高温高湿情况下的液硫储罐检修分析及应用

杨玉海

元坝净化厂在一次巡检途中发现液硫罐顶出现腐蚀穿孔，经研究认为属硫化氢腐蚀导致，本文通过针对该项目施工过程的特点和难点分析，提出了一系列的整改措施相应的应对措施，并通过最终的应用效果验证得出结论和解决方向，为相关企业提供了较好的参考依据及效果分析。

基本情况

隐患发现

2016年6月20日，硫磺储运车间在非巡检时间、非巡检路线联合检查时，发现1#液硫罐顶部有微弱蒸汽泄漏，经开启保温层仔细检查后发现1#液硫罐拱顶东北方向有一处长约10mm、宽约3mm小孔，并伴有少量白色气体冒出，确认该储罐呼吸口管线蒸汽夹套局部发生了蒸汽泄漏，导致8mm罐顶穿孔。

隐患原因

设计原因：罐顶4个呼吸口管线夹套管下段，没有进行焊接封堵设计，只是依靠夹套管与罐顶钢板之间、罐顶钢板与加强圈之间、加强圈与呼吸口管线之间的三个焊点起到夹套内蒸汽的封闭作用，导致夹套内下端及罐顶钢板与加强圈之间长期存有积液，对焊缝进行长期腐蚀，罐内顶部硫化氢对加强圈的长期腐蚀。

施工缺陷：施工单位在施工过程中，没有严把质量关，导致了局部焊接缺陷，最终由于蒸汽冷凝液的腐蚀、蒸汽的长期冲刷及硫化氢腐蚀而造成了罐顶穿孔。

风险评估（隐患治理的必要性）

如果不对1#罐进行及时治理，低压蒸汽长期冲刷漏点，将加速漏点周围的腐蚀，同时罐顶的应力将向最薄弱的地方集中，有可能出现罐顶支撑力下降、坍塌的风险。1#、2#罐都是生产在用罐，两个罐的设计合计容量6000立方，实际只能接纳净化厂四个联合装置满负荷生产10天的生产量，如果不对1#罐进行及时治理，只能接纳上述一半的产量，增加了生产调控的风险。

削减措施（制定方案）

项目管理模式。由于该检修项目是装置及另外一个液硫罐正产运行的情况下进行的非计划检修，管理人员都是在完成自己正常的工作范围之外兼职，所以，属于弱矩阵管理，为了确保项目的顺利完成，采用项目专人负责制，安全生产副厂长任项目负责人，负责与分公司各处室的工作协调；硫磺车间主任任现场负责人，对内负责整合全厂的人力、生产及物资资源，对外负责协调施工单位、监理及设计方，目的是通过统一、有效的管理使检修项目能够在保证质量和安全的前提下顺畅、高效的完成；施工负责人负责施工单位的人员组织、检修方案的实施。通过“项目负责人制”实行，本次检修从施工方进入现场到离场仅用了53天，而且在检修期间未发生一起安全事件或事故，也没有出现一起返工事件。

施工队伍的选择。涉硫静设备检修在西南石油局内部还是第一次，没有设计经验，没有施工经历，更没有类似处理风险的防范措施，所以，经基本建设处同意，选择了在系统内液硫罐检修施工中有经验的单位作为本次检修的施工单位。

项目特点及难点

项目特点

直接作业多，安全监管难度大。1#液硫罐倒灌检修项目共包含盲板抽堵、临时用电、用火、起重、受限空间及高处六大直接作业，涉及专业知识多、管理要求高，安全监管难度大。

夏季罐内作业，温度高湿度大。本罐检修时间正处7-9月四川高温潮湿天气，罐内最高温度高达56℃、湿度80℃，为了防止罐内硫化亚铁自燃，每次作业前还得在罐内底部喷洒2m水进行固体物料隔离，所以罐内不但温度高，而且湿度大，加之大部分施工内容都在罐内作业，给作业带来了额外的难度和安全管理风险。

施工期短，质量要求高。因元坝净化厂建设之处的设计中没有考虑备用罐，1#、2#罐都是生产在用罐，所以为了不影响正常生产，厂要求100天之内完成检修，并具备投用条件，系统内部同类企业的液硫罐，检修用了8个月。为了按期完工，在开工前。车间精心审核、与施工单位一起反复优化施工检修方案，加大设计协调、施工管理力度，尽最大努力减少人为失误和工序之间的衔接时间，保证关键节点按期完成。

腐蚀点多，投产风险大。由于罐外顶部外檐保温外伸长度不够，罐内顶上部又没设计蒸汽伴热，造成了罐内壁上部一周65.8*1m的范围温度低，与罐内下部温差较大，容易凝结固硫，长时间会腐蚀罐壁，一旦有氧进入易生成硫化亚铁，投产后安全风险较大。

项目难点

六大直接作业，施工方案编制风险大。本项目涉及了七大直接作业中的六项，施工方案编制涉及专业知识面广，技术人员力量薄弱。

应力集中，应力消除要求高。此次穿孔部位为罐顶中心板位置，周围共有32根加强筋板，属于拱顶罐的应力集中点，我们称知为“茶壶盖”，修复的过程中存在应力消除的重大难题。拆除时，按照圆形用砂轮机拆除，并在拆除的过程中设置防变形肋同时均匀、对称布置吊耳；回装时，采取对称的“先点焊后分段焊”进行焊接，分段焊接时每焊接20cm左右时停止焊接，等冷却后再继续焊接的焊接办法回装，对局部产生应力变形采用敲打等措施进行消除。

密閉空间作业。安全监管难度大。密闭空间内作业，直接作业内容多，工序多，温度高、湿度大，安全监护措施不到位就会发生安全事故。

安全风险

液硫罐的蒸汽管线进口阀门存在内漏，给添加盲板工作带来一定的困难。

由于储罐内留有一定量的液硫，打开人孔后可能存在硫化亚铁自燃的隐患。

在高度0.45m固体硫磺上面搭设11米高的脚手架，存在脚手架不牢风险。

在留有约250多吨固体硫磺的罐内进行动火作业，存在硫化亚铁自然风险。

罐顶中心板切割及回装在罐内进行作业，受限空间和高空作业操作安全监控风险大。

在罐内接近40℃高温且湿度大的密闭空间施工，况且还存有固体硫磺，极易产生中暑和窒息。施工风险大。

具体做法和主要经验

编写各项实施方案。按照工序划分共编写了《停工隔离方案》、《罐顶中心板吊装方案》、《液硫罐内顶壁板区域防腐检修环形脚手架搭设方案》、《喷砂防腐隔离及清理遗留粉尘方案》、《开工投用方案》及《安全专项方案》六个。

设立安全防护措施。同储罐相连管线进行盲板隔离，悬挂醒目盲板牌，并在施工现场采取警戒隔离；罐底的固体硫磺表面满铺一层防火布，并用水打湿隔离；现场备有防暑降温物品，为施工人员提供安全保障；在上通光孔安装一台大功率抽风机，下人孔安装一台大功率送风机（低送高抽），保持24小时强制通风，不但能将温度降下来，同时还可加快罐内空气置换，最终确保作业人员在人体温度以下作业；利用现有不同角度的两个监控设施进行24小时监视，罐内作业首次采用作业录像监管；罐内消防水处于备用状态，动火作业时1辆消防车现场布置待命；室內中控人员密切观察罐内温度变化，如有突发性升高，现场人员立刻启用现场消防带实施罐内消防水灭火。

制定安全监管措施。每日作业前进行安全交底、风险告知；罐顶作业人数限制2-3人；罐内作业实行分批轮换制，实行强制休息，限制罐内作业时间40分钟/次，进出罐人员在看板上逐一进行登记，悬挂入场证件，出罐时由监护人清点人数；作业实行双监护、一监督、一监控，一录像；设定6个作业停检点，条件确认合格方可进行下阶段作业；为了确保施工机具的安全，施工机具在检验合格后进行贴牌；施工电缆防止高热，采取s型摆放；现场所有作业、监护人员均必须持证上岗；实行作业票现场签署，无票或票证超时决不允许作业。

按照制度要求，车间严格把控现场作业票的办理工作，要求做到“五必须”：办理作业票前必须要进行JSA分析、必须现场签字、现场必须要有录像、监护人必须落实到位、签字人必须要有签字权限。

编制安全专项方案。液硫罐检修存在有高温、高空、易燃、易爆、中毒窒息等风险，为确保本次检修的安全，针对以上风险专门编制了安全专项方案，里面包括《中暑作业应急救援预案》、《火灾、爆炸应急救援预案》、《高空坠落应急救援预案》、《触电应急救援预案》等应急救援预案，要求检修项目相关人员均要认真地学习、理解，并对这些预案进行了现场的桌面演练，做到心中有数有备无患。

根据施工工序。制定了六个停检作业点。为保证本次检修安全、高效、质量合格，共设有6个停检点：一是与施工单位在作业前进行工艺交底，双方在设备交出表上签字。二是每一名施工人员进罐前在看板上实名登记，并悬挂入厂证，收工时由监护人核实人数，最后在人孔处挂禁止入内牌。三是脚手架搭设完毕，由净化厂现场专家、监理、设备科、安全科、车间及施工单位进行联合验收，合格后挂绿色合格牌。四是动火作业前，由净化厂现场专家、监理、设备科、安全科、车间及施工单位进行联合检查，检查内容包括机具、人员资质、防火及应急措施等。五是喷砂除锈后、喷铝前进行一次联合检查。六是施工完毕的质量、卫生总验收，合格后双方在设备交回表上签字。

吸取同类装置好的检修经验。采取先请同类装置管理专家来厂讲解风险及措施，开罐检查，然后走出去到同类装置现场取经，减少设计、施工弯路、歪路，确保检修方案的合理及施工的质量和安全。

采取罐内少量硫磺不清理的施工创新。由于罐底部的排污管线无法将罐内所有液硫排放出来，为了缩短检修时间，为生产提供足够的缓冲时间，罐内0.45m的液硫，采取自然冷却使液态硫变为固态硫，在固态硫上进行防火布覆盖、洒水隔离。同时时刻保证罐内空气流通等安全措施，使施工周期缩短了45～60天。

以此罐检修为示范，推广应用至整个净化厂的检修。由于本次检修，项目管理模式、施工队伍的选择符合净化厂现在的生产状况，在净化厂以后的检修中，将推广应用。