冷切割在油田工业用火的应用

张宝胄

摘 要 油田生产运行处于易燃易爆、有毒有害、高温高压环境中，要经常对油、气、水输送管道，设备设施、机具装置等进行工业用火维修作业，稍有疏忽，易造成着火爆炸事故，严重威胁员工的生命安全。本文重点介绍工业用火过程中，引用冷切割技术降低施工风险和保障人员施工安全，提高工业用火的安全技术含量，降低风险和危害。

关键词 工业用火 冷切割 安全防护

中图分类号：TE4 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2020）04-0032-02

油田生产运行的石油装置、设备设施、油气管道承受内部介质的压力、温度、化学腐蚀等作用，或受材料、焊接工艺、恶劣工作环境等因素发生裂缝、穿孔泄漏等情況，所以在维、检修过程、更换流程、工艺改造时需要进行工业用火来完成。这类用火作业往往是在任务急、时间紧、处于易燃易爆的情况下进行，极易发生事故。因此，严格工业用火管理制度，探究用火作业的防火防爆技术，是杜绝发生事故的重要手段。

多年来，采油厂在工业用火过程中，采取能不用火就不用，凡是能拆下来转移到安全区域用火，引用冷切割技术等一些措施，极大降低了用火作业的安全风险。根据统计，2020年采油厂涉及工业用火作业共3826次，其中，引用冷切割技术978次，占比25.6%，这一部分用火主要是应急状况、特级和一级用火作业。冷切割技术在工业用火作业中，已广泛运用，技术十分成熟，大大加强了用火作业的安全可靠性，为后续的用火施工提供了安全保证。

冷切割顾名思义是不使用明火的一种切割方法，采用切割过程不产生高温的技术手段或方法，使被切割物保持原有材料特性，切割过程温度没有剧烈的升温变化，通常温升不超过40摄氏度。主要有摩擦切割法、切削法、水切割法、化学法、电烧蚀切割法等几种方法。

冷切割与传统的火焰气切割技术相比，安全优势明显。尤其是在易燃易爆场所的用火作业施工中，冷切割技术应当作为首选的切割方式，本文以目前普遍使用的水冷锯片切割技术为主，探究在工业用火中的安全技术措施。

1 气切割在用火作业中的特点和缺点

1.1 特点

气切割又称氧气切割或火焰切割，主要是指利用气体火焰将被切割的金属预热到燃点，使其在纯氧气流中剧烈燃烧，形成熔渣并放出大量的热，在高压氧的吹力作用下，将氧化熔渣吹掉，达到切割的目的。特点有以下几方面：

1. 切割钢铁的速度快，省时省力;

2. 对于切割形状和切割厚度，气割可以简单经济地实现;

3. 设备可以便携，可在适合的现场使用;

4. 切割灵活，可以在一个很小的半径范围内快速改变切割方向;

5. 可切割较大、较厚金属板材;

6. 过程可以手动或自动操作。

1.2 缺点方面

1. 易燃易爆、有毒有害，环境切割要求极高，易出现着火爆炸;

2. 塔、槽、罐、压力容器等特殊设备装置，不易使用;

3. 对施工人员可能造成着火和烧伤的危险;

4. 剧烈燃烧产生的烟气危害施工人员健康;

5. 气瓶、用火点和周边环境有安全间距要求;

6.施工人员对切割技术技能的熟练性和现场施工经验起关键作用。

2 冷切割作业

油田工业用火，受生产运行、周边施工环境、用火点的位置等的约束，现场情况复杂多变。冷切割技术具备了作业时处于低温和不产生火花的状态，在易燃易爆场所施工，起到重要安全作用，具有以下特点：

2.1 作业过程的安全可靠性

低温和不产生火花，即便装置设备或流程管线内部的介质有一定的余压，只要现场清理好油气水可燃物，操作时就不会产生着火和爆炸，是气切割无法比拟的。

2.2 应急情况的可操作性

油田是连续生产单位，大部分工业用火必须尽快实施，用火时间影响原油生产，还影响末端炼油厂生产。许多关键的装置和设备设施，需要可靠的安全防护措施和最短的时间完成。冷切割在这种紧急的情况下可以提供可靠的保证。

2.3 施工设备的便易性

切割技术具备防爆要求，只要现场操作空间具备，施工操作人员可以快速对更换、切割部位进行操作。

3 冷切割技术要点

油田工业用火一般分为两个环节，第一要对设备实施或管道进行清理置换、拆除、切割。这一个环节至关重要，风险性和危害性非常高，也是最容易出现事故的直接作业环节。第二个环节是对新的设备实施或管道进行更换和焊接，这一部分得益于前期的切割更换工作，经过严格的易燃物清理和气体数据监测，危害性较小。

3.1 切割设备

随着科学技术的发展，各种工具和用具的电动化、专业化和精细化得到有效改进，为施工提供安全便利和工作效率。在施工中采用冷却液喷淋配合往复式锯片电动切割机进行切割作业。

3.2 安全管理措施

1.冷切割也是工业用火的一种形式，要严格执行《工业用火管理规定》，按照用火级别制定用火方案，进行审批、报备。

2.作业前做好JSA分析和安全技术交底，明确用火监护人，填写现场用火安全措施确认书。

3.操作人员穿戴劳保用品，佩戴护目镜，持证作业，有丰富的操作技能。

4.清除作业现场周围易燃物、可燃物;有效隔离15米范围内有可能泄漏易燃、可燃物料的设备设施。

5.准备好充足的冷却液和灭火器、消防毛毡等消防器材。

3.3 安全技术要点

1.冷切割作业虽然没有剧烈燃烧和明火，但必须严格按照防爆要求进行。

2.设备设施或管道作业施工，要用氮气、二氧化碳、水和水蒸气等进行介质置换，使可燃气体含量降低到爆炸下限以下，形不成爆炸性混合气。

3.严格对周围可燃气体浓度的监测，保证安全可靠时再施工操作。

4.无论切割任何部位，都要注意装置或管道存在的压力和死角中聚集的可燃气体。

5.切割操作时要不间断在作业面进行冷却液降温。

6.管道切割，开天窗后要进行封堵，阻断油气源，使用专制的隔离球封堵，避免漏油漏气，发生放炮事故。

7.切割完成的后续工作仍然重要，可采用油泥封堵隔离，油泥使用1：4的黄油、滑石粉搅拌而成，有效隔离封堵可燃物质。

工业用火作业是危险性较大的施工，必须掌握安全技术知识，应用冷切割等技术降低施工风险，提高工业用火的安全技术含量，降低危害。

（中石化胜利油田分公司 胜利采油厂，山东 东营 257000）