冷切割在油田工業用火的應用

張寶胄

摘 要 油田生產運行處于易燃易爆、有毒有害、高溫高壓環境中，要經常對油、氣、水輸送管道，設備設施、機具裝置等進行工業用火維修作業，稍有疏忽，易造成著火爆炸事故，嚴重威脅員工的生命安全。本文重點介紹工業用火過程中，引用冷切割技術降低施工風險和保障人員施工安全，提高工業用火的安全技術含量，降低風險和危害。

關鍵詞 工業用火 冷切割 安全防護

中圖分類號：TE4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2020）04-0032-02

油田生產運行的石油裝置、設備設施、油氣管道承受內部介質的壓力、溫度、化學腐蝕等作用，或受材料、焊接工藝、惡劣工作環境等因素發生裂縫、穿孔泄漏等情況，所以在維、檢修過程、更換流程、工藝改造時需要進行工業用火來完成。這類用火作業往往是在任務急、時間緊、處于易燃易爆的情況下進行，極易發生事故。因此，嚴格工業用火管理制度，探究用火作業的防火防爆技術，是杜絕發生事故的重要手段。

多年來，采油廠在工業用火過程中，采取能不用火就不用，凡是能拆下來轉移到安全區域用火，引用冷切割技術等一些措施，極大降低了用火作業的安全風險。根據統計，2020年采油廠涉及工業用火作業共3826次，其中，引用冷切割技術978次，占比25.6%，這一部分用火主要是應急狀況、特級和一級用火作業。冷切割技術在工業用火作業中，已廣泛運用，技術十分成熟，大大加強了用火作業的安全可靠性，為后續的用火施工提供了安全保證。

冷切割顧名思義是不使用明火的一種切割方法，采用切割過程不產生高溫的技術手段或方法，使被切割物保持原有材料特性，切割過程溫度沒有劇烈的升溫變化，通常溫升不超過40攝氏度。主要有摩擦切割法、切削法、水切割法、化學法、電燒蝕切割法等幾種方法。

冷切割與傳統的火焰氣切割技術相比，安全優勢明顯。尤其是在易燃易爆場所的用火作業施工中，冷切割技術應當作為首選的切割方式，本文以目前普遍使用的水冷鋸片切割技術為主，探究在工業用火中的安全技術措施。

1 氣切割在用火作業中的特點和缺點

1.1 特點

氣切割又稱氧氣切割或火焰切割，主要是指利用氣體火焰將被切割的金屬預熱到燃點，使其在純氧氣流中劇烈燃燒，形成熔渣并放出大量的熱，在高壓氧的吹力作用下，將氧化熔渣吹掉，達到切割的目的。特點有以下幾方面：

1. 切割鋼鐵的速度快，省時省力;

2. 對于切割形狀和切割厚度，氣割可以簡單經濟地實現;

3. 設備可以便攜，可在適合的現場使用;

4. 切割靈活，可以在一個很小的半徑范圍內快速改變切割方向;

5. 可切割較大、較厚金屬板材;

6. 過程可以手動或自動操作。

1.2 缺點方面

1. 易燃易爆、有毒有害，環境切割要求極高，易出現著火爆炸;

2. 塔、槽、罐、壓力容器等特殊設備裝置，不易使用;

3. 對施工人員可能造成著火和燒傷的危險;

4. 劇烈燃燒產生的煙氣危害施工人員健康;

5. 氣瓶、用火點和周邊環境有安全間距要求;

6.施工人員對切割技術技能的熟練性和現場施工經驗起關鍵作用。

2 冷切割作業

油田工業用火，受生產運行、周邊施工環境、用火點的位置等的約束，現場情況復雜多變。冷切割技術具備了作業時處于低溫和不產生火花的狀態，在易燃易爆場所施工，起到重要安全作用，具有以下特點：

2.1 作業過程的安全可靠性

低溫和不產生火花，即便裝置設備或流程管線內部的介質有一定的余壓，只要現場清理好油氣水可燃物，操作時就不會產生著火和爆炸，是氣切割無法比擬的。

2.2 應急情況的可操作性

油田是連續生產單位，大部分工業用火必須盡快實施，用火時間影響原油生產，還影響末端煉油廠生產。許多關鍵的裝置和設備設施，需要可靠的安全防護措施和最短的時間完成。冷切割在這種緊急的情況下可以提供可靠的保證。

2.3 施工設備的便易性

切割技術具備防爆要求，只要現場操作空間具備，施工操作人員可以快速對更換、切割部位進行操作。

3 冷切割技術要點

油田工業用火一般分為兩個環節，第一要對設備實施或管道進行清理置換、拆除、切割。這一個環節至關重要，風險性和危害性非常高，也是最容易出現事故的直接作業環節。第二個環節是對新的設備實施或管道進行更換和焊接，這一部分得益于前期的切割更換工作，經過嚴格的易燃物清理和氣體數據監測，危害性較小。

3.1 切割設備

隨著科學技術的發展，各種工具和用具的電動化、專業化和精細化得到有效改進，為施工提供安全便利和工作效率。在施工中采用冷卻液噴淋配合往復式鋸片電動切割機進行切割作業。

3.2 安全管理措施

1.冷切割也是工業用火的一種形式，要嚴格執行《工業用火管理規定》，按照用火級別制定用火方案，進行審批、報備。

2.作業前做好JSA分析和安全技術交底，明確用火監護人，填寫現場用火安全措施確認書。

3.操作人員穿戴勞保用品，佩戴護目鏡，持證作業，有豐富的操作技能。

4.清除作業現場周圍易燃物、可燃物;有效隔離15米范圍內有可能泄漏易燃、可燃物料的設備設施。

5.準備好充足的冷卻液和滅火器、消防毛氈等消防器材。

3.3 安全技術要點

1.冷切割作業雖然沒有劇烈燃燒和明火，但必須嚴格按照防爆要求進行。

2.設備設施或管道作業施工，要用氮氣、二氧化碳、水和水蒸氣等進行介質置換，使可燃氣體含量降低到爆炸下限以下，形不成爆炸性混合氣。

3.嚴格對周圍可燃氣體濃度的監測，保證安全可靠時再施工操作。

4.無論切割任何部位，都要注意裝置或管道存在的壓力和死角中聚集的可燃氣體。

5.切割操作時要不間斷在作業面進行冷卻液降溫。

6.管道切割，開天窗后要進行封堵，阻斷油氣源，使用專制的隔離球封堵，避免漏油漏氣，發生放炮事故。

7.切割完成的后續工作仍然重要，可采用油泥封堵隔離，油泥使用1：4的黃油、滑石粉攪拌而成，有效隔離封堵可燃物質。

工業用火作業是危險性較大的施工，必須掌握安全技術知識，應用冷切割等技術降低施工風險，提高工業用火的安全技術含量，降低危害。

（中石化勝利油田分公司 勝利采油廠，山東 東營 257000）