化工燃料容器管道焊补的安全技术

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：目前，化工燃料容器、管道的补焊，在上述防爆炸理论知识的指导下，主要有两种方法，即置换动火补焊法和带压不置换动火补焊法。经过置换过的燃料容器、管道内的可燃物质含量要低于该物质爆炸下限的1/3，有毒物质含量要符合“工业企业设计卫生标准”的有关规定。为此，化工及燃料容器在置换后，还要对容器、管道的内外表面用氢氧化钠（火碱）水溶液进行彻底的清洗。

在化工燃料容器、管道内存放的物质多是化学性物质，由于自身或外界的原因，这些物质极容易产生火灾和爆炸事故，但是，化学性物质发生火灾、爆炸事故，需要同时具备三个条件才能发生：

1）在化工燃料容器、管道中存在着可燃性物质。

2）存在的可燃物质与空气形成爆炸性混合物，并且达到爆炸范围。

3）在达到爆炸范围内的混合物中有火源存在。

目前，化工燃料容器、管道的补焊，在上述防爆炸理论知识的指导下，主要有两种方法，即置换动火补焊法和带压不置换动火补焊法。

1.置换动火补焊法

在进行补焊动火前，将燃料容器、管道内的物质，严格地用惰性气体置换出来。置换操作时，一般采用蒸汽蒸煮，接着用置换介质（常用的置换介质有氮气、二氧化碳气、水蒸气和水等）将容器或管道中的可燃物或有毒物吹净排出。置换后的燃料容器、管道内是否符合安全要求，不能用置换的次数来衡量，必须以化验分析的结果为依据，没经过化验分析单位（具有国家认可的资质）检测的燃料容器、管道不准进行补焊。经过置换过的燃料容器、管道内的可燃物质含量要低于该物质爆炸下限的1/3，有毒物质含量要符合“工业企业设计卫生标准”的有关规定。

置换动火补焊法是人们在长期的生产实践中总结出来的经验，它将爆炸的条件减到最小，在燃料容器、管道的补焊工作中一直被广泛应用。

置换动火补焊法的不足之处是，采用置换动火补焊法时，燃料容器、管道要暂停使用，并且使用大量的惰性气体或其他介质进行置换，在置换过程中，还要不断地进行取样分析，直至完全合格后才能动火补焊。动火补焊后还要进行再置换，所以，置换动火补焊法耗费的时间较长，置换程序较为复杂。特别值得一提的是，如果管道中的弯头死角多，那么该处就不易置换干净，容易留下安全隐患。

为了确保补焊作业的安全，置换补焊必须采取如下安全措施：

（1）安全隔离在检修前，使燃料容器、管道停止工作，并且与整个生产系统的前后环节彻底隔离。但是，这种隔离不能只采取关闭阀门的隔离，而是在应补焊的前、后处，必须各拆除一段管道，然后用盲板封死管口。盲板的密封要严、不渗漏，而且盲板还要有足够的强度，在整个补焊过程中不被破坏。

（2）严格地控制补焊系统内可燃物质或有毒物质的含量置换补焊防火、防爆与防毒的关键是控制被焊补的燃料容器、管道内的可燃物质或有毒物质的含量，使容器、管道内的可燃物质含量要低于该物质爆炸下限的1/3，有毒物质含量要符合“工业企业设计卫生标准”的有关规定。

在进行置换时，应该注意置换介质与被置换物之间的[质量]密度关系，当置换介质的[质量]密度大于被置换物质的[质量]密度时，应将置换介质从容器或管道底部充入，使被置换物质从容器或管道的最高点处向外排出。考虑到被置换物质随着温度的升高而容易挥发的特点，可以采用蒸气加温的方法，将残存在容器内的被置换物质升温挥发排出。未经置换处理或虽然经过置换处理，但没有经过专职人员检测，绝对禁止在上述容器或管道内进行补焊作业。

（3）化学清洗容器或管道容器、管道的积垢或外表面的保温层材料中，都有可能吸附或残存可燃气体，它们很难用置换的方法被彻底置换干净。因此，在补焊过程中，残存的可燃气体，会受热挥发，遇火引起燃烧或爆炸。为此，化工及燃料容器在置换后，还要对容器、管道的内外表面用氢氧化钠（火碱）水溶液进行彻底的清洗。

（4）随时进行检测被补焊的容器或管道，虽然焊前经过安全检测，但是，在补焊过程中，在容器或管道内，还会有残留的可燃气体或毒物受热而挥发逸出，为了避免出现燃烧、爆炸和中毒事故。因此，在焊接进行过程中，还要随时进行检测，做到及时发现问题及时排除，确保补焊工作安全进行。

2.带压不置换动火补焊法

带压不置换动火补焊法，目前主要用在可燃气体容器、管道的补焊。其具体做法是，动火补焊前，通过对燃料容器、管道内的含氧量的严格控制，使可燃性气体含量大大超过爆炸上限，从而不能形成爆炸性的混合物，同时使被焊容器或管道内保持一定的正压运行，使可燃气体以稳定的流速从容器或管道的裂纹处向外逸出扩散，并且与周围的空气形成一个燃烧系统。此时点燃可燃气体，控制可燃气体在燃烧的过程中不至于发生爆炸。带压不置换动火补焊法的关键是在补焊的过程中，一定要保证系统的正压运行，而且压力要稳定。

为了确保带压不置换动火补焊作业的安全进行，补焊作业时还要采取如下安全措施：

（1）严格控制容器、管道内的含氧量首先应确定氧气的体积分数（含氧量）的安全值为1%，1%值的确定过程如下：

例如，氢气与空气混合的爆炸极限为4%～75%（体积分数，下同），氢气爆炸的上线是75%时，空气为25%，因为氧的体积分数占空气的21%，所以氧气为：

25%×21%=5.25%

此时确定氧的安全系数为1/5时，则氧的体积分数（含氧量）的安全值为1%。

（2）正压操作在带压不置换动火补焊过程中，一旦系统出现负压运行，空气就会通过燃料容器、管道的裂纹、缝隙进入系统内而发生爆炸，因此，系统的正压力的大小要适当，压力过大，焊条熔滴容易被大气流吹走，给焊接操作带来困难。同时，裂纹处喷火过长，也不利于焊工焊接操作；如果压力过小，容易造成压力波动，会使介质的流速小于燃烧速度而产生回火，火焰缩近系统内部燃烧，从而造成系统燃烧、爆炸。所以，系统外的喷火以不猛烈为原则，一般控制在2×10⁴～6×10⁴Pa之间。

（3）严格控制动火点周围可燃气体的含量进行带压不置换动火补焊时，动火作业点周围空间滞留的可燃物含量必须低于该可燃物爆炸下限的1/3～1/4，动火点周围的可燃气体的体积分数（气体含量）含量应小于0.5%。

（4）焊接操作注意事项

1）焊工操作时，不可正对着动火点，应避开裂缝处喷燃的火焰，以防烧伤。

2）应该事先调好焊接电流，防止容器或管道补焊时，因焊接电流过大，在介质压力的作用下，会形成更大的熔孔而造成事故。

3）当容器或管道内的压力急剧下降到无法保证正压运行、或含氧量超过安全数值时，要立即熄灭裂纹处火焰停止补焊作业，待查明原因，采取相应措施后再进行补焊。

4）当动火补焊作业点出现猛烈喷火时，要立即采取灭火措施，但在火焰熄灭前，不得切断燃气气源，要继续保护系统内有足够稳定的压力，防止容器或管道内，因吸入空气形成爆炸混合物而发生爆炸事故。

带压不置换动火补焊法，是近年来化工系统检修燃料容器、管道的一项较大的技术革新，目前应用还不很广泛。实践表明，带压不置换动火补焊法在理论上和技术上都是可行的，只要严格遵守安全操作规程，同样也是安全和可靠的。

化工燃料容器管道焊补的安全技术

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