(yè)，同時(shí)，施焊焊機(jī)數(shù)量不能超過3 臺(tái)；施焊管線必須可靠接地，接地電阻經(jīng)檢測需小于4Ω；施工設(shè)備必須可靠接地且佩帶防火罩；動(dòng)火前儲(chǔ)罐液位必須達(dá)到安全液位。

（5）火災(zāi)預(yù)防措施為動(dòng)火點(diǎn)周圍清除易燃及可燃物；通知業(yè)主，保證動(dòng)火期間油罐區(qū)內(nèi)固定消防設(shè)施完好備用；現(xiàn)場滅火器具和消防車配備齊全、擺放到位；動(dòng)火點(diǎn)附近的排污井、電纜溝等進(jìn)行可靠封堵。

3 結(jié)語

油庫內(nèi)動(dòng)火存在施工安全風(fēng)險(xiǎn)高、空間小、作業(yè)環(huán)境差、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等特點(diǎn)，此次日照油庫罐組區(qū)原油管線制定的施工方案安全合理、施工準(zhǔn)備充分、施工組織嚴(yán)密、施工任務(wù)完成圓滿，受到業(yè)主單位的一致好評(píng)，值得推廣借鑒。

本次大型油庫動(dòng)火連頭任務(wù)的圓滿完成，公司除了獲得業(yè)主的高度評(píng)價(jià)、樹立良好的外部形象外，也為項(xiàng)目參與人員提供了很好的學(xué)習(xí)提升機(jī)會(huì)、積累了類似施工任務(wù)工作經(jīng)驗(yàn)。為保證今后類似施工的安全進(jìn)行、提高企業(yè)施工競爭力，還需做好以下幾方面工作：

（1）進(jìn)一步規(guī)范動(dòng)火作業(yè)操作規(guī)程，做到操作規(guī)程更實(shí)用、更具指導(dǎo)性。

（2）施工前組織作業(yè)人員培訓(xùn)，做到每個(gè)員工都明白相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，熟練掌握安全操作規(guī)程。

（3）加強(qiáng)對施工設(shè)備的調(diào)研，以提高設(shè)備性能，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）進(jìn)一步加強(qiáng)對原油管內(nèi)壁原油、油蠟等殘留物清理工具及措施方法的研究，是管線清理工作更加安全、高效。