高溫高濕情況下的液硫儲罐檢修分析及應用

楊玉海

元壩凈化廠在一次巡檢途中發(fā)現(xiàn)液硫罐頂出現(xiàn)腐蝕穿孔，經(jīng)研究認為屬硫化氫腐蝕導致，本文通過針對該項目施工過程的特點和難點分析，提出了一系列的整改措施相應的應對措施，并通過最終的應用效果驗證得出結論和解決方向，為相關企業(yè)提供了較好的參考依據(jù)及效果分析。

基本情況

隱患發(fā)現(xiàn)

2016年6月20日，硫磺儲運車間在非巡檢時間、非巡檢路線聯(lián)合檢查時，發(fā)現(xiàn)1#液硫罐頂部有微弱蒸汽泄漏，經(jīng)開啟保溫層仔細檢查后發(fā)現(xiàn)1#液硫罐拱頂東北方向有一處長約10mm、寬約3mm小孔，并伴有少量白色氣體冒出，確認該儲罐呼吸口管線蒸汽夾套局部發(fā)生了蒸汽泄漏，導致8mm罐頂穿孔。

隱患原因

設計原因：罐頂4個呼吸口管線夾套管下段，沒有進行焊接封堵設計，只是依靠夾套管與罐頂鋼板之間、罐頂鋼板與加強圈之間、加強圈與呼吸口管線之間的三個焊點起到夾套內(nèi)蒸汽的封閉作用，導致夾套內(nèi)下端及罐頂鋼板與加強圈之間長期存有積液，對焊縫進行長期腐蝕，罐內(nèi)頂部硫化氫對加強圈的長期腐蝕。

施工缺陷：施工單位在施工過程中，沒有嚴把質(zhì)量關，導致了局部焊接缺陷，最終由于蒸汽冷凝液的腐蝕、蒸汽的長期沖刷及硫化氫腐蝕而造成了罐頂穿孔。

風險評估（隱患治理的必要性）

如果不對1#罐進行及時治理，低壓蒸汽長期沖刷漏點，將加速漏點周圍的腐蝕，同時罐頂?shù)膽⑾蜃畋∪醯牡胤郊?，有可能出現(xiàn)罐頂支撐力下降、坍塌的風險。1#、2#罐都是生產(chǎn)在用罐，兩個罐的設計合計容量6000立方，實際只能接納凈化廠四個聯(lián)合裝置滿負荷生產(chǎn)10天的生產(chǎn)量，如果不對1#罐進行及時治理，只能接納上述一半的產(chǎn)量，增加了生產(chǎn)調(diào)控的風險。

削減措施（制定方案）

項目管理模式。由于該檢修項目是裝置及另外一個液硫罐正產(chǎn)運行的情況下進行的非計劃檢修，管理人員都是在完成自己正常的工作范圍之外兼職，所以，屬于弱矩陣管理，為了確保項目的順利完成，采用項目專人負責制，安全生產(chǎn)副廠長任項目負責人，負責與分公司各處室的工作協(xié)調(diào)；硫磺車間主任任現(xiàn)場負責人，對內(nèi)負責整合全廠的人力、生產(chǎn)及物資資源，對外負責協(xié)調(diào)施工單位、監(jiān)理及設計方，目的是通過統(tǒng)一、有效的管理使檢修項目能夠在保證質(zhì)量和安全的前提下順暢、高效的完成；施工負責人負責施工單位的人員組織、檢修方案的實施。通過“項目負責人制”實行，本次檢修從施工方進入現(xiàn)場到離場僅用了53天，而且在檢修期間未發(fā)生一起安全事件或事故，也沒有出現(xiàn)一起返工事件。

施工隊伍的選擇。涉硫靜設備檢修在西南石油局內(nèi)部還是第一次，沒有設計經(jīng)驗，沒有施工經(jīng)歷，更沒有類似處理風險的防范措施，所以，經(jīng)基本建設處同意，選擇了在系統(tǒng)內(nèi)液硫罐檢修施工中有經(jīng)驗的單位作為本次檢修的施工單位。

項目特點及難點

項目特點

直接作業(yè)多，安全監(jiān)管難度大。1#液硫罐倒灌檢修項目共包含盲板抽堵、臨時用電、用火、起重、受限空間及高處六大直接作業(yè)，涉及專業(yè)知識多、管理要求高，安全監(jiān)管難度大。

夏季罐內(nèi)作業(yè)，溫度高濕度大。本罐檢修時間正處7-9月四川高溫潮濕天氣，罐內(nèi)最高溫度高達56℃、濕度80℃，為了防止罐內(nèi)硫化亞鐵自燃，每次作業(yè)前還得在罐內(nèi)底部噴灑2m水進行固體物料隔離，所以罐內(nèi)不但溫度高，而且濕度大，加之大部分施工內(nèi)容都在罐內(nèi)作業(yè)，給作業(yè)帶來了額外的難度和安全管理風險。

施工期短，質(zhì)量要求高。因元壩凈化廠建設之處的設計中沒有考慮備用罐，1#、2#罐都是生產(chǎn)在用罐，所以為了不影響正常生產(chǎn)，廠要求100天之內(nèi)完成檢修，并具備投用條件，系統(tǒng)內(nèi)部同類企業(yè)的液硫罐，檢修用了8個月。為了按期完工，在開工前。車間精心審核、與施工單位一起反復優(yōu)化施工檢修方案，加大設計協(xié)調(diào)、施工管理力度，盡最大努力減少人為失誤和工序之間的銜接時間，保證關鍵節(jié)點按期完成。

腐蝕點多，投產(chǎn)風險大。由于罐外頂部外檐保溫外伸長度不夠，罐內(nèi)頂上部又沒設計蒸汽伴熱，造成了罐內(nèi)壁上部一周65.8*1m的范圍溫度低，與罐內(nèi)下部溫差較大，容易凝結固硫，長時間會腐蝕罐壁，一旦有氧進入易生成硫化亞鐵，投產(chǎn)后安全風險較大。

項目難點

六大直接作業(yè)，施工方案編制風險大。本項目涉及了七大直接作業(yè)中的六項，施工方案編制涉及專業(yè)知識面廣，技術人員力量薄弱。

應力集中，應力消除要求高。此次穿孔部位為罐頂中心板位置，周圍共有32根加強筋板，屬于拱頂罐的應力集中點，我們稱知為“茶壺蓋”，修復的過程中存在應力消除的重大難題。拆除時，按照圓形用砂輪機拆除，并在拆除的過程中設置防變形肋同時均勻、對稱布置吊耳；回裝時，采取對稱的“先點焊后分段焊”進行焊接，分段焊接時每焊接20cm左右時停止焊接，等冷卻后再繼續(xù)焊接的焊接辦法回裝，對局部產(chǎn)生應力變形采用敲打等措施進行消除。

密閉空間作業(yè)。安全監(jiān)管難度大。密閉空間內(nèi)作業(yè)，直接作業(yè)內(nèi)容多，工序多，溫度高、濕度大，安全監(jiān)護措施不到位就會發(fā)生安全事故。

安全風險

液硫罐的蒸汽管線進口閥門存在內(nèi)漏，給添加盲板工作帶來一定的困難。

由于儲罐內(nèi)留有一定量的液硫，打開人孔后可能存在硫化亞鐵自燃的隱患。

在高度0.45m固體硫磺上面搭設11米高的腳手架，存在腳手架不牢風險。

在留有約250多噸固體硫磺的罐內(nèi)進行動火作業(yè)，存在硫化亞鐵自然風險。

罐頂中心板切割及回裝在罐內(nèi)進行作業(yè)，受限空間和高空作業(yè)操作安全監(jiān)控風險大。

在罐內(nèi)接近40℃高溫且濕度大的密閉空間施工，況且還存有固體硫磺，極易產(chǎn)生中暑和窒息。施工風險大。

具體做法和主要經(jīng)驗

編寫各項實施方案。按照工序劃分共編寫了《停工隔離方案》、《罐頂中心板吊裝方案》、《液硫罐內(nèi)頂壁板區(qū)域防腐檢修環(huán)形腳手架搭設方案》、《噴砂防腐隔離及清理遺留粉塵方案》、《開工投用方案》及《安全專項方案》六個。

設立安全防護措施。同儲罐相連管線進行盲板隔離，懸掛醒目盲板牌，并在施工現(xiàn)場采取警戒隔離；罐底的固體硫磺表面滿鋪一層防火布，并用水打濕隔離；現(xiàn)場備有防暑降溫物品，為施工人員提供安全保障；在上通光孔安裝一臺大功率抽風機，下人孔安裝一臺大功率送風機（低送高抽），保持24小時強制通風，不但能將溫度降下來，同時還可加快罐內(nèi)空氣置換，最終確保作業(yè)人員在人體溫度以下作業(yè)；利用現(xiàn)有不同角度的兩個監(jiān)控設施進行24小時監(jiān)視，罐內(nèi)作業(yè)首次采用作業(yè)錄像監(jiān)管；罐內(nèi)消防水處于備用狀態(tài)，動火作業(yè)時1輛消防車現(xiàn)場布置待命；室內(nèi)中控人員密切觀察罐內(nèi)溫度變化，如有突發(fā)性升高，現(xiàn)場人員立刻啟用現(xiàn)場消防帶實施罐內(nèi)消防水滅火。

制定安全監(jiān)管措施。每日作業(yè)前進行安全交底、風險告知；罐頂作業(yè)人數(shù)限制2-3人；罐內(nèi)作業(yè)實行分批輪換制，實行強制休息，限制罐內(nèi)作業(yè)時間40分鐘/次，進出罐人員在看板上逐一進行登記，懸掛入場證件，出罐時由監(jiān)護人清點人數(shù)；作業(yè)實行雙監(jiān)護、一監(jiān)督、一監(jiān)控，一錄像；設定6個作業(yè)停檢點，條件確認合格方可進行下階段作業(yè)；為了確保施工機具的安全，施工機具在檢驗合格后進行貼牌；施工電纜防止高熱，采取s型擺放；現(xiàn)場所有作業(yè)、監(jiān)護人員均必須持證上崗；實行作業(yè)票現(xiàn)場簽署，無票或票證超時決不允許作業(yè)。

按照制度要求，車間嚴格把控現(xiàn)場作業(yè)票的辦理工作，要求做到“五必須”：辦理作業(yè)票前必須要進行JSA分析、必須現(xiàn)場簽字、現(xiàn)場必須要有錄像、監(jiān)護人必須落實到位、簽字人必須要有簽字權限。

編制安全專項方案。液硫罐檢修存在有高溫、高空、易燃、易爆、中毒窒息等風險，為確保本次檢修的安全，針對以上風險專門編制了安全專項方案，里面包括《中暑作業(yè)應急救援預案》、《火災、爆炸應急救援預案》、《高空墜落應急救援預案》、《觸電應急救援預案》等應急救援預案，要求檢修項目相關人員均要認真地學習、理解，并對這些預案進行了現(xiàn)場的桌面演練，做到心中有數(shù)有備無患。

根據(jù)施工工序。制定了六個停檢作業(yè)點。為保證本次檢修安全、高效、質(zhì)量合格，共設有6個停檢點：一是與施工單位在作業(yè)前進行工藝交底，雙方在設備交出表上簽字。二是每一名施工人員進罐前在看板上實名登記，并懸掛入廠證，收工時由監(jiān)護人核實人數(shù)，最后在人孔處掛禁止入內(nèi)牌。三是腳手架搭設完畢，由凈化廠現(xiàn)場專家、監(jiān)理、設備科、安全科、車間及施工單位進行聯(lián)合驗收，合格后掛綠色合格牌。四是動火作業(yè)前，由凈化廠現(xiàn)場專家、監(jiān)理、設備科、安全科、車間及施工單位進行聯(lián)合檢查，檢查內(nèi)容包括機具、人員資質(zhì)、防火及應急措施等。五是噴砂除銹后、噴鋁前進行一次聯(lián)合檢查。六是施工完畢的質(zhì)量、衛(wèi)生總驗收，合格后雙方在設備交回表上簽字。

吸取同類裝置好的檢修經(jīng)驗。采取先請同類裝置管理專家來廠講解風險及措施，開罐檢查，然后走出去到同類裝置現(xiàn)場取經(jīng)，減少設計、施工彎路、歪路，確保檢修方案的合理及施工的質(zhì)量和安全。

采取罐內(nèi)少量硫磺不清理的施工創(chuàng)新。由于罐底部的排污管線無法將罐內(nèi)所有液硫排放出來，為了縮短檢修時間，為生產(chǎn)提供足夠的緩沖時間，罐內(nèi)0.45m的液硫，采取自然冷卻使液態(tài)硫變?yōu)楣虘B(tài)硫，在固態(tài)硫上進行防火布覆蓋、灑水隔離。同時時刻保證罐內(nèi)空氣流通等安全措施，使施工周期縮短了45～60天。

以此罐檢修為示范，推廣應用至整個凈化廠的檢修。由于本次檢修，項目管理模式、施工隊伍的選擇符合凈化廠現(xiàn)在的生產(chǎn)狀況，在凈化廠以后的檢修中，將推廣應用。