大型外浮顶油罐一次密封局部更换

孙艳明

摘 要：本文针对储罐一次密封与罐壁剥离的安全生产隐患问题，进行了带油更换储罐局部一次密封可行性分析。基于三维激光扫描技術获取储罐罐壁数据，再利用Polyworks、RealWorks、Solidworks、Geometric等软件进行数据处理、重塑储罐模型。综合分析储罐罐壁模型、一次密封相关数据，提出了带油更换储罐局部一次密封技术及安全保障措施，3座储罐一次密封局部更换的成功，表明带油更换储罐局部一次密封具有可行性。

关键词：储罐；一次密封；三维激光扫描技术

中图分类号：TE972 文献标识码：A

1 引言

目前，中国已成为发展中的石油消费大国，然而我国是人均占有油气资源相对贫乏的国家，1993年起已成为石油纯进口国。随着石油业规模经济的发展及国际石油地缘政治影响的加剧，企业、商业石油储备，国家石油战略储备呈大型化、规模化发展趋势，受施工快、工期短、施工质量差等因素影响，致使储罐投产后储罐局部一次密封与罐壁剥离。针对这项安全生产隐患问题，进行了带油更换储罐局部一次密封可行性分析，人工测量获取一次密封更换的相关数据，基于三维激光扫描技术重塑储罐模型，综合分析储罐罐壁、一次密封相关数据，提出了带油更换储罐局部一次密封技术及安全保障措施。

2 问题分析

根据SY/T6556《大型地面常压储罐防火和灭火》，在研究了有记载的各行业各类储罐107例火灾中，有65例火灾原因被确定为雷电，雷电引燃储罐一二次密封间可燃气体，占事故总数的61%，雷电是引发浮船储罐火灾的重要点火源，储罐一二次密封间可燃气体浓度超标是可燃物，直接影响着储罐的安全运行。储罐一次密封的完好，在减少油品挥发起到举足轻重的作用。

然而在日常检查时发现储罐局部一次密封与罐壁发生剥离，不得不引起高度重视。研究储罐一二次密封结构，确定了测量环形空间的方法（均以泡沫堰板为起点，终点分别为罐壁和二次密封承压板与浮船固定的侧板，二者差值作为环形空间距离），在储罐一次密封与罐壁剥离的储罐浮船四周均匀选取12个点，测量其环形空间数据。经过现场测量、检查找出储罐一次密封与罐壁剥离的原因：（a）一次密封与罐壁剥离处的环形空间距离确实大于设计理论值250+100mm。（b）测量时也发现一次密封失去弹性的情况，致使一次密封与罐壁剥离，出现缝隙。

国内外有带油更换一次密封的施工案例，但是大多数是针对一次密封损坏、老化才进行更换的。像油库遇到这种一次密封局部失效的情况较为少见。

3 储罐一次密封局部更换

3.1 可行性研究

（1）材料可行性。与一次密封材料厂家探讨一次密封主要材料橡胶密封带、聚氨酯泡沫更换的可行性。厂家首先肯定了一次密封局部更换的这种做法，橡胶密封带可粘贴性、弹性元件（聚氨酯泡沫）可更换性均为一次密封的更换提供了条件，确定了储罐一次密封局部更换在材料方面的可行性，但是要解决的问题是确定一次密封更换的尺寸，更换后既起到密封的作用又不影响浮船的上下移动。

（2）技术可行性。在人工测量环形空间数据的基础上，技术人员进行了数据分析，发现数据较少，不能完全反应储罐罐壁的整体情况，很难保证一次密封尺寸的准确性。油库与科研机构开展技术交流。使用三维激光扫描仪对一次密封存在问题的储罐进行测试，自动高效地获取大量的罐壁数据点，其高效性、自动化程度、精确性、数据量大等方面占有绝对优势。大量数据的获取为储罐模型的建立奠定了基础。再利用Polyworks、RealWorks、Solidworks、Geometric等软件进行数据处理、重塑储罐模型。在此基础上再研究一次密封具体的改造尺寸就更加准确、科学了，先进的技术为储罐一次密封改造提供了数据支持、技术保障。

3.2 制定施工技术安全方案

3.2.1 技术措施

（1）分析每座储罐模型，综合研究剥离处罐壁纵向的整体数据，给出3座储罐共计5处一次密封更换的具体尺寸。具体尺寸确定以后与密封厂家进行探讨，从数据分析上可知橡胶密封带暂不用更换，只不过需要根据具体尺寸确定弹性元件（聚氨酯泡沫）的尺寸，厂家根据数据生产相应的聚氨酯泡沫，解决施工材料的问题。

（2）组织施工人员学习储罐密封结构1次，带油更换一次密封施工案例3次，储罐密封处着火事故经验分享2次，培训课时达8学时。提高了施工人员操作技能水平、安全意识。

（3）邀请密封厂家经验丰富的技术人员到油库进行技术讲解，讲解一二次密封拆装步骤、程序及施工过程的注意事项。

（4）确定了储罐一次密封装置与罐壁接触面高度不小于200mm的技术指标。

（5）施工前尽量保证储罐液位不低于18m，保证储罐浮船上方通风良好。

3.2.2 安全措施

（1）通过安全培训、安全交底等方式使施工人员掌握施工过程风险及控制措施、施工方案。

（2）施工前进行气体检测，用木块撑开二次密封释放环形空间内气体，检测合格方可施工。施工过程实时的进行气体检测。

（3）施工过程使用防爆工具。

（4）施工现场配备8具8kg合格干粉灭火器，保证施工人员均会正确使用灭火器。

（5）现场配备防毒面具、吸油毡、纯棉抹布、螺栓松动剂等辅助施工用品。

（6）施工区域铺设隔离布，避免带油部件接触浮船。

（7）施工人员穿防静电工服、工鞋，佩戴安全帽。进入防火堤、上罐、施工前进行静电释放。

（8）盘梯一次承载人数不超过5人，转动浮梯一次承载人数不超过3人。

（9）属地管理员，施工单位技术员、安全员、项目经理施工现场旁站安全监督。

（10）雷雨、高温天气禁止施工。

3.3 储罐一次密封局部更换实施

3.3.1 光纤光栅感温探测器的拆卸和恢复

（1）依次松开光纤光栅感温探测器固定卡的紧固螺母，将施工区域的光纤光栅感温探测器轻轻移动，临时固定在泡沫堰板上。

（2）当天施工完毕施工人员离开或天气原因停止施工时，必须将光纤光栅感温探测器恢复至环形空间上方以保证其始终处于正常工作状态。

（3）待储罐一次密封局部更换、二次密封恢复后，将光纤光栅感温探测器恢复，紧固固定螺母。

3.3.2 二次密封的拆除

（1）施工前进行气体检测，用木块撑开二次密封释放环形空间内气体，检测合格方可施工。施工过程实时的进行气体检测。

（2）沿储罐浮船边缘（泡沫堰板与罐壁间）铺垫隔离垫布，以便摆放拆除的密封部件及施工工具。

（3）依次松开槽形压板的紧固螺母，卸下平垫圈，放入塑料盒内。槽形压板就近整齐摆放在浮船隔离垫布上。

（4）松开一次密封更换部位附近的橡胶滑动片接头件（作为逆时针拆卸承压板的起点）上的固定螺母，卸下接头件，整齐摆放在浮顶的隔离垫布上。

（5）从接头件开始拆卸承压板上的M6螺母，移开二次密封等电位连接线缆，依次卸下L型壓板、Z型压板，移开橡胶滑动片，逐张拆卸承压板直至满足施工需要为止。

（6）拆除承压板部位的气体阻隔膜整体堆放至浮船边缘。

3.3.3 一次密封局部更换

（1）拆卸一次密封压板、等电位导片的固定螺母，压板、等电位导片放置浮船隔离垫布上。

（2）打开一次密封失效部位的橡胶密封带。

（3）更换既定新尺寸的弹性元件（聚氨酯泡沫）。

3.3.4恢复储罐一二次密封装置，清理施工现场并做到“工完、料净、场地清”。

结论

在认真分析人工测量数据的基础上，利用三维激光扫描技术获取储罐罐壁数据，再使用Polyworks、RealWorks、Solidworks、Geometric等软件进行数据处理、重塑储罐模型。这些先进技术方法的运用，为确定一次密封具体尺寸提供了数据支持与技术保障，储罐一次密封局部更换更加科学、准确。研究国内外带油更换储罐一次密封施工案例、储罐密封装置相关标准，结合现场实际制定施工方案，保证了施工的安全、顺利，提高了储罐一次密封局部更换的效率，保证了储罐一次密封局部更换的质量。通过以上技术、方法、措施，既解决了储罐一次密封与罐壁剥离的问题，又保证了施工的安全，实现了储罐一次密封局部更换。

参考文献

[1] SY/T 6556-2003，大型地面常压储罐防火和灭火[S].

[2]詹昌利.石化行业浮顶罐密封不严的原因及密封方式分析[J].化学工程与装备，2012（04）：57-59.

[3] SY/T 0511.4-2010，石油储罐附件第4部分：泡沫塑料一次密封装置[S].

[4]杨杰伟.储油罐带油局部更换一次密封[J].油气田地面工程，2008，27（03）：1-2.

[5]侯艳龙.原油储罐带油更换密封装置[J].产品视点，2014，33（09）：1-2.