油田在用压力容器管理现状与对策研究

曹海平，邢金涛，南斌，顾涛，刘玉帮

中国石油长庆油田分公司技术监测中心（陕西西安710018）

油田在用压力容器管理现状与对策研究

曹海平，邢金涛，南斌，顾涛，刘玉帮

中国石油长庆油田分公司技术监测中心（陕西西安710018）

压力容器是保障油田生产的重要设备，针对油田压力容器在使用管理、定期检验和安全附件管理方面存在的问题,提出了确保压力容器长周期安全运行的具体对策与合理化建议。

压力容器；管理现状；腐蚀

中国石油长庆油田分公司地处陕、甘、宁、蒙、晋5省（区）15个市61个县（区、旗），面积37×104km2，经历了40余年的开发历程，形成了“油气并举，协调发展”的格局，连续4年油气当量突破5 000×104t，成为我国重要的油气生产基地，建成规模庞大的地面集输系统。

多年来，在各部门的共同努力下，压力容器安全管理工作成绩显著，形成了一整套完整的管理体系，设立了特种设备管理科（厂、处级成立设备管理科），制定了相关的管理制度，配置特种设备兼职安全管理人员，做到压力容器操作人员持证上岗，按照规范要求开展压力容器的定期检验、年度检查和隐患排查工作，建立压力容器使用管理档案，对存在的问题及时进行整改，确保了压力容器的安全运行。

由于对压力容器管理方面缺少系统的研究，技术性、专业性安全管理人员缺乏，尽管安全监督检查在不断加强，安全考核力度在不断加大，但仍然在管理、责任、制度、人员、投入、培训等方面存在诸多薄弱环节和亟待解决的问题，没有真正实现压力容器生命周期内的全过程综合管理。随着油田开采年限的增加、油气组分的变化、材料性能的退化，压力容器安全管理风险加大。

1 安全管理现状

1.1 使用管理方面

部分单位压力容器管理职责界定不清，安全管理意识比较淡薄，存在多部门管理现象，产建项目组负责新建容器的安装、告知和验收等工作，设备管理科负责检验、检查等，质量安全环保科负责操作员工的取证培训，工艺研究所负责运行参数确定及日常运行管理。部分单位未按标准规定配备专职安全管理人员[1]，逐台落实安全责任人，制定压力容器危险应急预案，建立相应的应急救援队伍，配备与之相适应的救援装备和适时演练。虽然有特种设备管理制度，建立了压力容器技术档案，但设备档案不齐全，导致部分设备至今无法注册登记。油田压力容器注册率低，气田压力容器腐蚀比较严重。陇东、陕北油田和靖边气田有30%以上的压力容器投运时间已经接近或超过15年，每年定期检验中有2%左右的压力容器安全状况等级为4级或5级。部分单位停用压力容器未按规定办理报停、5级压力容器未办理注销手续，停用压力容器没有任何安全保证措施（如挂牌、卡断、阀门关闭铅封等）。压力容器检验报告未按要求发放到作业区或站点，导致定期检验中发现的问题不能落实整改到位，甚至安全状况等级为5级的压力容器仍在违规使用。个别单位管理人员技术素质差，对压力容器的概念以及年度检查、定期检验的意义不理解,压力容器统计的数量不准确。部分单位开展年度检查，但检查内容不完整，不能反映容器的实际情况，压力容器的重大改造、维修方案不报批，影响到压力容器的安全使用。

1.2 定期检验方面

部分单位对压力容器定期检验工作重视程度不够，只是依法进行定期检验，但配合不积极，检验人员只按照检验流程机械性的检验，导致容器过度检验或漏检情况时有发生。个别检验机构出具的检验报告安全状况等级评定不严肃、检测点位置选择不合理，无法指导、保障压力容器的安全运行。大部分容器不具备停产检验条件、部分容器外部用铁皮保温，检验局限性较大，不能真正反映容器的安全状况。油田三相分离器、缓冲罐、双容器分离器和气田的双筒式分离器腐蚀较严重，检验不合格率较高。某采气厂共有双筒式分离器295台，运行15年左右就因集液包腐蚀而更换（图1），每年20台左右需要更换。双容积分离器腐蚀主要在下封头部位，缓冲罐腐蚀部位主要在外壁固定保温层用的钢钉与筒体焊接处，焊缝裂纹主要出现在气液分离器（图2）和汇气管上，脱水撬的精馏柱盘管、换热盘管或重沸器火管腐蚀穿孔现象较严重，个别压力容器接管因焊接质量差和腐蚀导致角焊缝刺漏(图3)。

图1 集液包内部腐蚀示意图

1.3 安全附件方面

图2 分离器焊缝裂纹示意图

图3 分离器接管角焊缝刺漏示意图

压力容器的安全阀、压力表配置齐全，能按要求进行定期校验或检验，且在有效期内。但安全附件安装、管理不规范，安全阀、压力表接管上安装有截止阀，容器运行过程中未铅封或加锁，个别容器在运行过程中截止阀处于关闭状态。气田压力容器安全阀选型较为统一，油田压力容器安全阀选型混乱，同一类设备既有微启式，也有全启式安全阀，个别气液分离器上选用带扳手敞开全启式安全阀。除三相分离器外几乎所有的压力容器只装有一只安全阀。安全阀泄放管上随意安装阀门、接管，校验合格后的安全阀只要通径和整定压力相同即可随意安装，甚至将DN80安全阀接管变径后安装一只DN50的安全阀，设备运行过程中未拆除安全阀出口盲板。个别安全阀疏放管管口被鸟槽堵塞，竖直排放的泄放管管口无雨帽，导致雨水进入造成阀芯密封面腐蚀或阀内结冰，无法安全泄放。个别安全阀与系统进行压力试验，导致安全阀反冲盘严重变形，阀瓣、阀座密封面严重损坏，波纹管击碎；个别单位为应付检查私自仿造校验铭牌或同一安全阀重复送检套取校验合格铭牌。

2 管理对策研究

2.1 完善管理体系，健全技术档案，做到全过程控制

使用单位应切实履行安全生产主体责任，明确计划、采购、工程项目、生产运行、设备管理、技术监督、安全环保等管理部门的职责，配备专职或兼职安全管理人员，完善各项管理制度，理清工作程序，将安全监管责任落实到每个环节、每个岗位、每个人员，形成专业主管、部门协管、上下齐动、通力协作、互相监管的管理机制。保证压力容器生命周期全过程内“有人管、有事管、有章管、有记录”。

安全技术档案是压力容器安全管理的基础，使用单位应指定部门和人员跟踪压力容器的购置、注册、维修、检验、变动等过程，及时收集、整理和保存压力容器的设计、制造、安装、登记、使用、检验、修理、改造以及介质分析、失效分析、安全评估报告等资料，建立动态档案，实现信息共享。保证技术档案的准确性、完整性和安全性，避免出现管理脱节，资料丢失。容器安装后应坚持先注册后投产的底线，不让一台压力容器违法投用，对已经运行且无法进行注册登记的压力容器应向原制造厂索取资料，无法索取的可以委托有相应资质单位补齐设计资料，尽快完成注册登记。对于出厂信息不齐全且不能确定制造单位是否具备相应资质，或确定是由无相应资质单位制造的，应立即停止使用。

使用单位应建立一套完整清晰、图文并茂的压力容器操作保养规程，进行安装告知、使用注册、定期检验、有序更新、报废处置等全过程管理，坚持日检、旬检、月检和年检，做到“三落实、两有证、一检验、一预案”，保证设备不超压、不超温、不超检修检验周期；保证压力容器注册率、定检率、持证率均达到100%，始终处于安全监管状态。通过生产会、安全月、应急演练、手机短信等形式，普及压力容器法规知识宣贯，增强人员法制和责任意识，提高操作水平和应急处置能力，提升操作人员在企业中的地位，发挥其职能作用。对于长期停用的压力容器如果不再使用应及时办理停用手续，对安全等级为5级的压力容器应及时办理注销和解体，规避报废容器再次使用的风险。

2.2 开展风险检验，分级分类管理，确保重点设备监管到位

压力容器定期检验属于强制性安全检验，对确保压力容器安全运行极为重要，使用单位应高度重视、积极配合。但是由于油田生产的连续性，检验行为与设备的实际风险状况相脱节，安全性与经济性无法实现有机的协调、统一。检验人员要了解不同容器的腐蚀特性和缺陷部位，根据容器类型、使用年限、工艺特点、介质腐蚀性等，确定检验项目、方法和位置等，进行风险检验，合理确定检验周期。如苏东南区采出水平均矿化度100 000 mg/L，H2S含量1 035 mg/m3，CO2含量4.75%，双筒分离器集液包的腐蚀速率达1.7～2.3 mm/a，运行检查和定期检验中应重点关注。多腔容器中部隔板存在双面腐蚀，应加强对隔板的检验，适当缩短检验周期。油、气净化后的压力容器，由于含水、含硫量较低，可适当延长检验周期，对有振动的压力容器如压缩机储罐应注意接管部位的裂纹。压力容器首次检验时应注意焊缝及热影响区、封头直边部位的裂纹。压力容器的开罐检验并不是必须的，可选择性进行，确实无法开罐检验的可用声发射、内窥镜或衍射时差法（TOFD）等进行外部检验。

压力容器的监管重点应集中在少量高危容器上，根据压力容器所在地域介质特性、容器类型、投产年限、安全状况等级等进行分级、分类，实行科学、有效的差异化管理。对于运行年限长、防腐层失效严重、内部介质或外部环境腐蚀性较强的容器改变工艺参数或缩短检测周期。对腐蚀速率较高、风险较大、问题较多的容器进行风险分析、风险评价和风险控制，制定突发风险的处置预案[2]，开展隐患排查，应急救援演练。对超期服役和未到设计寿命但已经接近设计腐蚀裕量的压力容器，应加快补充更新工作，如果继续使用，应根据容器自身所处的安全等级，并考虑材料劣质化等问题，制定专门的运行保障措施和严格的监控运行制度[3]。同时应加强4级压力容器的安全监控和修理后压力容器的质量复查，确保“不漏检一台设备、不放过一个隐患”。

2.3 开展腐蚀研究，进行风险评估，实施完整性管理

由于油气田有害介质的组分及矿化度随开采时间推移呈变化趋势，使用单位在关注腐蚀对设备寿命影响的同时，应注意“介质组分及矿化度”的变化，开展不同区块“三高”介质的腐蚀机理研究，分析化验油、气、水有害成分数据，建立不同区域、不同时期、不同容器腐蚀数据库，分析腐蚀影响因素和腐蚀规律预测，进行风险评价、剩余寿命预测、效能评价和腐蚀类推管理[4]，预测容器腐蚀状况，及时申请更新。对腐蚀严重的压力容器有针对性地修复与减缓腐蚀，如在三相分离器底部增加排沙反冲洗装置，提高油、气、水分离效果，减少水层及水室腐蚀和积沙，或在三相分离器和双筒式分离器集液罐内壁采取“防腐涂层+牺牲阳极阴极保护”减缓腐蚀速度，设计时尽量避免使用开式甲醇回收装置，如不能可在污水进入原料水换热器前投放脱氧剂减少氧进入处理系统，对腐蚀严重的再生塔、重沸器等改用复合钢板制造等[5]。在设计一只安全阀的三相分离器上安装双座式安全阀；对因接管变径、弯头太多、管口设防鸟巢等影响安全泄放的泄放管进行改造，确保运行过程中压力表、安全阀接管上的截止阀处于全开并加锁，泄放管畅通无阻力。

3 结论

随着油田开采周期的延续，压力容器的安全管理风险逐年上升，一旦出现安全事故，不仅导致工艺系统瘫痪，更可能会带来经济、环保等方面的负面影响。通过制度化、规范化的安全保证体系，将压力容器常态化巡查、督促落到实处。通过风险检验、腐蚀研究和腐蚀控制等，实现压力容器的动态监管和完整性管理，对保证压力容器的安全运行将产生积极的效果。

[1]国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局.压力容器使用管理规则：TSGR 5002—2013[S].北京：新华出版社, 2013.

[2]王明明.压力容器安全技术[M].北京：化学工业出版社, 2008.

[3]张武平.压力容器安全管理与操作[M].北京：中国劳动社会保障出版社,2011.

[4]张和官.压力容器安全运行与管理[M].合肥：安徽科学技术出版社,2006.

[5]任凌波.压力容器腐蚀与控制[M].北京：化学工业出版社, 2003.

Pressure vessel is an important equipment for oilfield production.In view of the problems existing in the management,regular inspection and accessory management of oilfield pressure vessels,the concrete countermeasures and rationalization proposals are put forward for ensuring long-term safe operation of pressure vessels.

pressure vessel;management situation;corrosion

2017-05-11

曹海平（1969-），男，高级工程师，现主要从事特种设备检验工作。