一種磁吸式電線管安裝支架在石油儲罐上的應用

吳龍海衣 巍

1.中石化青海石油分公司 西寧 810003；2.濟南魯紡儀佳自控技術有限公司 濟南 250015

1 概述

按照國家安全生產監督管理總局關于對易燃易爆石油儲罐加強安全防護自動化系統建設的要求,青海省石油分公司某一油庫在油罐安全聯鎖防護自動化改造施工時,需要在已運行使用的油罐罐體上增加油位上限液位開關。液位開關選用的是外貼式超聲波液位開關,這種液位開關可以在不動電焊的情況下直接依靠磁力吸附在油罐罐體的外壁上,但是如何將液位開關的信號電纜敷設引至控制室成了施工中一個難題。

按照工業自動化儀表施工與驗收規范要求,該信號電纜自超聲波液位開關接線盒引出后,需先穿入一根防爆撓性軟管,防爆軟管的另一端再與電線管相連,整根電線管自罐體上部引至罐體地面。對于一個5000m3的成品油儲罐,其高度為12m左右。按照施工規范要求,電線管自罐體上部敷設至罐體地面需要在中間設置2～3個電線管固定點,以便將電線管與罐壁牢固地固定在一起。但是按照油庫安全施工規范管理要求,嚴禁在油罐區域內動用電焊、氣焊或電鉆工具進行施工,如何在油罐罐體外壁上增加電線管固定支架成了安裝單位進行施工的一個難題。

傳統的安裝施工方法有二種,一種是先將儲罐內的易燃易爆液體暫時排出,然后進行蒸汽反復吹掃,并進行反復可燃氣體濃度測量,當證明儲罐內可燃氣體濃度確實低于安全允許值時,方可允許在儲罐外將電線管的固定支架采用電焊方法焊接在儲罐罐壁上。采用這種施工方法,從易燃液體排出,到接入蒸汽吹掃,再到反復的可燃氣體濃度測試,操作過程復雜,工作量很大,危險因素較多,施工費用非常高。還有一種方法是借用儲罐外面罐壁上已有的爬梯支架、避雷線支架等作為電線管固定支架,這種方法只能依據合適的油罐現場原有支架作為電線管敷設位置,需要根據原有各種其它用途支架的形狀和尺寸進行測繪,并設計和加工成相適應的新的電線管固定支架。這種方法施工費用不高,但是需要因罐而異,一個支架一個形狀,很難做到電線管敷設路徑合理,整齊美觀,加工和安裝的工作量同樣比較大。

2 幾種常見的施工方法比較

如何不違背油罐區域內安全施工規范要求,又能在油罐現場不采用電焊/氣焊以及不動用電鉆等工具的情況下將電線管自罐體外壁上可靠固定并敷設至罐體地面,通常會采用三種方法。

2.1 借助罐體上的環形爬梯鋼架進行電線管的敷設和固定

首先在罐體上部將外貼式超聲波液位開關安裝就位,自液位開關接線盒引出的信號電纜穿電線保護管敷設到罐體上部的爬梯鋼架旁,再根據爬梯的轉彎弧度分段加工電線管,采用特制的電線管管夾將電線管固定在爬梯鋼架上。由此可知,采用這種方式在油罐罐體上進行電線管的敷設和固定,會增加電線管和電纜的長度,費工費料。

2.2 借助油罐罐體上已有的電線管支架用來進行對新增電線管的敷設固定

對已經投運使用的儲油油罐,在罐體外壁上通常留有以往用于固定電線管或避雷線的固定支架,可以借助這些固定支架作為新增電線管的固定使用。由于限于安全施工規范的規定,不允許現場采用電焊/氣焊或電鉆工具在罐體罐壁上進行支架的加長、鉆孔等改造,只能沿著原來的電線管或接地線路徑,借用原來的電線管支架,采用鋼絲綁扎的方式,將新增加的電線管固定在原有的電線管支架上。采用這種方法進行施工的結果是敷設的電線管極不美觀,隨著日久天長,鋼絲存在生銹、脫落的危險,容易發生事故。

2.3 采用一種磁吸式電線管安裝固定支架用于儲罐外壁上的電線管敷設固定方式

針對儲油罐罐體材質均為鐵質材料,具有導磁性能好的特點,將一個帶有一對永久磁鐵的磁吸式電線管安裝固定支架直接應用于罐體外壁的電線管敷設固定。這種施工方法在油罐現場實用性強,可根據現場需要在罐體的任一個方向直接敷設電纜,施工效率高,美觀整齊,省工省料。這對永久磁鐵的吸力可達40～60kg,可抗10級大風,并且長達20年磁力不減,能保證電線管在油罐罐壁上長期可靠固定使用。

3 磁吸式電線管安裝固定支架的施工方法

為應對以上在儲存有易燃易爆液體的儲罐罐體上敷設電線管施工方法上的不足,采用上述磁吸式電線管安裝固定支架用于石油儲罐外壁上的電線管敷設固定方式應為最佳方法,可以做到在現場不動火,不動電,能直接在儲罐外壁任何位置上使用磁吸式電線管安裝固定支架完成電線管敷設施工。

這里所指的磁吸式電線管安裝固定支架包括一個電線管管夾,一個管夾底座,還有一對永久磁鐵。其中電線管管夾采用316L材質不銹鋼鋼板加工,由二個對稱的與電線管外徑相適應的Ω弧形管夾組成,管夾的二邊留有二個對稱管夾的固定螺孔。在下面的一個電線管管夾的中心處鉚嵌著一個采用316L材質不銹鋼材質加工的立柱,管夾可以以立柱為中心進行0～360°的自由旋轉,能適應對不同方向電線管的現場敷設要求。其中管夾底座采用316L材質不銹鋼鋼板加工,呈四方形,在管夾底座的中心留有與電線管管夾立柱連接固定的螺孔,管夾底座的四邊留有翻邊,既可用于增加管夾底座的機械強度,又可在翻邊上留有用于管夾底座與二邊的永久磁鐵固定連接的螺孔。這對永久磁鐵對稱安裝在管夾底座的二邊。這對永久磁鐵與管夾底座采用四個螺絲固定后,每個永久磁鐵均能以上下二個固定螺絲為軸心進行轉動,轉動范圍為0～45°,能適應不同罐體外壁的弧度變化。

圖1 磁吸式電線管安裝固定支架在罐壁上的安裝

安裝單位可以根據現場罐體的高度和電線管敷設的路徑決定使用磁吸式電線管安裝固定支架的數量,根據電線管的外徑來選擇不同的電線管管夾。

將按照以上方法加工的這種磁吸式電線管安裝固定支架直接用于這個油庫的油罐安全防護自動化系統改造,實踐證明這種方法很有創造性,施工簡單,可以提高工效10倍,降低安裝費用2倍,電纜敷設效果簡捷、美觀,維護方便,并可保證電纜電線管的安裝施工質量。對于按照國家安全規范施工規定不允許采用電焊、氣焊、電鉆等施工方法的場所,尤其是對儲存有易燃、易爆液體或氣體的儲罐進行罐體外壁電纜敷設時,均可采用這種磁吸式電線管安裝固定支架用于電線管的敷設安裝。