海上石油平臺(tái)防爆電氣設(shè)備安全問(wèn)題及改進(jìn)措施

(佳木斯防爆電機(jī)研究所，黑龍江佳木斯 154005)

0 引言

海上石油平臺(tái)是開(kāi)發(fā)海洋石油和天然氣的必備的裝置，在其作業(yè)環(huán)境中不可避免的存在易燃、易爆危險(xiǎn)氣體，因此海上平臺(tái)是屬于存在爆炸性氣體環(huán)境的危險(xiǎn)場(chǎng)所。海上石油平臺(tái)危險(xiǎn)區(qū)域可劃分為0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)，平臺(tái)上使用著大量的防爆電氣設(shè)備，但由于前期設(shè)備選型、安裝問(wèn)題及后期檢查、維護(hù)不及時(shí)等原因，致使平臺(tái)的防爆電氣設(shè)備存在很多安全隱患，下面就海上石油平臺(tái)進(jìn)行防爆電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及改進(jìn)措施加以介紹。

1 防爆電氣設(shè)備常見(jiàn)的安全問(wèn)題

1.1 非防爆電氣設(shè)備用于危險(xiǎn)區(qū)域

在對(duì)平臺(tái)的檢查中發(fā)現(xiàn)，危險(xiǎn)區(qū)域使用的空調(diào)、配電箱、電動(dòng)機(jī)個(gè)別的為非防爆電氣設(shè)備，在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使用非防爆電氣設(shè)備，這會(huì)給使用場(chǎng)所造成重大安全隱患，后果嚴(yán)重，如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 非防爆空調(diào)

圖2 非防爆電機(jī)

圖3 非防爆配電箱

1.2 防爆電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)更改

在現(xiàn)場(chǎng)檢查中發(fā)現(xiàn)，有的防爆電氣設(shè)備在安裝使用過(guò)程中進(jìn)行了結(jié)構(gòu)更改，破壞原有設(shè)備的防爆結(jié)構(gòu)，使更改后的設(shè)備失去了防爆性能。例如，一臺(tái)防爆接線箱蓋上增加了三個(gè)儀表，這樣一是降低了接線盒蓋的強(qiáng)度，二是接線箱蓋失去隔爆性能，見(jiàn)圖4。一臺(tái)隔爆型加熱器法蘭的隔爆接合面處增加了橡膠墊，這樣會(huì)導(dǎo)致隔爆接合面失去隔爆性能，如圖5所示。

圖4 防爆接線箱結(jié)構(gòu)更改

圖5 隔爆接合面增加橡膠墊

1.3 防爆電氣設(shè)備外殼破損及緊固件缺失

防爆電氣設(shè)備外殼破損及緊固件的缺失會(huì)導(dǎo)致其防爆性能的失效，特別是隔爆型電氣設(shè)備和增安型電氣設(shè)備。隔爆型電氣設(shè)備是依靠隔爆外殼的強(qiáng)度和隔爆接合面間隙來(lái)達(dá)到防爆目的，一旦外殼破裂或緊固件缺失防爆性能即將失效。而增安型電氣設(shè)備對(duì)外殼防護(hù)等級(jí)要求較高，外殼破損將使產(chǎn)品失去防護(hù)性能從而導(dǎo)致防爆性能失效，如圖6、圖7所示。

圖6 隔爆外殼破損

圖7 外殼緊固件缺失

1.4 隔爆面銹蝕嚴(yán)重

隔爆型電氣設(shè)備是平臺(tái)上使用最多的防爆電氣設(shè)備，由于平臺(tái)上鹽霧、潮濕、高溫等環(huán)境條件影響，加之缺乏日常有效維護(hù)，平臺(tái)上使用的隔爆型電氣設(shè)備的隔爆面銹蝕問(wèn)題比較普遍。隔爆面銹蝕會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸時(shí)加速火焰的傳播，降低了設(shè)備的隔爆性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使其防爆性能失效，如圖8所示。

圖8 隔爆面銹蝕嚴(yán)重

1.5 隔爆接合面間隙超差

隔爆接合面間隙是隔爆型防爆電氣設(shè)備的重要參數(shù)之一，隔爆型電氣設(shè)備是通過(guò)接合面較小的配合間隙和一定的配合長(zhǎng)度來(lái)冷卻和阻止火焰?zhèn)鞑ヒ赃_(dá)到隔爆目的。防爆標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隔爆外殼的隔爆接合面的間隙按外殼容積和防爆類別有嚴(yán)格的規(guī)定，間隙超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，其隔爆性能將降低或完全失效。例如，一臺(tái)防爆線箱的蓋和殼體的接合面間隙為1.0mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，已失去隔爆性能，如圖9所示。在平臺(tái)上，隔爆接合面間隙超差的現(xiàn)象也比較普遍。

圖9 隔爆接合面間隙超差

1.6 電纜引入裝置問(wèn)題

電纜引入裝置是防爆電氣設(shè)備上不可缺少的一個(gè)部件，如果引入裝置安裝有問(wèn)題，同樣會(huì)導(dǎo)致防爆電氣設(shè)備的防爆性能的失效，電纜引入裝置問(wèn)題在海上平臺(tái)也是常見(jiàn)的。主要有：一個(gè)引入口穿兩根電纜，密封圈為單孔密封圈，無(wú)法保證壓緊和密封電纜；扁型電纜引入圓形密封圈的引入裝置，無(wú)法保證壓緊密封；多余的引入口未用專用封堵件封堵；隔爆型電氣設(shè)備引入裝置的壓緊螺母為塑料材質(zhì)等。這些問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致防爆性能失效，如圖10、圖11、圖12所示。

圖10 兩根電纜引入一個(gè)引入裝置

圖11 扁電纜引入圓形密封圈電纜引入裝置

圖12 多余電纜引入口未封堵

1.7 接地問(wèn)題

在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)防爆電氣設(shè)備的金屬外殼都必須進(jìn)行可靠接地，防爆電氣設(shè)備一般都有內(nèi)接地和外接地兩個(gè)接地連接件，在安裝時(shí)，電源的零線應(yīng)與設(shè)備的內(nèi)接地可靠連接，外接地應(yīng)與專用接地線可靠連接。如果不接地或接地連接不可靠，除了會(huì)給人身和設(shè)備造成傷害，還有可能產(chǎn)生火花或高溫，從而引起爆炸事故。例如，一臺(tái)防爆電機(jī)的接地線接到風(fēng)扇罩上，而沒(méi)有接到專用的外接地螺栓上，如圖13所示；另外一臺(tái)電機(jī)內(nèi)接地沒(méi)有接，如圖14所示。

圖14 電機(jī)內(nèi)接地未接

2 原因分析

造成防爆電氣設(shè)備出現(xiàn)上述問(wèn)題的主要原因有以下幾點(diǎn)

(1)防爆電氣設(shè)備前期選型、采購(gòu)、安裝、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)沒(méi)有嚴(yán)格的管理和控制，致使一些防爆電氣設(shè)備選型、安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，甚至使用非防爆電氣設(shè)備。

(2)平臺(tái)上電氣設(shè)備維護(hù)人員缺少防爆專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)，令設(shè)備缺少必要的日常檢查和維護(hù)，或維護(hù)、檢修后的設(shè)備安裝不規(guī)范，導(dǎo)致部分防爆電氣設(shè)備使用一段時(shí)間后出現(xiàn)安全隱患。

(3)海上石油平臺(tái)處在高溫、潮濕、腐蝕、風(fēng)浪等環(huán)境中，這些環(huán)境條件會(huì)對(duì)防爆電氣設(shè)備造成影響，如外殼破裂、緊固件及隔爆面的銹蝕、防護(hù)襯墊的老化等，都會(huì)降低防爆電氣設(shè)備的防爆性能。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)上述問(wèn)題提出以下改進(jìn)措施

(1)加強(qiáng)防爆電氣設(shè)備采購(gòu)、安裝及驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理，必要時(shí)可委托防爆專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)防爆電氣設(shè)備安裝后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)整改，確保防爆電氣設(shè)備選型、安裝等符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域禁止使用非防爆電氣設(shè)備，防爆電氣選型時(shí)除了滿足防爆要求還應(yīng)滿足使用場(chǎng)所的環(huán)境要求。

(2)加強(qiáng)海上石油平臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的防爆電氣基礎(chǔ)知識(shí)、防爆電氣設(shè)備安裝、檢查及維護(hù)知識(shí)的培訓(xùn)，加強(qiáng)管理人員相關(guān)法律、法規(guī)及防爆電氣管理方面的要求，使其能夠按照國(guó)家相關(guān)要求對(duì)防爆電氣設(shè)備進(jìn)行有效管理。

(3)按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)防爆電氣設(shè)備進(jìn)行必要的日常檢查和維護(hù)，對(duì)于外殼破裂的產(chǎn)品及時(shí)進(jìn)行更換；緊固件缺失的應(yīng)補(bǔ)齊、松動(dòng)的應(yīng)緊固；防護(hù)用密封件應(yīng)按說(shuō)明書要求定期更換。隔爆接合面銹蝕的及隔爆接合面間隙超差應(yīng)按相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢修，保證其間隙不大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。多余的電纜引入裝置孔應(yīng)用專用封堵件封堵，塑料壓緊螺母應(yīng)更換為金屬壓緊螺母，一個(gè)電纜引入口只能引入一根電纜。防爆電氣設(shè)備內(nèi)、外接地按標(biāo)準(zhǔn)要求與接地線可靠連接。

4 結(jié)語(yǔ)

海上石油平臺(tái)環(huán)境特殊，防爆電氣設(shè)備的安全直接關(guān)系到平臺(tái)的安全，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)防爆電氣設(shè)備的安全管理。加強(qiáng)新購(gòu)置防爆電氣設(shè)備的選型、安裝、驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)在用防爆電氣設(shè)備進(jìn)行必要的日常檢查、維護(hù)，對(duì)于不符合要求的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修或報(bào)廢，提升防爆電氣設(shè)備在整個(gè)壽命周期內(nèi)的安全水平。

[1] GB 3836.14—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第14部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所分類.

[2] GB 3836.15—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第15部分：危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安裝(煤礦除外).

[3] GB 3836.16—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第16部分：電氣裝置的檢查和維護(hù)(煤礦除外).