氧气球罐开罐检验与检修改造

氧气球罐开罐检验与检修改造

杨健

福建省铜绿色生产及伴生资源综合利用重点实验室紫金铜业有限公司 福建龙岩 364204

摘  要：结合具体工程，探讨了氧气球罐开罐检验及对设备、管线进行检修改造的实际做法。

关键词：氧气球罐 开罐检验 脱脂 检修改造

一、前言

氧气球罐的定期检验是氧气储运中确保设备可靠的一项重要工作，是保证生产安全和平稳供气的前提。某铜业公司制氧厂对厂内1台1000m3氧气储罐进行首次开罐检验，并借开罐检验之际，对运行中暴露出的设备、工艺管路问题进行检修和改造。

二、开罐检验准备工作

1.氧气化学性质活泼，是强烈的氧化剂和助燃剂，在富氧环境作业易发生氧中毒[1]等危险特性。为安全、顺利地做好氧气球罐开罐检验工作，公司成立开罐检验专项工作小组，负责组织和安排开罐检验工作的实施。

2.制定一个周密详实的开罐检验方案，包括设备管路基本情况、开罐检验前、投用时置换、脚手架装拆、焊缝打磨、球罐检验、脱脂处理、防腐处理、安全措施等方面的内容。

3.制订的开罐检验实施方案要送至市质量技术监督部门审批同时报请检验，与之签订开罐检验协议和开罐检验安全协议，确保检验工作顺利进行。

三、开罐检验前、投用时置换

为保证彻底置换氧气球罐内的氧气，一般采用较安全的水置换法。首先将球罐内的氧气尽可能排完，往球罐内注水，定时做好储罐液位、压力和储罐基础沉降记录，以防意外发生。注满水后，用防爆工具打开人孔。然后放水，用防爆风机强制通风，办理受限空间作业票，方能进罐作业。

氧气球罐投用时则采用先氮气后氧气，进行氧氮置换，首先把球罐的阀门打开，向球罐充入氮气，充到0.4~0.8Mpa[2]即可，然后向球罐充氧气，通过放空、降压，再次充入氧气，反复操作，直至氧含量合格。放空区域设置隔离区、禁止动火。

四、开罐检验主要工作

1.脚手架装拆

组织专业施工队伍对球罐的内部与外部搭设脚手架。装拆脚手架须符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》要求，所搭设的内、外部架子，应高度足够，层距合理，架板与焊缝之间的距离适当，上下设有云梯，通道畅通，能够满足检验检测工作的需要，同时，脚手架不得碰坏、划伤球罐表面，要牢固、安全，承载时稳定。

2.焊缝打磨

球罐内、外表面所有焊缝、支柱角焊缝均须进行打磨。焊缝打磨采用角向磨光机进行，打磨宽度包括焊缝两侧热影响区，按要进行超声波探伤的部位打磨宽度应为“2KT+50mm”（K-探头斜率，T-钢板厚度）[3]要求，本次焊缝打磨的外表面对接焊缝每侧打磨宽度为150mm，接管和支柱的角焊缝打磨宽度为50mm。打磨部位应保证打磨范围内没有锈蚀、污垢、氧化皮等，表面露出金属光泽。

3.全面检验

焊缝打磨好后，特种设备检测人员将完成氧气球罐资料审查、内外表面宏观检验、壁厚测量、磁粉探伤、超声波探伤、射线探伤、焊缝硬度测定、安全附件及附属设备的检查，并根据检测数据对球罐进行安全状况等级综合评定，确定下次检验周期。全面检验完成后按《球形储罐施工规范》进行耐压试验，而气密性试验则在球罐防腐完成后，球罐投用置换前进行。

4.脱脂处理

氧气本身是强氧化剂，压力在2.94MPa以上的氧气与各类油脂接触，都能发生异常激烈的氧化反应，同时放出大量的热量，使油脂迅速达到燃点而发生燃烧，甚至爆炸[1]。因此，脱脂处理对氧气球罐开罐检验非常重要，是保障氧气球罐储运安全的前提条件。

氧气球罐脱脂处理作业前应按《脱脂工程施工及验收规范》编制脱脂施工方案。脱脂前罐体内表面须彻底除锈并清扫干净。脱脂剂可选用毒性较小的三氯乙烯，脱脂剂须具有产品质量证明书，脱脂件不得含有水分。球罐内部脱脂采用擦拭法进行，擦拭物件不宜使用面纱，宜采用纤维不易脱落的布、丝绸、玻璃纤维织物等。脱脂完成后，须对脱脂效果进行检验，可采用紫外光法：用波长320～380nm的紫外光检查脱脂件表面，无油脂荧光为合格。

5.防腐处理

球罐内表面和其他附属件，包括安全阀、法兰垫片等脱脂合格后进行防腐处理，内表面涂刷无机富锌漆，刷漆时注意通风，防止球罐内可燃气体浓度过高。待无机富锌漆完全干燥后方能使用。球罐外表面使用喷漆处理，要求喷涂铁红醇酸漆两道，银灰面漆两道。

五、氧气系统检修与改造

开罐检验期间，还进行了以下检修和改造：

1.对氧气球罐进气管线的两个焊缝气孔进行补焊。

2.氧气球罐根部为平焊法兰，该法兰焊缝为角焊缝，焊缝处应力集中，存在安全风险，检修期间将其改造成高颈对焊法兰。因为高颈对焊法兰的圆弧过渡能有效缓解焊接应力，且对焊焊缝为环形焊缝，从法兰的强度看，高颈对焊大于平焊[4]。

3.石棉垫片易老化、黏结法兰面。将石棉法兰垫改用带内环金属缠绕垫，该垫片回弹性好，有一定的自紧作用，内环保护，无层间泄漏、安全可靠、使用寿命长。

4.螺栓对法兰面的密封起着主要作用，强度达不到要求可能在拧紧过程中因用力过大造成弯曲变形[4]，影响其紧力作用，存在安全隐患，改造中低强度螺栓全部换成高强度螺栓。

以上检修与改造过程中要注重以下几点：

1.检修改造须符合《固定式压力容器安全技术监察规程》《工业金属管道工程施工规范》等有关规程要求，须委托取得相应资质的单位承担以上检修和改造任务，并要求厂家制订详尽的检修与改造方案，经市质量技术监督部门批准后实施。

2.管材须与原设计选用材料一致，要有质量证明书、出厂合格证、材料化验单。

3.施焊应由持有锅炉压力容器焊工证的焊工进行。焊条、焊丝、焊剂要与所焊管材相适应，且焊前须烘干。施焊前要打磨焊缝，对接焊焊口要进行坡口、磨口修整，并对法兰和管材进行脱脂处理方能焊接。

4.焊接完毕，对施焊焊缝进行100%射线探伤和超声波检测，检测应符合《承压设备无损检测》要求，再按规范要求进行对设备、管线进行水压试验和气密性验。

六、开罐检验主要安全措施

1.检验球罐与运行系统须完全隔离，严格执行动火作业、高处作业、临时用电、受限空间作业、抽堵盲板作业管理制度，办理相关作业票，方能作业。

2.按照规程严格执行劳保穿戴制度，穿着阻燃工作服、不带铁钉的防静电鞋。脱脂作业过程配制、搬运腐蚀性化学物品时，应穿戴好防护用品。所用的脚手架构件、工具、量具、仪表等应按脱脂件的要求预先脱脂。工作服、鞋、手套等防护用品应干净无油。

3.进入球罐内作业时，应使用电压不超过12V的照明安全电压，使用的电源须用绝缘良好的软线和可靠的接地线。

4.进行射线探伤时，要设置隔离区域，严格监护。

七、结语

氧气球罐开罐检验是一项技术性和专业性非常强的工作，稍有不慎，将给人员、企业和社会带来极大的伤害。须制定周密的、切实可行的方案，运用各种控制手段，切切实实地加以落实，从而根本上消除开罐检验和氧气球罐投用后的各类事故隐患，杜绝事故的发生，做到万无一失。

参考文献：

[1]刘峰，徐江．氧气储罐入罐检验安全事故分析和防范措施[J]．科学时代，2010.5（下）：41

[2]沈伟．安全可靠的送氧方法“氧氮置换、均压送氧”法[J]．深冷技术，1996年第1期：31-35

[3]李敏．大型球罐开罐检验时应注意的几个问题[J]．中国科技纵横，2014年9月下第18期：83

[4]李秋利．液化石油气储罐法兰改造的几点经验[J]．输配与应用，2001.3：17-18