制氧廠的特種設備主要是壓力容器和壓力管道,數量多,分布廣,其介質主要為氧氣、氮氣、氬氣和氫氣,具有較大的危險性,因此對這類設備的管理應有更高的要求。
1建立特種設備管理與操作責任制
1.1特種設備的專責管理
特種設備的安全管理應由廠長負責,并設置專責管理人員,負責特種設備安全技術管理的具體工作。
特種設備專責管理人員應具有的技能:熟悉特種設備安全基礎知識和國家有關特種設備的安全法規或技術規范的內容;掌握制氧廠特種設備的技術狀況及其使用條件;能對制氧廠特種設備進行一般性的技術檢驗;了解制氧廠特種設備安全泄壓裝置和其他安全附件的技術性能及調整、校驗的技術知識。
特種設備專責管理人員的職責:貫徹執行國家現行特種設備安全法規和技術規范;檢查和糾正特種設備使用中的違章行為;管理特種設備的技術檔案;編制常規檢查計劃并落實定期檢驗的報檢工作;組織特種設備作業人員的培訓工作;參加特種設備事故調查并負責上報工作。
1.2特種設備操作責任制
每臺特種設備都應有專責的操作人員,特種設備操作人員應具備保證特種設備安全所必需的知識和技能,并經過技術考核合格。
特種設備專責操作人員應具有的技能:了解所操作的特種設備的最高許用壓力和許用極限溫度;掌握特種設備的正確操作方法,開、停操作程序和安全注意事項;能檢查判斷特種設備的安全裝置是否正常工作;在特種設備出現異常時,能及時、正確地采取緊急措施。
特種設備專責操作人員的職責:按照安全操作規程的規定,正確操作使用特種設備;做好特種設備的維護保養工作,使其保持良好的技術狀態;經常對特種設備的運行情況進行檢查,發現操作條件不正常時及時進行調整,遇緊急情況應按規定采取緊急處理措施。
2建立特種設備技術檔案
特種設備技術檔案是正確使用設備的主要依據。它可以使設備管理、操作和檢驗人員全面掌握設備的技術狀況,了解設備的運行規律,防止因盲目使用設備而發生人身傷害和設備安全事故。每臺特種設備都應建立技術檔案。特種設備技術檔案應存有設備的原始技術資料、安全裝置技術資料和設備使用情況記錄資料。
2.1特種設備原始技術資料
(1)特種設備設計資料。至少應包括設計總圖和承壓部件圖。較重要的特種設備,如大型球形儲罐、空分塔內部管道等,應有承壓部件的強度計算書以及應力、柔性計算等資料。
(2)特種設備制造資料。除了必須具有出廠合格證和技術說明書外,還應有質量說明書。其中包括主要承壓部件和附件的化學成分和機械性能的實際檢驗數據,焊接試板的接頭機械性能和金相檢驗結果,焊縫無損檢測記錄和評定結論,以及耐壓試驗、氣密性試驗和泄漏性試驗結論等。要求焊后熱處理的特種設備,還應有熱處理工藝要求和實際處理情況記錄。焊縫經過返修的,還應有焊縫返修記錄。
2.2特種設備安全裝置技術資料
(1)安全裝置技術說明書。主要應包括安全裝置的名稱、型式、規格、結構簡圖、技術條件(如安全閥的設計開啟壓力、排放壓力和設計排氣量,爆破片的設計爆破壓力等)以及安全裝置的使用范圍等。
(2)安全裝置檢驗或更換記錄資料。主要應包括檢驗校正日期,試驗或調整結果(如安全閥調整后的開啟壓力、密封壓力、同批爆破片的試驗爆破壓力等),下次檢驗日期等。
2.3特種設備使用情況記錄資料
特種設備投產運行后,應按時記錄使用情況,存入技術檔案內。特種設備使用情況記錄包括特種設備運行情況記錄和檢驗、修理記錄。
(1)特種設備運行情況記錄。主要記錄特種設備開始使用日期,開停車記錄,以及實際工作條件(包括工作壓力、工作溫度、壓力或溫度的波動范圍及次數、工作介質等)。工作條件變更時,應記錄變更日期及變更后的實際工作條件。
(2)特種設備檢驗和修理記錄。主要記錄特種設備檢驗和修理日期,檢驗內容,檢驗中所發現的主要缺陷及缺陷消除情況和檢驗結論,耐壓試驗情況及試驗評定結論,承壓部件的修理或更換情況等。
3特種設備定期檢驗
特種設備定期檢驗是指在設計使用期限內,每間隔一定時間,采用各種適當而有效的方法,對特種設備的各個承壓部件和安全裝置進行檢查,或做必要的試驗,以發現存在的缺陷,使其在還沒有危及特種設備安全之前即被消除或被采用適當的措施進行特殊監護,防止特種設備在運行中發生破裂爆炸事故。
3.1壓力容器年度檢查和定期檢驗
壓力容器年度檢查,是指為了確保壓力容器在檢驗周期內的安全運行而實施的運行過程中的在線檢查,每年至少1次。年度檢查可以由使用單位的壓力容器專業人員進行,也可由國家質量監督檢驗檢疫總局核準的檢驗檢測機構持證的壓力容器檢驗人員進行。
壓力容器定期檢驗工作包括全面檢驗和耐壓試驗。
全面檢驗是指壓力容器停機時的檢驗。全面檢驗應當由檢驗機構進行,其檢驗周期為:安全狀況等級為1、2級的,一般每6年1次;安全狀況等級為3級的,一般3—6年1次;安全狀況等級為4級的,其檢驗周期由檢驗機構確定。
耐壓試驗是指壓力容器全面檢驗合格后進行的超過最高工作壓力的液壓試驗或氣壓試驗。每2次全面檢驗期間,原則上應當進行1次耐壓試驗。
壓力容器年度檢查包括壓力容器安全管理情況檢查,壓力容器本體及運行狀況檢查和壓力容器安全附件檢查等。檢查方法以宏觀檢查為主,必要時進行壁厚測量、壁溫檢查、腐蝕介質含量測定、真空度測試等。
壓力容器全面檢驗具體包括外觀檢查、結構檢查、幾何尺寸檢查、保溫層隔熱層襯里檢查、壁厚測量、表面缺陷檢測、埋藏缺陷檢測、材質檢查、緊固件檢查、強度校核、安全附件檢查、氣密性試驗等。檢驗方法以宏觀檢查、壁厚測量、表面無損檢測為主,必要時可以采用:超聲波檢測,射線檢測,硬度測定,金相檢驗,化學分析或光譜分析,渦流檢測,強度校核或應力測定,氣密性試驗,聲發射檢測等。
3.2壓力管道定期檢驗
壓力管道定期檢驗分為在線檢驗和全面檢驗。
在線檢驗是在運行條件下對在用管道進行的檢驗,在線檢驗每年至少1次。
全面檢驗是按一定的檢驗周期在在用管道停車期間進行的較為全面的檢驗。安全狀況等級為1級和2級的在用管道,其檢驗周期一般不超過6年;安全狀況等級為3級的在用管道,其檢驗周期一般不超過3年。
壓力管道在線檢驗一般以宏觀檢查和安全保護裝置檢驗為主,必要時進行測厚檢查和電阻值測量,重點檢查以下部位:壓縮機、泵的出口部位;補償器、彎頭、彎管、大小頭、支管連接及介質流動的死角等部位;支吊架損壞部位附近的管道組件以及焊接接頭;曾經出現過影響管道安全運行問題的部位;處于生產流程要害部位的管段以及與重要裝置或設備相連接的管段;工作條件苛刻及承受交變載荷的管段。
壓力管道全面檢驗主要包括:泄漏檢查,絕熱層、防腐層檢查,振動檢查,管道位置與變形檢查,支吊架檢查,閥門檢查,法蘭檢查,膨脹節檢查,陰極保護裝置檢查,管道標識檢查,管道結構檢查,管道組件外觀檢查,金相和硬度檢驗,焊接接頭表面和內部缺陷檢查,電阻測量,壁厚測量,安全保護裝置檢查,耐壓強度校驗和應力分析,耐壓試驗等。
4制氧廠典型特種設備的檢驗管理
4.1空分塔中特種設備的檢驗管理
空分塔是制氧系統中的重要設備,其中有大量的塔式壓力容器和壓力管道,在正常工作狀態下,介質為液態空氣、液態氧氣、液態氮氣等,工作溫度為-196℃,設備材質為鋁鎂合金,塔中填滿珠光砂起絕熱作用。在國內曾發生過多次空分塔爆炸事故,因此必須進行年度檢查。
年度檢查重點檢查運行記錄,要求運行過程中保持溫度、壓力、流量、液位等工藝參數的相對穩定,避免快速大幅度增減空氣量、氧氣量和氮氣量,防止產生液泛等故障。在年度檢查時對安全附件進行檢驗,并對到期的安全附件進行校驗。與安全閥相連的管路中裝有截止閥的,在安全閥校驗合格安裝完成后必須保持常開,并設立明顯標志。為防止空分塔爆炸事故,年度檢查還應檢查塔內靜電接地情況,并檢查空分塔內乙炔含量的控制情況。
在制氧系統大修時,應結合大修安排塔內壓力容器和壓力管道的定期檢驗。定期檢驗前必須做好準備工作,開停機嚴格按操作規程執行,空分裝置解凍停車必須排凈液體,經靜置冷吹后方可用熱氣體加熱,加熱時應緩慢升溫,嚴禁超溫、超壓。加熱冷箱內珠光砂時,不得在冷箱內進行檢查或維修。待塔內珠光砂清除干凈,塔內壓力容器和壓力管道溫度達到常溫,壓力為常壓時方可進行檢驗。檢驗時腳手架須搭設牢固可靠,防止重物下落損傷塔內壓力管道。
塔內壓力管道檢驗主要進行壁厚測量和宏觀檢查,空分塔內管道材質為鋁鎂合金和不銹鋼,不存在腐蝕情況,壁厚不合格多為制造原因。塔內管道變形情況較普遍,結構檢查時應重點檢查管道的支撐情況,檢查管道柔性是否符合要求。
空分塔內壓力容器和壓力管道進行耐壓試驗時應采用氣壓試驗,介質必須是潔凈的空氣或氮氣。
空分塔嚴禁油污染,檢驗檢修完畢必須嚴格進行脫脂,并清除所有雜物,檢查合格后才能封堵人孔,投入使用。
4.2輸氧管道的檢驗管理
制氧廠有大量的輸氧管道,輸氧管道的材質為碳素鋼和不銹鋼,屬可燃材料,介質為高壓純氧。在開關閥門時,由于介質壓力突然變化,閥門部件的沖擊摩擦、管道內高流速雜質的沖擊摩擦、靜電感應、油脂燃燒等原因導致輸氧管道燃燒、爆炸。輸氧管道作為特種設備應按《壓力管道定期檢驗規則》的規定進行定期檢驗。
在線檢驗時,運行記錄主要檢查有無超壓運行情況,氧氣流量流速是否符合要求;宏觀檢查主要檢查泄漏、管道變形、支吊架損壞、腐蝕等情況;另外還應進行防靜電檢測,安全附件定期效驗。
在壓力管道全面檢驗時,重點檢查可能導致輸氧管道燃燒、爆炸的缺陷。氧氣管道的彎頭、三通、變徑處是容易引起氧氣流沖擊和摩擦的部位,應重點檢測。這些部位的內壁應光滑,嚴禁采用蝦米彎、拼焊等。對這些部位按規定進行壁厚測量時,重點測量氣流沖擊和摩擦最嚴重的地方。
氧氣管道耐壓試驗時嚴禁油脂污染,一般應使用不含油的凈水或無油的空氣、氮氣進行。耐壓試驗合格后還應進行密封性試驗,密封性試驗介質為無油的干燥空氣或氮氣。在檢驗項目完成后須對管道進行吹掃,吹掃應使用不含油的空氣或氮氣進行。在吹掃的同時往管內加入脫脂劑,對管道進行脫脂。
氧氣管道重新投入使用時是較危險的階段,大量燃燒爆炸事故發生在這一階段,送氧時啟動閥門應緩慢進行,使氧氣流速緩慢,避免燃燒爆炸事故發生。
4.3儲氧容器的檢驗管理
儲氧容器有氧氣儲罐和液氧儲罐。
氧氣儲罐一般為大型容器,如氧氣球罐。氧氣球罐應按國家有關規定進行定期檢驗。檢驗前氧氣必須放散干凈,罐體內外含氧量化驗合格后方可進行檢驗,檢驗合格后,罐體內表面涂無機富鋅,防止內表面氧化腐蝕。球罐封罐前必須將內部雜物全部清理干凈,用三氯乙烯脫脂后進行油脂化驗,合格后方可封罐。通氧氣前,球罐須用氮氣進行置換,置換合格后方可投入使用。
液態氧在常溫下會急劇蒸發,液體變為氣體時體積擴大800倍,因此液氧儲罐的安全性要求更高。真空粉末式液氧儲罐內筒為不銹鋼,外筒為碳鋼,夾層充以珠光砂絕熱材料抽真空至1.36~6.8Pa。液氧儲罐防止超壓的主要手段是絕熱保溫,因此保持真空度非常重要,在使用中要定期監測夾層的真空度。
屬于壓力容器的液氧儲罐須進行定期檢驗,主要對保溫層,外簡進行檢測,以防止裂紋、腐蝕等缺陷使外筒發生泄漏導致夾層真空度下降。主要項目有宏觀檢查、真空度檢測、安全附件檢查。
經過開罐檢驗的液氧容器檢驗完成后必須脫脂處理,脫脂合格后用無油干燥氮氣吹掃置換,消除水分,經過充分預冷后方可充液氧。
5結語
特種設備安全管理工作是一個系統工程,管理工作必須深入到各個環節,必須專人負責、專人管理、專人操作,必須制度化,只要將各個相關的環節規范化管理,就會大大提高特種設備的安全性,保證安全生產。
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