油气储运过程中的安全问题及对策

廉兵杰

(材料物理08-3 08132309)

摘要：油气储运过程存在诸多危险因素，如火灾危险、静电危险、

管道腐蚀等。针对各种危险因素的分类及成因分析，合理地提出了预防及保护措施。

关键词：油气储运 安全 火灾 静电 腐蚀

1油气储运中的火灾危险分析及预防措施。

1.1产生火灾危险的原因。

由于石油及天然气的主要成分是烃类碳氢化合物，具有易燃、易爆、易聚集静电、易中毒等特性，而油气储运过程中是在特定的条件下进行，特别是输道，加热加压是管道运输的特点，故具有极大的火灾及爆炸危险性。一旦发生事故，可能造成巨大的经济损失和人员伤亡，并带来恶劣的社会影响。主要原因主要有： 1.1.1设备故障

设备缺陷与日常检修及介质特性有直接关系。储运油气设备设计的不合理、工艺存在缺陷、管线的腐蚀、操作压力的波动、机械振动引起的设备疲劳性损坏，以及高温高压等压力容器的破损，都易引起泄漏及爆炸。如采用塑料管、橡胶管输送气态物料时，会因意外撞击、热胀冷缩、振动疲劳、自然老化等因素造成大量气体外泄。密封垫圈老化、损坏，也会发生泄漏。如果是可燃气体泄漏，遇到点火源就会发生火灾、爆炸;如果是有毒气体泄漏，就可能造成大量人员伤亡。

[1]

1.1.2不防爆设备及电器

工艺设备及电器线路如果未按规定选用防爆型或未经防爆处理，泄漏的可燃液体、气体遇机械摩擦火花或电气火花极易发生火灾爆炸事故。 1.2.3防静电措施不到位

油气储运过程中，防静电措施容易被忽视。油气在管道和设备内流动会因摩擦而产生静电，如果静电不能及时导除造成电荷积累，导致火花放电，就会引起火灾爆炸事故。 1.2.4违章动火作业

在易燃易爆的储运设备及装置区域内进行设备检修，往往需要进行焊接与切割作业，以及使用喷灯、电钻、砂轮等可能产生火焰、火花和赤热表面的临时性作业。所以违章动火主要体现在以下四个方面: a违章指挥，动火审批不严。为了抓生产、抢进度，一些领导不顾或忽视安全规定，在不具备动火的条件下贸然审批动火。

b盲目动火。有的职工不熟悉动火管理规定，或存在侥幸心理，不办理动火手续;有的职工本身不具备动火资格，忽视动火管理规定，冒然动火酿成火灾。

c现场监护不力。作为现场监护的监护员没有完全履行自己的职责，使监护流于形式。

d士卜救措施不力。在不配备相应的灭火器、无人现场监护的情况下动火，导致小火未能及时扑灭，最终酿成大火。 1.2.5执行操作规程不严格

a执行操作规程不严格，操作人员误操作。误操作表现为错开(闭)阀门，

或未关严阀门;该置换的容器及管道未置换或置换不彻底;未采取优先措施拆卸设备等，都易造成超压、超温、油气泄漏，最终导致火灾。 b职工对于工艺操作系统缺乏全面的了解，特别是国外引进设备，仅仅局限于使用说明上的介绍，没有认真细致地研究系统的操作要求、物理化学特性、工艺流程。将国内外类似的设备、系统一概而论，生搬硬套。 c随意删改安全操作规程。设备、工艺系统的安全操作规程是经验教训的积累，但是由于操作的繁琐，致使操作人员删改规程，减低了安全性。也许类似的操作进行了几次没有发生事故，造成操作人员思想麻痹，久而久之长期违反操作规程成了习惯性违章。

d缺乏严格的岗位培训。没有对上岗职工进行针对性的岗位操作培训，没有明确操作的规范性，致使在岗职工麻痹大意。

e监管机制不力。对于操作岗位的习惯性违章警惕性不高，没有充分认识到习惯性违章的严重危害性，没有制定相应的管理机制，形成一种明明是习惯性违章，却听之任之不予纠正的怪圈。 1.2预防措施[2]。

1.2.1做好设备的维护保养定期对设备维护保养。针对各种设备的特性，严格按保养规程进行维护，工艺流程操作前做好工作危害分析，控制操作风险。

1.2.2做好防静电处理

油气储运的设备均应做好防静电接地。接地点应牢固，螺纹连接部位的电阻值过大时应充分

利用跨接，使整个生产过程中的设备和管线的接地电阻值符合规范要求。

1.2.3做好防火设计及使用安全装置

a设备的泄漏等往往起源于设计阶段，因此抓好防火设计十分重要。首先是设备的设计、选型、选材、布置及安装均应符合国家规范和标准。根据不同工艺过程的特点，选用相应的耐压、耐高温或耐腐蚀的材质，按规定进行制造和安装。其次是新建、改建、扩建生产装置的布局，单元设备的布置，防火安全设施的设计和实施均应遵循有关规范，做好严格的防火审核工作，充分考虑防火分隔、通风、防爆泄压、消防设施等因素。同时对设备、电气的防爆要求严格把关，从而消除先天性火灾隐患。

b防火安全装置在生产中被广泛使用并取得良好效果的有:①阻火设备。它包括安全液封、水封井、阻火器、单向阀、阻火阀等，其作用是防止火焰窜人设备、管道或阻止火焰在其间扩展。②防爆泄压设备。包括安全阀、爆破片(防爆片)、防空管等，将其安装于压力容器、管道等生产设备上，具有降压防爆的作用。③火星熄灭器。安装于产生火星的设备和装置，防止火星飞出引燃可燃物，如机动车辆使用的火星熄灭器。④自动探测器。用于检测可燃气体浓度、温度、烟雾等，当超过一定值(浓度)时自动报警，并与各种联锁装置联动。 1.2.4落实动火作业措施

a拆卸。在可能的条件下，拆卸禁火区内需要动火的设备、管道及其附件，移至安全的地方动火，动火作业完成后再装回原处。

b隔离。将需要动火的设备、管道及其附件和相关的运行系统作有效地隔离，如在管道上加堵盲板或拆掉一节管子等，阻隔易燃易爆的物料和

介质进人动火作业点。

c清理现场。动火要清理现场，这是最基本的要求。动火前应把动火点周围的易燃易爆物品转移至安全地方，现场应打扫干净。

d清洗置换。①清水置换。适用于水溶性或易被水洗涤的介质。②蒸汽置换。蒸汽置换应用范围较广，一般清水难以洗涤的物料及介质可以用蒸汽清洗，例如遇冷凝固、结块或油状类的物料。③空气置换。用空气置换设备内的可燃气体。④惰性气体置换。根据需要，有条件的也可用氮气等惰性气体置换。

e检查确认。做好相关准备工作后，一定要检查确认，符合动火要求，这一关很重要。经检查确认无误后，开具“用火作业许可证”，落实好监护责任人。

f安全测爆。要在动火前和动火期间对动火区域内易燃易爆气体浓度进行分析，避免动火过程中发生火灾、爆炸事故。

g规范作业。焊接时，焊工必须按规定要求穿戴好劳动保护用品;高处作业时，不能上下层同时动火，不能将氧气、乙炔气瓶放在动火点下方;氧气、乙炔瓶之间应有sm以上的安全间距，与明火应保持10m以上的距离，并且不能放在正在生产的设备、管道、输电线的垂直下方。 h熄火清场。动火结束后，应关掉电源、气源，搬离动火设备，熄灭余火，检查清理现场。凡火花可能涉及到的地方都要进行仔细的检查，以防万一。动火时间过长，中途休息，间断、离开时也要进行现场检查清理，不要疏忽和麻痹大意。 1.2.5强化安全培训

油气储运的从业人员要相对稳定，加强职工的纪律性，制定并严格执行操作规程，提高职工业务素质水平和生产操作技能。

a全员安全培训。经常进行消防安全教育，强化职工的消防安全意识，了解消防安全常识，增强职工的消防安全素质。

b岗位安全培训。针对各种岗位职工，培训各相关岗位的安全操作规程，使之熟练掌握，持证上岗。

c处置事故培训。要针对工艺装置危险区实际情况，认真制定各种事故处置预案，并定期组织演练，在演练中发现问题修正预案，使预案贴近实战，提高处置事故的整体能力，一旦发生事故，能有效处置，最大限度地减少人员伤亡和财产损失。

总之，油气储运作业环境复杂，易燃易爆源多，只有严格遵守操作规程，做好细致的防范措施，才能在生产中最大限度地减少火灾爆炸事故的发生，确保安全生产顺利进行。

2油气储运过程中的静电防范。

随着石油化工企业及其他领域规模和范围的不断扩大，静电引发的事故也不断发生。在危险化学品储运过程中，静电危害是储运生产安全的最大威胁。如何防范静电危害是危险化学品企业的一个重要课题。但由于各种危险化品性质的差异，静电产生和防范措施也所不同。 2.1 油气储运产生静电危害的因素

根据双电层理论，当两种不同属性的物质相接触时，由于物质得失电子的能力不同，在接触面处发生电荷的重新排序和电子转移，这样就在界面两侧形成大小相等极性相反的电位差。所以任何两种物质发生剥

离时都要发生产生静电，油气储运过程中静电是不可避免的。但是产生静电不一定会造成爆炸，静电危害是在一定条件下造成的，形成静电危害的四要素：

（1） 有静电产生的来源；

（2） 静电得以积累，并达到足以引起放电的静电电压；

（3） 静电放电的火花能量达到爆炸性混合物引超的最小引燃能量； （4）在静电积聚区必须存在该油品爆炸极限范围内的由油品蒸气和空气混合成的适当比例的混合气。

这四个条件必须同时存在才可能造成危害，否则不可能引起静电危害的发生。因此，在油气储运过程中要防止静电危害，就必须防止上述四个条件同时存在。

2．2 分析储运过程中电导率，判断其静电的积聚程度

静电的产生与物质的导电性能有很大关系。电阻率越小，则导电性能越好。根据大量实验资料得出的结论：电阻率为 10的12次方Ω.cm的物质员易产生静电，而大于 10的16次方Ω.cm 或小于 10的9次方Ω.cm 的物质都不易产生静电。如物质的电阻率小于 10的9次方Ω.cm，因其本身具有较好的导电性能，静电将很快泄漏。但如汽油、苯、乙醚等，它们的电阻率都在 10的11次方- 10的14次方Ω.cm，都很容易产生和积累静电。因此，电阻率是静电能否积聚的条件。静电积聚与各种危险化学品的电导率有关。油品的导电性能常用电导率 r 表示，单位是西门子每米（S/m），电导率是电阻率的倒数，它是衡量油 品 导 电 性 能 好 坏 的 物 量 参 数 。 按 照BG6950- 86 《轻质油品安全静止导电

率》 之规定：当油品的静止导电率大于或等于油品安全静止导电率值时，为油品安全静止导电率，在该导电率值时，油品不会发生静电聚积。标准规定安全静止导电率值为 50ps/m。 2.3油品的最小引燃能量

所谓最小引燃能量，也称最小着火能量，是指引燃各种可燃性气体，易燃液体蒸气和空气相混合的爆炸混合物所需的最低能量，常用10的- 3次方焦耳即毫焦（mJ）为单位。大多数有机蒸汽和烃类气体最小引燃能量都在 0.01- 0.1mJ 之间；乙炔和氢气在空气中的最小引燃能量仅为0.019mJ；而炸药的最小引燃能量 0.001mJ。应当注意，当气体的温度和压力变化时，最小引燃能量会稍有变化，温度升高或压力增大，最小引燃能量就变小。

2.4 油气储运过程中的静电防范措施

通过上述对静电危害“四要素”的分析，要防范油气储运过程中的静电危害，就不能使“四要素”同时具备。 2.4.1 储运过程的分类

为了对油气储运过程的静电防范，按是否带压分：

全压式储运：就是指在储运全过程中有一定压力，油气不与空气混合，不形成可爆炸的混合物。

常压式储运：是指在储运全过程中有一部分或一个点是常压操作，油气可能与空气混合形成可爆炸的混合物。 2.4.2全压储运的静电防范

在全压储运过程中，如液化石油油的储运，从管道、储罐、装运全

过程是密闭的，不可能产生与空气混合，所以在管道中流动的可燃液体，即使有较高的平均电荷密度，但往往由于管道内有较大电容，并不显示出有较高的电压，且在管道中又因为没有空气，所以不会引起燃烧和爆炸。因此对于全压式储运过程从理论上认为可以不考虑储运过程中的静电问题，但是在这种情况下，管道内的液体聚积了一定的静电。因此应采取以下措施[3]：

（1） 防止管道泄漏。虽然静电在管道内部并不构成危险，但其严重的危害却主要是在管道的出口处，所以在管道泄漏处容易出现静电引燃泄漏出来与空气混合的爆炸气体，因此在全压储运过程中，要尽量防止系统泄漏。

（2）对于全压储运过程中的放空操作，如液化气装车过程中的滑管液位计喷液和储罐的排污操作要严格控制排放流速，高压水流在冲击对地绝缘的固体时，细微的水滴和固体也均会带电。如周围有易燃易爆气体时，也会因静电放电而造成爆炸危险。同时在条件允许的情况下，可以在排放口处加静电接地线。

（3）当液化石油气发生泄漏时，为了防止爆炸，可向泄漏处喷水进行冷却，因为可以提高可燃物的最小引燃能量，降低因静电产生火花引燃可燃气体的可能性。

2.4.3 高电导率常压储运过程中的静电防范

高电导率常压储运如甲醇，其电导率为4.4×10- 7S/cm,这远大于 50ps/m,所以在甲醇的储运过程中不可能产生静电聚积，同时铁路装运过程中由于槽车本来就与铁轨接地，不需要做过多的接地设施。

2.4.4 低电导率常压储运过程中的静电防范

低电导率是指油品的电导率小于 50ps/m时，在储运过程中容易产生静电聚积，如原油、成品油等其电阻率都在 10的11次方- 10的14次方Ω·cm，必须严格 按 照 《液 体 石 油 产 品 静 电 安 全 规 程》GB13348- 92 [4]执行。同时要做好以下措施[5]：

（1）严格控制装车流速。易燃和可燃液体的流速，可以大大减少静电的产生和积聚。当液体层流时，产生的静电量与流速成正比，且与管道的内径大小无关；湍流时则与流动速度的平方成正比，因此湍流的危险性更大。

（2） 尽量减少系统内油气与空气接触的点，如果无法避免时，如常压装车，也要使其浓度在爆炸极限以外。也就是要求常压装车时在罐口增加密封盖，减少空气与油气混合。

（3）尽量减少油品内的含水。低电导率液体中出现第二相液体时，会大大增加静电产生。最常见的第二相液体是水。应尽量消除第二相液体，如尽量减少罐内和管道内的水。通过上述对静电防范措施的分析，在静电防范过程中必须认真分析各类油气产品的静电性质，做到对证防范，这样可以减少无用的措施，使操作更加安全简捷。

3输道的腐蚀及防腐方法。

随着国民经济的发展，管道输油的优点日益突显出来。输道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输道的敷设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用那种方式，当金属管道和四周介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其

表面锈蚀。这种现象是十分普遍的。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境，甚至不能使用。由于金属腐蚀而引起的损失是很大的，因此，了解腐蚀发生的原因，采取有效的防护措施，有着十分重大的意义。 3.1 输道腐蚀种类

根据金属腐蚀过程的不同点，可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀[6]两种。

3.1.1化学腐蚀

单纯由化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀。例如，金属裸露在空气中，与空气中的 O2、H2S、SO2、CI2等接触时，在金属表面上生成相应的化合物。通常金属在常暖和干燥的空气里并不腐蚀，单在高温下就轻易被氧化，生成一层氧化皮，同时还会发生脱碳现象。此外，在油品中含有多种形式的有机硫化物，环烷酸它们对金属输道也会产生化学腐蚀。

3.1.2电化学腐蚀

当金属和电解质溶液接触时，由电化学作用而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。它和化学腐蚀不同，是由于形成了原电池而引起的。金属管道与含有水分的大气，土壤、湖泊、海洋接触。这些介质中含有 CO2、SO2、HCI、NaCI 及灰尘都是不同浓度的电解质溶液，金属本身由于含有杂质，由于铁元素和杂质元素的电位不同，所以当钢铁暴露于潮湿空气中时，由于表面的吸附作用，就使铁表面上覆盖一层极薄的水膜。水的电离度

虽小，但仍能电离成H+离子和OH-离子，在酸性介质的大气环境中 H+的数量由于水中溶解了 CO2、SO2等气体而增加。因此，铁和杂质就似乎放在含有 H+、OH-、HSO3-等离子的溶液中一样，形成了原电池。铁为阳极，杂质为阴极。由于铁和杂质紧密地接触，电化学腐蚀作用得以不断进行。铁变成铁离子进入水膜，同时多余的电子移向杂质。水膜中的 Fe2+离子和 OH-离子结合，生成 Fe（OH）2附着在铁表面，这样铁便很快遭受腐蚀。该腐蚀实际上是在酸性较强的情况下进行的。在一般情况下，假如铁表面吸附的水膜酸性很弱或是中性溶液，则在阳极也是铁氧化成 Fe2+离子，在阴极主要是溶解于水膜中的氧得到电子：阳极2Fe=2Fe2++4e 阴极 O2+2H2O+4e=4OH-，所以介质中不仅 H+离子能引起金属腐蚀，含有氧时也能腐蚀。 3.2输道的防腐一般方法。 3.2.1地上管道外防腐[6]

根据以往经验，普遍认好以红丹油性防锈漆、红丹醇酸防锈漆等作底漆。这些漆防绣性能好，与钢铁表面附着力强。施工现场用樟丹和清油现配，要把握好比例：一般按下面比例配制：樟丹56.6%、清油37.8%。另外，加汽油或煤油 5.6%左右，以利调和快干。待底漆干燥后，均匀涂刷两遍面漆。面漆材料有很多种，但使用较多的为铝粉漆。铝粉漆漆膜平滑、坚韧、附着力强，并有金属光泽。 3.2.2 埋地管道的防腐绝缘[7][8] a 内防腐

由于油品的洁净度不同，油品中仍残留一些杂质，水分、微生物，

前面也提到过，因为这些残留物的存在，管道内壁也会形成原电池，造成腐蚀，产生的锈片将严重影响油品质量。一般内防腐采用 036 耐油防腐涂料。该涂料化学稳定性好，机械性能高，不污染油品，使用方便。施工中要求对底材处理，用喷丸除锈，质量应达到国标 Sa2.5 级。做两道036-1 底漆，再涂两道 036-2 面漆。按规定严格控制涂漆厚度。 b外防腐

埋地管道的防腐绝缘，一般分三级；当土壤电阻率<20Ω 时采用特加强绝缘；20Ω≤当土壤电阻率<50Ω 时采用加强绝缘；当土壤电阻率≥50Ω 采用普通绝缘；施工中按国标除锈，采用环氧煤沥青和玻璃丝布进行防腐绝缘，其耐油性，耐细菌腐蚀性和优异的抗阴极剥离性，适用于各种环境。

3.2.3埋地管道的电化学保护除了上述涂料防腐保护外，还可以配合牺牲阳极保护。在电化学腐蚀中，金属电位高的为阴极，电位低的为阳极，电流从高电位到低电位，低电位金属失去电子而被氧化，产生腐蚀。如找出另外一些金属的电位比管道低，这些电位较低的金属失去电子而被腐蚀。保护了埋地管道，这种做法叫牺牲阳极保护。一般采用镁阳极和锌阳极。具体做法按着《埋地刚质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》执行。

参考文献

[1] 董守聪，王兴库.油气储运中的火灾危险分析及预防.石油库与加油站.2008.

[2] 李荫中.石油化工防火防爆手册[M].北京：中国石化出版社，

2003.

[3] SY/T6340-1998，石油工业防静电推荐做法. [4] GB-13348-92，液体石油产品静电安全规程.

[5] 李悠天，赵学伟.油气储运过程中的静电防范.科技信息 [6] 宋晓琴．金属腐蚀与防护．

[7] 杨筱蘅，张国忠．输道设计与管理[M]．石油大学出版社，1995.

[8] 黄春芳．原道输送技术[M].石油工业出版社，2003.