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年5月12日,上海赛科“5·12”储罐闪爆事故已经整整过去三周年了,在这三年的时间里,我并没有看到行业内对事故吸取的教训有多深刻,反而逐渐淡忘开来,那么我们扪心自问,如果现在再让我们做一次储罐内浮顶拆除工作,我们真的能一定比他们做的更好吗?谁又能保证万无一失呢,对承包商再苛刻的条款和要求都无法弥补专业技术的缺失,设备的维修合同毕竟不是技术咨询服务,如果连我们自己都给不出一个安全的施工方案的话,又怎么能去监督和管理承包商的施工安全呢?施工现场的安全管理,尤其是具有一定专业技术性的施工,单单靠一纸苛刻的安全管理协议来强加给承包商的话,并不是一种负责任的做法!但是今天我写这篇文章的目的并不是探讨承包商管理的问题,而是从技术角度来探讨一下,像储罐检修这种具有一定专业技术性的施工,到底该如何做才能保证安全的施工。
另外我想说的是,之所以写储罐浮盘检修的专篇文章,更大程度上是因为我本人当年也是单位储罐检修的项目负责人,没有之一,可以说所有的准备工作、施工方案、物资准备、施工监督、现场管理等等都是我一个人在做,在两年的时间内一共检修了五六个储罐,既有石油脑储罐,也有和赛科事故中一样的苯罐。之后因为业务调整,不再负责检维修业务。直至后来上海赛科苯罐事故发生,才真真切切感受到命运的无常,原来自己也曾经与事故中丧生的人员一样做过同样的工作,只不过幸赖命运女神的眷恋,再一次与死神擦肩而过。
今天我想结合上海赛科“5.12”事故,再把自己以前关于储罐检维修尤其是浮盘的拆除安装的工作体会和安全管理经验分享给大家参考,并对事故调查报告中暴露出来的问题进行解析,希望能对石油化工储运行业的朋友有所帮助。
常压储罐储存的介质一般为甲B、乙A类液体,易燃或者有毒或者有腐蚀性,像苯这种介质,闪点-11℃,爆炸极限1.2%~8.0%(体积比),自燃温度℃,最小点火能0.20mJ,最大爆炸压力0.MPa(数据来源于《危险化学品安全技术全书》),属于高度易燃易爆介质,而像储存介质的常压储罐,国家标准强制规定是必须采用内浮顶来防止介质挥发进而形成爆炸性混合气体的,所以在罐区的日常运行中,凡是涉及到检维修作业,一般是不允许动火的。哪怕必要的管道更换也是通过法兰接头来完成。但凡事总有例外,像浮盘泄露维修或者罐壁板泄露维修,除了动火以外其无他法,这个时候只能进行清罐吹扫。但是清罐吹扫,无论是蒸煮还是氮气置换,并不总是能尽如人意的。如果遇到像事故中浮盘的浮子(浮箱/浮筒)出现裂口,物料倒灌入浮子内部的话,就很麻烦了,再多的蒸煮和吹扫都是无效的。这种情况在运行了五年以上的储罐中并不少见,我负责的无论是石脑油储罐还是苯储罐,无一例外都出现了这个状况。
那么既然无法彻底清理可燃介质的话,是不是就意味着束手无策了呢,当然不是,因为易燃气体的爆炸只有在浓度达到爆炸极限且遇到火花的情况下,才会发生爆炸。即使做不到完全隔离可燃气体,但我们可以采用强制通风+防爆作业,双管齐下的方式来保证安全的。赛科苯罐闪爆事故的发生,最直接和关键的原因就是强制通风和防爆作业没有得到落实,这点在官方的事故调查报告中得到充分印证:
“综上所述,此次事故发生的直接原因为:75-TK-内浮顶储罐的浮盘铝合金浮箱组件有内漏积液(苯),在拆除浮箱过程中,浮箱内的苯外泄在储罐底板上且未被及时清理。由于苯易挥发且储罐内封闭环境无有效通风,易燃的苯蒸气与空气混合形成爆炸环境,局部浓度达到爆炸极限。罐内作业人员拆除浮箱过程中,使用的非防爆工具及作业过程可能产生的点火能量,遇混合气体发生爆燃”
(摘自《上海赛科石油化工有限责任公司“5·12”爆炸较大事故调查报告》)
大家看了事故调查报告之后,可能会产生很多疑问,像上海赛科国字号的企业,实力是不容小觑的,中石化的安环制度那也算得上国内标杆级别的,为什么就没有在施工方案中进行严格审核和风险辨识呢,根据爆炸三要素常识而采取安全措施,一般企业都知道的,为什么中石化偏偏就没有意识到呢?真的是像调查报告中所写的“操作规程未遵守”、“安全责任不落实”、“培训教育不到位”吗?当然调查报告中所列出的诸如“操作规程未遵守”、“安全责任不落实”、“培训教育不到位”等原因,我们不能说不对,但这远远不够,上海赛科的苯罐事故有其特殊性,在这里我想谈谈自己的一些看法。
储罐的检维修尤其是易燃易爆介质的储罐,绝对不是一种普通的维修工作,而是一种相对复杂具有较高专业性的检修作业,在年上海赛科苯罐事故之前,可以说国内并没有一部专门规范储罐检维修的标准,更为可惜的是,截止到今天赛科事故已经整整三周年之际,依然没有出台一部具有可执行的储罐检维修标准规范,而在事故发生后不到一个月时间,中石化紧急发布了一个号文《关于下发炼化企业内浮顶储罐清罐和内部检修作业指导意见的通知》,这是目前为止唯一的一个专门规范内浮顶储罐检维修的意见,一个匆匆发布的企业意见而已。
在没有可参考的标准规范情况下,对于储罐的检维修只能靠企业自身去探索和辨识风险,并制定自认为安全的施工方案。上海赛科的具体施工方案到底怎么编制的,我们不得而知。但从事故调查报告披露的情况来看,通风和防爆工作并没有做到位,那么我结合自己的工作经历,重点讨论一下储罐检维修过程中的通风和防爆到底应该怎么做,上海赛科在本次事故中到底在哪些环节上失手了。
储罐的通风一般都是针对强制通风而言,强制通风的目的就是为了给施工提供一个非爆炸性气体环境,及时且连续不断地引入新鲜空气去稀释吹走残留的易燃气体,注意的是,强制通风一定要持续进行,且不可阶段停止,因为罐壁残留的液体物料是不断地挥发出来的,如果浮子泄露物料流入的话,那就更应该持续通风了。但是强制通风实施的最大障碍不是认知上的意识不到,而是现场具备不具备可行性,一般强制通风想达到最大满意效果的话,储罐本身需至少有三个人孔,其中罐壁人孔安装一台风机进行鼓风,罐顶人孔再安装一台风机进行抽风,这样前拉后推,效果比单台风机要好很多。第三个人孔呢,就用来作为检维修施工人员和物资的出入通道了。
而上海赛科石化在本次事故中,根据事故后现场拍摄的照片来看,并没有采取标准的强制通风措施,而只是用了一根软管插入到罐内进行所谓的强制通风。
那么到底苯是怎么泄露并形成爆炸性混合气体的呢,其实5月9日下午才开始正式进罐进行浮箱拆除的,由于受人孔尺寸限制,浮箱必须挨个拆除才能运输出去,在拆除单个浮箱的过程中,是必须先把箱内的残液排空的,怎么排呢?根据调查报告的披露,赛科公司要求承包商对浮箱进行破坏性打穿,因为已经不具备继续使用的价值了,所以破坏性打穿通过钻孔将残液排干净,但是破坏性打穿直接造成了两个严重的后果,首先第一个后果,排除的残液并没有回收,而是泄露到罐底板上,虽然底板上有个最低标高的排液孔,但是在5月10日当天,排液孔的排液管道阀门被关闭,致使浮箱内排出的残液源源不断地在罐底板上积聚并持续蒸发,再加上苯罐此时并没有采取更为有效地强制通风措施(仅仅靠一根软管是远远不够的),致使罐内苯蒸气越聚越多,直至达到爆炸极限,最终在5月12日下午事故爆发。另外一点,苯蒸气超过一定浓度时,如果作业人员能随身携带气体检测报警仪的话,那么还是可以避免事故发生的,最起码可以提前预警,避免人身伤亡的。这一点无论是在事故调查报告中,还是后来发布的号文中,都一再反复地强调了这一点。
再来说说第二个后果,对浮箱进行钻孔排液,浮箱采用铝合金材质,厚度0.6mm,如果钻孔的话,根据机械加工学常识,钻头的材质硬度一定要大于被钻材质的硬度,所以使用铜制类防爆钻头是不行的,必须使用硬度大于铝合金材质的钻头才能完成,所以钻孔过程中产生火花是不可避免的,但是具备产生火花的条件,并不必然会有火花的真正产生,我们可以采用水钻代替,实在不行也可以在钻孔的过程中,用水管线进行持续喷射,来达到和水钻同样的效果。这一点很关键,调查报告中只是强调使用防爆工具,但有时候防爆工具也不是万能的,有些场合的作业是无法使用防爆工具的。
而在中石化发布的号文《关于下发炼化企业内浮顶储罐清罐和内部检修作业指导意见的通知》中,对于渗漏浮箱提出的施工方案是封闭下人孔,然后充水到浮盘起浮高度,然后人员从上人孔进入,使用防爆工具对泄露的浮箱进行戳穿,全部完成后,再重新进行蒸煮吹扫。但是问题是上人孔一般在罐顶,一万立方的储罐高度还是比较高的,人怎么下去也是个问题,其次一旦气体浓度超标报警的话,人员怎么迅速撤出罐外,这也是问题的关键,显然号文并没有提及。所以类似作业的安全风险依然存在,仍然不能掉以轻心!
但无论如何为了创造一个非爆炸性气体的作业环境,对储罐进行持续的强制通风才是最关键的,其次在涉及到可能产生火花的作业过程,一定要拿出一个切实可行的方案。由于我之前负责的储罐检维修都是浮筒式的,所以并不需要在罐内进行钻孔排液,而是直接连浮筒带液一块移出罐外。但是我想说的是,对于浮盘来说,拆除浮箱并不是最危险的环节,拆除浮盘密封才是最危险的。这里主要针对囊式密封而言,囊式密封就是一层橡胶裹着一团海绵,囊式密封在长时间的运行中是很容易发生橡胶老化,在与罐壁反复摩擦的过程中,出现变形,甚至囊袋破裂,这种现象并非罕见。
一旦撕裂的囊袋泄露进物料的话,就更麻烦了,但是确实不可避免的。这个时候怎么拆除密封也是一个非常棘手的问题。因为你不可能像浮筒一样整体拆除运出去,所以囊式密封的拆除需要解决两个问题,第一个就是物料的收集问题,第二个就是防爆问题。物料的收集很好解决,用一个临时性的桶回收即可(带盖的塑料桶即可),防爆问题其实相对就较为简单了,因为囊袋这种橡胶和海绵材质,不会产生火花。作业人员只需要在短时间内,每隔20分钟左右进罐一次作业即可。但一定要佩戴好气体检测报警仪,呼吸器等,做好个人安全防护,使用铜制工具也是必要的。同时必不可少的就是进行持续的强制通风,这点尤为重要。
最后再拓展一下,目前这种浮子式浮盘基本上已经淘汰了,由于铝制浮盘本身焊接性能差,导致焊缝处受疲劳应力撕裂泄露,所以退出历史舞台也是技术发展的一个趋势,只不过很多上了年代的在役储罐还在延续着浮子式浮盘的生命,老式储罐的检维修依然需要解决浮盘拆除过程中的各种安全问题,但是一旦进行了检维修,最好还是换成钢盘式浮顶,无论是单层还是双层,都要比铝制浮盘安全很多。
数据来源化工客栈。