液化石油氣儲存設(shè)備的安全使用與管理

液化石油氣儲存設(shè)備，是有爆炸危險的重要壓力容器，為了保障人民生命、財產(chǎn)的安全，這些容器的設(shè)計、制造、試驗、驗收必須符合國家的有關(guān)規(guī)定，對已投產(chǎn)的容器，也要加強運行中的管理，加強定期檢驗及維修，做到對異常情況早期發(fā)現(xiàn)、早期處理，以防事故的發(fā)生。

圖1-10-16 表盤式壓力指示溫度計

圖1-10-17 雙金屬溫度計

一、罐體的充裝量

盛裝液化石油氣的儲存設(shè)備，應(yīng)嚴(yán)格控制充裝質(zhì)量，以保證設(shè)計溫度下壓力容器內(nèi)部存在氣相空間，容器內(nèi)的液化氣體氣液兩相共存，并在一定溫度下達到動態(tài)平衡。

液化石油氣同其他液體一樣，熱脹冷縮，液化石油氣的體積膨脹系數(shù)比水大，隨溫度的升高，其體積膨脹系數(shù)還會相應(yīng)增大，也就是說，液化石油氣的密度隨溫度上升而急劇減少，同一質(zhì)量的液化石油氣，溫度上升后所占用的容積就增大。不同溫度時丙烷的密度及體積變化百分比見表1-10-6。

表1-10-6 不同溫度時丙烷的密度及體積變化百分比

更具體地說，若15℃時丙烷的體積為100，到30℃時膨脹到104.3，60℃時將達到118.4，如果常溫15℃時容器的充滿率為85％，溫升到50℃時將接近100％。當(dāng)溫升到一定數(shù)值時后，容器內(nèi)的壓力空間將全部被液相介質(zhì)所占據(jù)。滿液時，溫度每升高1℃，壓力將增加十幾個大氣壓?？梢娨夯瘹怏w的超裝十分危險，所以要嚴(yán)禁超裝。為了防止充裝過量，確保壓力容器安全運行，國家頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《液化氣體汽車罐車安全監(jiān)察規(guī)程》對液化氣體充裝系數(shù)作出了明確的規(guī)定(見表1-10-7)。

表1-10-7 液化氣體質(zhì)量充裝系數(shù)及飽和液體密度

液化石油氣儲罐的設(shè)計充裝量應(yīng)不大于下式的計算值。

w=φρtv

式中w——儲存量，kg；

v——儲罐的設(shè)計容量，l；

φ——裝量系數(shù)，一般取0.9，對容器容積經(jīng)實際測定者，可取大于0.9，但不得大于0.95；

ρt——設(shè)計溫度下的飽和液體密度，kg／l

二、液化石油氣儲運設(shè)備的無損檢驗

對于在用的液化石油氣儲運設(shè)備，通常采用非破壞性的無損檢驗，包括宏觀檢查、致密性試驗、無損探傷和耐壓試驗及氣密性試驗。

1.宏觀檢查

用肉眼或5～10倍的放大鏡直接觀察容器的表面情況，也可以采用樣板與量具進行檢查，宏觀檢查不僅可以確定焊縫尺寸是否符合要求，發(fā)現(xiàn)裂紋、氣孔、咬邊等焊縫表面缺陷，還可以發(fā)現(xiàn)容器殼體有無凹陷、鼓包、增厚等局部變形，容器內(nèi)外壁的局部磨損、腐蝕坑或斑點，金屬表面有無明顯重皮、折疊或裂紋等缺陷。宏觀檢查還可以在一定程度上幫助判斷焊縫內(nèi)部的質(zhì)量。宏觀檢查方法比較簡單，是對壓力容器進行內(nèi)、外部檢查的基本方法。它不但可以直接發(fā)現(xiàn)較為明顯的表面缺陷，而且對進一步用其他方法作詳細(xì)檢查提供線索和根據(jù)。不過這種方法的檢查效果在很大程度上取決于檢查人員的經(jīng)驗和熟練程度，因此，必須在實踐中不斷地進行摸索和總結(jié)。

2.致密性試驗

對各種液化石油氣儲運設(shè)備進行致密性試驗，以保證無泄漏。致密性試驗應(yīng)在安全裝置、閥門、儀表等安裝齊全后進行。致密性試驗通常采用氣密試驗、煤油滲漏試驗、氨滲透試驗等方法。

(1)氣密試驗

一般使用干燥、潔凈的空氣、氮氣或其他惰性氣體進行。先將待試設(shè)備緩慢升壓到設(shè)計壓力，保持30min，在焊縫和連接部位進行泄漏檢查，小型容器可浸放在水中檢查。

(2)煤油滲漏試驗

試驗時將焊縫檢查表面清理干凈，涂以白粉漿，待晾干后在焊縫的背面涂以煤油，由于煤油的表面張力很小，具有穿透細(xì)小孔隙的能力，如果焊縫不致密或鋼材內(nèi)部有疏松、夾層、夾渣時，煤油就會滲透到鋼材或焊縫的另一面，并在白粉上顯現(xiàn)出印漬。為了準(zhǔn)確地確定缺陷的位置，避免印漬擴散，應(yīng)在涂上煤油后稍停片刻即進行觀察，最初出現(xiàn)印漬處即為缺陷位置。為了保證煤油有足夠的浸潤時間，以持續(xù)30min以上不出現(xiàn)印漬為試驗合格。

(3)氨滲透試驗

在容器外表面的焊縫上，貼上比焊縫約寬20mm的經(jīng)5％硝酸亞汞或酚酞水溶液浸漬過的紙條，然后將容器內(nèi)通入含氨1％(體積分?jǐn)?shù))的壓縮空氣，加壓到規(guī)定的氨滲透試驗壓力后保持5min，紙條上未出現(xiàn)黑色(硝酸亞汞浸漬)或紅色(酚酞浸漬)斑點時，試驗為合格。

3.無損探傷

無損探傷是在不損壞被檢容器的條件下，用各種方法探測容器金屬層內(nèi)部或表面所存在的缺陷。而這些缺陷往往都是宏觀檢查方法所不能發(fā)現(xiàn)或確認(rèn)的。常用的無損探傷方法有滲透探傷、磁粉探傷、射線探傷以及超聲波探傷等。對于在用的液化石油氣容器，無損探傷著重檢查容器在使用過程中產(chǎn)生的缺陷或原有缺陷的變化擴展情況，從而評定容器的使用期限或報廢與否。

4.耐壓試驗和氣密性試驗

液化石油氣儲罐及容器的耐壓試驗，一般應(yīng)采用液壓試驗，液壓試驗的介質(zhì)一般應(yīng)采用水。當(dāng)采用可燃性液體進行液壓試驗時，試驗溫度必須低于可燃性液體的閃點，試驗場地附近不得有火源，且應(yīng)配備適用的消防器材。

(1)水壓試驗

水壓試驗所用的水必須是潔凈的，碳素鋼、16mnr和正火15mnv材料的壓力容器在耐壓試驗時，水的溫度不得低于5℃；其他低合金鋼制壓力容器，水的溫度不得低于15℃。試驗時，壓力容器中應(yīng)充滿液體，滯留在壓力容器內(nèi)的氣體必須排凈。壓力容器外表面應(yīng)保持干燥，當(dāng)壓力容器壁溫與液體溫度接近時，才能緩慢升壓至設(shè)計壓力，確認(rèn)無泄漏后繼續(xù)升壓到規(guī)定的試驗壓力（固定式儲罐為設(shè)計壓力的1.25倍，移動式容器為設(shè)計壓力的1.50倍)，保壓30min，然后降至規(guī)定試驗壓力的80％，保壓足夠的時間進行檢查。檢查期間壓力應(yīng)保持不變，不得采用連續(xù)加壓來維持試驗壓力不變。

液壓試驗后的壓力容器符合下列條件為合格：

①無滲漏。

②無可見的變形。

③試驗過程中無異常的響聲。

水壓試驗完畢后，應(yīng)將水排盡，并用壓縮空氣將容器內(nèi)部吹干。

(2)氣密性試驗最主要目的是檢查連接部位的密封可靠性和焊縫可能產(chǎn)生的滲漏，一般試驗介質(zhì)為干燥潔凈的氮氣或空氣，碳素鋼和低合金鋼制壓力容器其試驗用空氣溫度應(yīng)不低于5℃。其他材料制壓容器按設(shè)計圖樣規(guī)定。

氣密性實驗應(yīng)在耐壓試驗合格后進行，氣密性試驗壓力為壓力容器的設(shè)計壓力。進行氣密性試驗時，一般應(yīng)將安全附件裝配齊全，試驗時壓力應(yīng)緩慢上升，達到規(guī)定的試驗壓力后應(yīng)保壓，保壓時間不少于30min，經(jīng)檢查無泄漏為合格。如有泄漏則在返修后重新進行水壓試驗和氣密性試驗。

三、儲罐的定期檢驗

根據(jù)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，壓力容器的定期檢驗項目包括如下。

①外部檢查，是指在用壓力容器運行中的定期檢查。

②內(nèi)外部檢驗，是指在用壓力容器停機時的檢驗。

③耐壓試驗，是指壓力容器停機檢驗時所進行的超過最高工作壓力的液壓試驗或氣壓試驗。

檢驗周期：由于介質(zhì)為液化石油氣，具有氫鼓包等應(yīng)力腐蝕傾向，根據(jù)規(guī)程規(guī)定需每年或根據(jù)需要進行內(nèi)外部檢驗，對于儲罐，每兩次內(nèi)外部檢驗期間內(nèi)，至少進行一次耐壓試驗。對于罐車每六年至少進行一次耐壓試驗。

壓力容器的定期檢驗必須由取得相應(yīng)資格的單位和人員來承擔(dān)。

1.檢驗前的準(zhǔn)備工作

儲罐在進行定期檢驗前應(yīng)做好以下工作。

①將儲罐內(nèi)部介質(zhì)排除干凈，進行置換處理，用盲板隔斷與其連接的設(shè)備和管道， 并應(yīng)有明顯的隔斷標(biāo)記。

②必須切斷與儲罐有關(guān)的電源。

③將儲罐的人孔全部打開，拆除儲罐內(nèi)件，清除內(nèi)壁的污物。

④進行儲罐內(nèi)檢查時，應(yīng)使用12v或24v的低壓防爆燈。在儲罐外部還必須有人監(jiān)護，檢驗儀器和修理工具的電源電壓超過36v時，必須有絕緣良好的軟線和可靠的接地線。

⑤外部有保溫層的儲罐，在外部檢查和內(nèi)外部檢驗時，一般可不拆除保溫層。若懷疑殼體(焊縫)有缺陷時應(yīng)拆除檢查，全面檢驗時，則應(yīng)部分或全部拆除保溫層。

2.檢驗內(nèi)容和要求

(1)儲罐外部的檢驗內(nèi)容和要求。

①儲罐的防腐層、保溫層及設(shè)備銘牌是否完好。

②儲罐表面有無裂紋、變形、局部過熱等不正?，F(xiàn)象。

③儲罐的接管、焊縫、受壓元件等有無泄漏。

④安全附件是否齊全、靈敏、可靠。

⑤緊固螺栓是否完好，基礎(chǔ)有無下沉或傾斜等異?，F(xiàn)象。

(2)儲罐的內(nèi)外部檢驗的內(nèi)容和要求。

①包括外部檢查的全部內(nèi)容。

②儲罐的內(nèi)外表面、開孔接管處，有無介質(zhì)腐蝕或沖刷磨損等現(xiàn)象。

③儲罐的所有焊縫、封頭過渡區(qū)和其他有應(yīng)力集中的部位有無裂紋，對有懷疑的部位，應(yīng)采用10倍放大鏡檢查或采用磁粉、著色進行表面探傷，如發(fā)現(xiàn)表面裂紋時還應(yīng)采用超聲波或射線進一步抽查焊縫總長的20％。

④簡體、封頭等通過上述檢查后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外表面有腐蝕等現(xiàn)象時，應(yīng)對懷疑部位進行多處壁厚測量，測量的壁厚小于最小壁厚時，應(yīng)重新進行強度核算，并提出可否繼續(xù)使用的建議和許用最高工作壓力。

⑤儲罐內(nèi)壁如由于溫度、壓力、介質(zhì)腐蝕作用有可能引起金屬材料晶相組織連續(xù)性破壞時(如脫碳、應(yīng)力腐蝕，晶間腐蝕、疲勞裂紋等)在必要時還應(yīng)進行晶相檢驗和表面硬度測量并做出檢查報告。

⑥儲罐的主要緊固螺栓，應(yīng)逐個進行外觀宏觀檢查并用磁粉或著色探傷檢查有無裂紋。

(3)檢驗報告

經(jīng)過定期檢驗的儲罐，由檢驗單位和檢驗員，按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、《在用壓力容器檢驗規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定出具檢驗報告，檢驗報告應(yīng)明確給出安全狀況等級、下次檢驗日期或需要采取特殊監(jiān)測等措施。

除定期檢驗外，對停止使用兩年以上，需要恢復(fù)使用的儲罐、移裝使用的儲罐、改變或修理結(jié)構(gòu)而影響強度的儲罐，在投入使用前，應(yīng)作內(nèi)外部檢驗，必要時應(yīng)作耐壓試驗。