?化工及燃料容器(如塔、罐、柜、槽、箱、桶等)和管道在使用中因受內部介質壓力、溫度、腐蝕的作用,或因結構、材料、焊接工藝等缺陷,時常出現裂紋和穿孔,所以要定期檢修。有時在生產過程中就需進行搶修。由于化工生產具有高度連續性的特點,所以這類設備和管道的焊補工作往往是時間緊、任務急,而且要在易燃、易爆、易中毒、高溫或高壓的復雜情況下進行,稍有疏忽就會發生爆炸、火災和中毒事故,甚至引起整座廠房、燃料供應系統爆炸著火,造成嚴重后果。因此,在進行化工及燃料容器和管道的焊割作業時,必須采取切實可靠的防爆、防火和防毒等技術措施。

一、置換動火與帶壓不置換動火

化工及燃料容器和管道的焊補,目前主要有置換動火和帶壓不置換動火兩種方法。凡利用電弧或火焰進行焊接或切割作業的,均為動火,或稱動火作業。

(一)置換動火

置換動火就是在焊補前用水和不燃氣體置換容器或管道中的可燃氣體,或用空氣置換容器或管道中的有毒有害氣體,使容器或管道內的可燃氣體或有毒有害氣體的含量符合規定的要求,從而保證焊補作業安全。

置換動火是一種比較安全妥善的辦法,在容器、管道的生產檢修工作中被廣泛采用。但是采用置換法時,容器、管道需要暫停使用,而且要用其他介質進行置換。在置換過程中要不斷取樣分析,直至合格后才能動火,動火后還需再置換,顯得費時麻煩。另外,如果管道中彎頭死角多,則往往不易置換干凈而留下隱患。

(二)帶壓不置換動火

帶壓不置換動火,就是嚴格控制含氧量,使可燃氣體的濃度大大超過爆炸上限,然后讓它以穩定的速度,從管道口向外噴出,并點燃燃燒,使其與周圍空氣形成一個燃燒系統,并保持穩定地連續燃燒。然后,即可進行焊補作業。

帶壓不置換法不需要置換原有的氣體,有時可以在設備運轉的情況下進行,手續少,作業時間短,有利于生產。這種方法主要適用于可燃氣體的容器與管道的外部焊補。由于這種方法只能在連續保持一定正壓的情況下才能進行,控制難度較大,而且沒有一定的壓力就不能使用,有較大的局限性,因此,目前應用不廣泛。

二、發生爆炸火災的原因

(1)焊接動火前對容器或管道內外氣體的取樣分析不準確,或取樣部位不適當,結果在容器、管道內或動火點周圍存在著爆炸性混合物。

(2)在焊補過程中,周圍條件發生了變化。

(3)正在檢修的容器與正在生產的系統未隔離,發生易爆氣體互相串通,進入焊補區域,或是生產系統放料排氣遇到火花。

(4)在具有燃燒和爆炸危險的車間、倉庫等室內進行焊補作業。

(5)焊補未經安全處理或未開孔洞的密封容器。

三、置換焊補的安全技術措施

(一)固定動火區

為使焊補工作集中,便于加強管理,廠里和車間內可劃定固定動火區。凡可拆卸并有條件移動到固定動火區焊補的物件,必須移至固定動火區內焊補,從而減少在防爆車間或廠房內的動火工作。固定動火區必須符合下列要求,

(1)無可燃氣管道和設備,并且周圍距易燃易爆設備管道10m以上。

(2)室內的固定動火區與防爆的生產現場要隔開,不能有門窗、地溝等串通。

(3)生產中的設備在正常放空或一旦發生事故時,可燃氣體或蒸氣不能擴散到動火區。

(4)要常備足夠數量的滅火工具和設備。

(5)固定動火區內禁止使用各種易燃物質。

(6)作業區周圍要劃定界限,懸掛防火安全標志。

(二)實行可靠隔絕

現場檢修,要先停止待檢修設備或管道的工作,然后采取可靠的隔絕措施,使要檢修、焊補的設備與其他設備(特別是生產部分的設備)完全隔絕,以保證可燃物料等不能擴散到焊補設備及其周圍。可靠的隔絕方法是安裝盲板或拆除一段連接管線。盲板的材料、規格和加工精度等技術條件一定要符合國家標準,不可濫用,并正確裝配,必須保證盲板有足夠的強度,能承受管道的工作壓力,同時嚴密不漏。在盲板與閥門之間應加設放空管或壓力表,并派專人看守。對拆除管路的,注意在生產系統或存有物料的一側上好堵板。堵板同樣要符合國家標準的技術條件。同時,還應注意常壓敞口設備的空間隔絕,保證火星不能與容器口逸散出來的可燃物接觸。對有些短時間的焊補檢修,可用水封切斷氣源,但必須有專人在現場看守水封溢流管的溢流情況,防止水封失效。總之,不認真做好隔絕工作不得動火。

(三)實行徹底置換

做好隔絕工作之后,設備本身必須排盡物料,把容器及管道內的可燃性或有毒性介質徹底置換。在置換過程中要不斷地取樣分析,直至容器管道內的可燃、有毒物質含量符合安全要求。

常用的置換介質有氮氣、水蒸汽或水等。置換的方法要視被置換介質與置換介質的比重而定,當置換介質比被置換介質比重大時,應由容器或管道的最低點送進置換介質,由最高點向外排放。以氣體為置換介質時的需用量一般為被置換介質容積的3倍以上。某些被置換的可燃氣體有滯留的性質,或者同置換氣體的比重相差不大,此時應注意置換的不徹底或兩者相互混合。因此,置換的徹底性不能僅看置換介質的用量,而要以氣體成分的化驗分析結果為準。以水為置換介質時,將設備管道灌滿即可。

(四)正確清洗容器

容器及管道置換處理后,其內外都必須仔細清洗。因為,有些可燃易爆介質被吸附在設備及管道內壁的積垢或外表面的保溫材料中,液體可燃物會附著在容器及管道的內壁上。如不徹底清洗,由于溫度和壓力變化的影響,可燃物會逐漸釋放出來,使本來合格的動火條件變成了不合格,從而導致火災爆炸事故。

清洗可用熱水蒸煮、酸洗、堿洗或用溶劑清洗,使設備及管道內壁上的結垢物等軟化溶解而除去。采用何種方法清洗應根據具體情況確定。堿洗是用氫氧化鈉(燒堿)水溶液進行清洗的,其清洗過程是,先在容器中加入所需數量的清水,然后把定量的堿片分批逐漸加入,同時緩慢攪動,待全部堿片均加入溶解后,方可通入水蒸汽煮沸。蒸汽管的末端必須伸至液體的底部,以防通入水蒸汽后有堿液泡沫濺出。禁止先放堿片后加清水(尤其是熱水),因為燒堿溶解時會產生大量的熱,涌出容器管道而灼傷操作者。

對于用清洗法不能除盡的垢物,由操作人員穿戴防護用品,進入設備內部用不發火的工具鏟除,如用木質、黃銅(含銅70%以下)或鋁質的刀、刷等,也可用水力、風動和電動機械以吸噴砂等方法清除。置換和清潔必須注意不能留死角。

(五)空氣分析和監視

動火分析就是對設備和管道以及周圍環境的氣體進行取樣分析。動火分析不但能保證開始動火時符合動火條件,而且可以掌握焊補過程中動火條件的變化情況。在置換作業過程中和動火作業前,應不斷從容器及管道內外的不同部位取氣體樣品進行分析,檢查易燃易爆氣體及有毒有聲氣體的含量。檢查合格后,應盡快實施焊補,動火前半小時內分析數據是有效的,否則應重新取樣分析。取樣要注意取樣的代表性,以使數據準確可靠。焊補開始后每隔一定時間仍需對作業現場環境作分析,動火分析的時間間隔則根據現場情況來確定。若有關氣體含量超過規定要求,應立即停止焊補,再次清洗并取樣分析,直到合格為止。

氣體分析的合格要求是:

(1)可燃氣體或可燃蒸氣的含量:爆炸下限大于4%的,濃度應小于0.5%;爆炸下限小于4%的,濃度則應小于0.2%;

(2)有毒有害氣體的含量應符合《工業企業設計衛生標準》的規定;

(3)對于操作者需進入內部進行焊補的設備及管道,氧氣含量應為18%~21%。

(六)嚴禁焊補未開孔洞的密封容器

焊補前應打開容器的人孔、手孔、清潔孔及料孔等,并應保持良好的通風。嚴禁焊補未開孔洞的密封容器。

在容器及管道內需采用氣焊或氣割時,焊、割炬的點火與熄火應在容器外部進行,以防過多的乙炔氣聚集在容器及管道內。

(七)安全組織措施

(1)必須按照規定的要求和程序辦理動火審批手續。目的是制定安全措施、明確領導者的責任。承擔焊補工作的焊工應經專門培訓,并經考核取得相應的資格證書。

(2)工作前要制定詳細的切實可行的方案,它包括焊接作業程序和規范、安全措施及施工圖等,并通知有關消防隊、急救站、生產車間等各方面作好應急安排。

(3)在作業點周圍10m以內應停止其他用火工作,易燃易爆物品應移到安全場所。

(4)工作場所應有足夠的照明,手提行燈應采用12V安全電壓,并有完好的保護罩。

(5)在禁火區內動火作業以及在容器與管道內進行焊補作業時,必須設監護人。監護的目的是保證安全措施的認真執行。監護人應由有經驗的人員擔任。監護人應明確職責、堅守崗位。

(6)進入容器或管道進行焊補作業時,觸電的危險性最大,必須嚴格執行有關安全用電的規定,采取必要的防護措施。

?四、帶壓不置換焊補的安全技術措施

(一)嚴格控制含氧量

目前,有的部門規定氫氣、一氧化碳、乙炔和發生爐煤氣等的極限含氧量以不超過1%作為安全值,它具有一定的安全系數。在常溫常壓情況下氫氣的極限含氧量約為5.2%,但考慮到高壓、高溫條件的不同,以及儀表和檢測的誤差,所以規定為1%。帶壓不置換焊補之前和焊補過程中,必須進行容器或管道內含氧量的檢測。當發現系統中含氧量增高,應盡快找出原因及時排除,否則應停止焊補。

(二)正壓操作

在焊補的全過。程中,容器及管道必須連續保持穩定正壓,這是帶壓不置換動火安全的關鍵。一旦出現負壓,空氣進入正在焊補的容器或管道中,就容易發生爆炸。

壓力一般控制在0.015~0.049MPa(150~500毫米水柱)為宜。壓力太大,氣流速度增大,造成猛烈噴火,給焊接操作造成困難,甚至使熔孔擴大,造成事故;壓力太小,容易造成壓力波動,焊補時會使空氣滲入容器或管道,形成爆炸性混合氣體。

(三)嚴格控制工作點周圍可燃氣體的含量

無論是在室內還是在室外進行帶壓不置換焊補作業時,周圍滯留空間可燃氣體的含量,以小于0.5%為宜。分析氣體的取樣部位應根據氣體性質及房屋結構特點等正確選擇,以保證檢測結果的正確性和可靠性。

室內焊補時,應打開門窗進行自然通風,必要時,還應采取機械通風,以防止爆炸性混合氣體的形成。

(四)焊補操作的安全要求

有關安全組織措施同置換焊補安全組織措施見(1)~(4)條。

(1)焊工在操作過程中,應避開點燃的火焰,防止燒傷。

(2)焊接規范應按規定的工藝預先調節好,焊接電流過大或操作不當,在介質壓力的作用下容易引起燒穿,以致造成事故。

(3)遇周圍條件有變化,如系統內壓力急劇下降或含氧量超過安全值等,都要立即停止焊補,待查明原因采取相應對策后,才—能繼續進行焊補。

(4)在焊補過程中,如果發生猛烈噴火現象時,應立即采取消防措施。在火未熄滅前,不得切斷可燃氣來源,也不得降低或消除容器或管道的壓力,以防容器或管道吸入空氣而形成爆炸性混合氣體。

篇2:燃料容器含管道焊補安全要求

1、燃料容器(含管道)焊補的危險性

燃料容器和管道在使用過程中,由于受到內部燃料壓力、溫度、腐蝕的作用,或者因其結構、材質、焊接工藝等方面和缺陷,經常出現裂紋和穿孔,所以要定期進行檢修或在不停產的情況下進行搶修。在生產中燃料容器主要有桶、罐、箱、槽、柜和塔等,燃料種類主要有乙炔、氫氣、液化石油氣、汽油、電石、炸藥等。

燃料容器和管道在定期檢修特別是在搶修時,經常會在高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒的情況下進行,稍有不慎,就會發生火災、爆炸、中毒等事故,造成嚴重的后果。

在燃料容器和管道焊補中發生火災爆炸的主要原因有:

(1)在容器與管道內或工作場所周圍存在爆炸性的混合物,焊補時引起爆炸。

(2)在焊補過程中,周圍條件發生變化。如在焊補過程中可燃物與空氣的混合物,混合比例發生變化達到爆炸濃度極限,引起爆炸。

(3)正在檢修的容器與正在生產的系統未隔離好,發生易燃氣體互相串通,進入焊補區域,或正在生產的系統放料排氣時遇到火花。

(4)在具有燃燒和爆炸危險的車間、倉庫等室內進行焊補。

(5)焊補未作安全處理或未開孔洞的密封容器。

上述種種原因均可能造成火災和爆炸,因此,在焊補燃料容器與管道時,必須采取切實可靠的防爆、防火、防中毒技術措施。目前國內常用于焊補燃料容器與管道的方法有兩種:一是置換焊補法;二是帶壓不置換焊補法。

2、置換焊補的安全措施

置換焊補法就是在動火焊補前對燃料容器進行嚴格的惰性介質置換,將原有的可燃物排出,使容器內可燃物的含量降低到不能形成爆炸性混合物的條件,以保證焊補安全的一種焊補方法。

這種方法比較安全妥善,應用較為廣泛。但是需要停工停產、需要利用介質置換可燃物,還要清洗容器、取樣分析和隨時監視容器中氣體成分,所以比較復雜、費時費工。此外,如果系統和設備的彎頭、死角和支叉較多時,可能由于置換不徹底或其他因素造成焊補時的爆炸。例如某廠的氫冷制氫裝置管道漏氣需要焊補,雖然采取了介質置換等安全措施,但在焊補過程中,由于停留在保溫材料中的氫氣在高溫作用下陸續逸出,使焊接周圍空間氫氣與空氣的混合氣體達到爆炸濃度極限引起爆炸,使整個制氫裝置被炸塌。

因此,盡管置換焊補比較安全,仍然必須采取嚴格的安全措施,才能有效的防止爆炸著火事故。置換焊補安全措施主要有:

(1)安全隔離

安全隔離就是將需要焊補的燃料容器管道部分與生產的部分完全隔離開來,避免焊補操作危及生產系統和生產系統對焊補區造成影響。通常有現場盲板隔離和劃定安全作業區隔離兩種方法。

現場盲板隔離就是在燃料容器或管道停工后,采用盲板將與之連接的出入管路截斷,使焊補的容器或管道與生產的部分完全隔離。為了有效防止爆炸事故的發生,要求盲板除必須保證嚴密不漏氣外,還應保證能承受管路的工作壓力,避免盲板受壓破裂。為此,可在盲板和閥門之間加設放空管或壓力表,并派專人看守,否則應將管路拆卸一節。有些短時間的動火檢修工作可用水封切斷氣源,但需有專人在現場看守水封溢流管的溢流情況,防止水封失效。

劃定安全作業區隔離是安全隔離的最好辦法,就是在廠區或車間內劃定一個安全作業區,將要焊補的容器或管道拆卸下來送到安全區進行焊補。這個固定的安全作業區必須符合防火、防爆技術要求。要求作業區內無易燃爆物及其管道和設備,作業區距離易燃爆物及其設備和管道至少10米以上。室內作業區要與可燃物生產現場隔離開,不能有門窗、地溝串通。要保證附近正在生產的設備由于正常放空或一旦發生事故時,可燃氣體或蒸汽不能擴散到安全作業區,否則要另選作業。安全作業區要常備足夠數量的滅火器材和設備。作業區周圍要劃定界限,懸掛防火安全標志。

在未受取可靠的安全隔離措施之前,不得動火焊補檢修。例如某發電廠新安裝兩臺發電設備,油罐已灌進1萬多噸油后,發現有一根油罐漏油,未采取安全措施,甚至未進行安全隔離就進行焊補,結果油管著火爆炸,引起整個燃油系統著火爆炸。

(2)嚴格控制容器內可燃物含量

在進行安全隔離后要仔細清除容器內的可燃物,通常用蒸汽蒸煮,接著用置換介質將容器內部的可燃物質和有毒物質置換排出。常用的置換介質有氮氣、二氧化碳、水蒸氣和水等。

置換焊補的關鍵是嚴格將容器內可燃物的含量控制在安全范圍內,要求其含量不得超過該可燃物爆炸下限的1/3-1/4,使其不能達到爆炸濃度極限,以保證焊補安全。當操作者在容器內部焊補時,尚需保證容器內的氧含量為18%-21%,毒物含量應符合《工業企業設計衛生標準》的規定。

在置換可燃物時,要注意考慮置換介質與被置換介質之間的比重關系。當置換介質比重較大時,應從容器最底部充入置換介質,從最高點向外排放。考慮到被置換介質與置換介質互相混合和滯留,所以不能以超過容積的幾倍來判定是否完全置換,而應在容器內取樣分析。取樣部位要有代表性,要以著手焊補前半小時取得的樣品分析為準,在焊補過程中還要不斷取樣分析。

有時需要將置換介質加熱后才能把潛存在容器內部的可燃物趕出來。當用水作介質時,將容器灌滿也就可以。進入容器內部氣焊時,點火和熄火都應該在容器外部進行,防止過多的乙炔氣聚集在容器內。

對于未經置換處理或雖經理處理但未取樣分析的可燃物容器,均不能動手焊補。例如某單位焊補一個有裂縫的空汽油桶,由于未進行任何處置,甚至連加油口的蓋子也沒打開就進行焊補,結果造成汽油桶爆炸,正在焊接的焊工被炸死。

(3)清洗容器

在燃料容器進行置換處置后,還必須對容器的里里外外進行仔細地清洗。因為有些可燃易爆介質常常被吸附在設備管道內表面的積垢中,或者滲進外表面的保溫材料內,使得它們難以被徹底置換出來,而在焊補過程中受溫差、壓力變化的影響陸續散發出來,引起爆炸著火事故。

容器清洗一般可采用氫氧化鈉(火堿)水溶液清洗。方法是先在容器中加入所需數量的清水,然后逐漸加入堿片,同時緩慢攪動,待堿片全部溶解后,才可通入蒸汽煮沸。進蒸汽的管道末端要伸至容器的底部,不可先放堿后加水,因為堿溶解時要放出大量的熱量,這樣會發生危險。

如果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,以縮小容器內可能形成爆炸性混合物的空間,容器頂部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。

另外,也可將氮的泡沫吹入已經被置換處理后的容器內,使容器內壁覆蓋一層厚厚的氮泡沫,然后在容器外進行焊補,也可以保證操作安全。

(4)空氣分析和監視

由于容器的卷邊縫隙、底腳以及保溫材料中可能會逸出可燃物介質,從而導致焊補過程中容器內外空氣成分的變化。所以在焊補過程中必須一直用儀表監視容器內外氣體成分變化,一旦發現可燃物含量上升,應立刻尋找原因,加以排除。濃度上升到危險濃度時,要立刻停止焊補,再次清洗到合格。

(5)嚴禁焊補未開孔洞的密封容器

焊補前應打開容器上所有的入孔、手孔、清掃孔、放散孔等。嚴禁焊補未開孔洞的密封容器。

(6)安全組織措施

1)在焊補制定詳細的、切實可行的計劃,包括焊補作業程序、安全措施和施工草圖等。通知廠內消防隊、急救站、生產車間等各方面作好應急安排。

2)在工作地點周圍10米內應停止其他用火工作,易燃爆炸物品應移動安全場所。

3)工作場所應有足夠照明、手提行燈要帶護罩,采用12伏安全電壓源。

3、帶壓不罩焊補的安全措施

帶壓不置換焊補就是嚴格控制容器內含氧量,使可燃氣體濃度大大超過爆炸上限,從而不能形成爆炸性混合物。同時在正壓的條件下,讓可燃氣體以穩定不變的速度從容器的裂縫處擴散逸出,與周圍空氣形成一個穩定的燃燒系統,點燃氣體后,再進行焊補。

采用這種方法的優點是:不需要置換和清洗容器,有時可以在不停產的情況下焊補,處理工序少、時間短,有利于生產。缺點是:爆炸因素變化多,稍不注意就會招來嚴重事故。這種方法只有技術力量強、企業管理健全、安全工作做得好的工廠企業,在做好充分周密的準備工作,采取切實可靠的安全措施后才可使用,否則不宜進行。絕對禁止焊工擅自進行帶壓焊補。

為了確保安全,帶壓不置換焊補燃料容器及管道時,必須嚴格按照下列技術要求進行,才能有效地防止爆炸著火事故:

(1)嚴格控制容器內含氧量

目前有的部門規定氫氣、一氧化碳、乙炔和發生爐煤氣等的極限含氧量以不超過1%作為安全值,它具有一定的安全系數。在常溫常壓下氫的極限含氧量是4.65%,但考慮到壓力、溫度及儀表和檢測的誤差等,所以規定為1%帶壓不置換焊補之前,必須進行容器內氣體成分的分析。焊補過程中,也要進行氣體的分析(可安置氧氣自動分析儀)。當發現系統中氧含量增高時,應盡快找出原因及時排除。氧含量超過安全值時應立即停止焊接。

(2)正壓操作

焊補前和焊接過程中,容器內必須連續保持穩定的正壓,這是關鍵。一旦出現負壓,空氣進入正在焊補的容器中,必然引起爆炸。

正壓大小要控制在1.47~4.9千帕之間。正壓太大會猛烈噴火,給焊接操作帶來困難,甚至使熔孔擴大,噴出更大的火焰,造成事故;正壓太小會使空氣滲入容器內形成爆炸性混合物,必然引起爆炸。

(3)嚴格控制工作地點周圍可燃氣體的含量

無論在室內還是在室外進行帶壓不置換焊補時,工作地點周圍空間滯留的可燃物含量必須小于該可燃物爆炸下限的1/3或1/4。根據氣體性質(比重、揮發性等)和廠房結構特點等選擇氣體取樣部位,要保證檢測數據的準確性和可靠性,否則不能施焊。

(4)焊補操作的安全要求

1)焊工應避開點燃的火焰,防止燒傷。

2)預先調好焊接規范(即焊接工藝參數),焊接電流太大會在介質的壓力作用下,產生更大的熔孔,造成事故。

3)遇到周圍條件發生變化,如系統內壓力急劇下降或含氧量超過安全值等,都要立即停止焊補。待查明原因,采取相應對策后,再進行焊補。

4)焊補過程中當發生猛烈噴火時,應立即采取消防措施。在火未熄滅之前不得切斷可燃氣體的來源,不能降低系統壓力,以防容器吸入空氣形成爆炸性混合物。

5)操作人員要預先經過專門培訓,有較高的技術水平。

6)安全技術措施細致到位,現場組織應嚴密可靠。