朱毅瑩
(廣東省特種設備檢測研究院佛山檢測院)
地下儲氣井是指以儲存壓縮氣體為目的的地下立式管狀承壓設備。其制造工藝為:先采用和石油鉆井相似的工藝在地下打出裸眼井,然后將井筒下入裸眼井內,井筒由多根井管依靠接箍通過螺紋連接而成,螺紋之間填充專用密封脂,起密封作用,井筒和裸眼井之間的環(huán)空內注入水泥漿,水泥漿固化后對井筒起固定和防腐作用[1]。地下儲氣井主要用于汽車加氣、天然氣調峰和工業(yè)儲氣等,其工作壓力為22 MPa~24 MPa,屬于固定式壓力容器類別、高壓容器品種。
近年來,廣東省大力扶持新能源汽車發(fā)展,積極開展加氣站的建設。CNG 加氣站多建設在交通便利、人口密集的地點。由于結構、施工工藝及選材方面等因素,作為國內CNG加氣站的首選儲氣系統的地下儲氣井仍然存在一定的安全隱患[2],加之介質天然氣是易燃易爆氣體,一旦發(fā)生泄漏或爆炸等事故,后果往往難以估量,甚至會給人民的生命和財產安全帶來極為慘重的損失。
和常規(guī)壓力容器相比,地下儲氣井壓力高,介質危險性大,并且地下儲氣井從結構、材料到制造工藝均有一定的特殊性,導致常規(guī)檢驗難以實施。因此,應通過制定地下儲氣井的定期檢驗規(guī)范,來規(guī)范在用地下儲氣井檢驗檢查工作。質檢總局于2008年11月3日印發(fā)了《關于加強地下儲氣井安全監(jiān)察工作的通知》(質檢辦特〔2008〕637號)(以下簡稱:《通知》)。《通知》要求由中國特種設備檢測研究院負責指導并組織有關特種設備檢驗檢測機構實施地下儲氣井的監(jiān)督檢驗工作。2013年發(fā)布的TSG R7004—2013《壓力容器監(jiān)督檢驗規(guī)則》附件C“地下儲氣井監(jiān)督檢驗專項要求”明確了地下儲氣井的具體監(jiān)督檢驗工作。地下儲氣井作為特種設備必須按照《特種設備安全監(jiān)察條例》、TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》要求,投用后必須進行定期檢驗。但是尚沒有相關的國家標準、安全技術規(guī)范對地下儲氣井的定期檢驗工作作出明確要求。只是《質檢總局關于地下儲氣井安全監(jiān)察有關事項的公告》(2014年第42號)要求,地下儲氣井定期檢驗的檢驗機構應制定地下儲氣井定期檢驗的技術標準或作業(yè)指導書,參照定期檢驗規(guī)則確定檢驗項目。針對這種情況,編制一個地下儲氣井定期檢驗規(guī)范來指導、規(guī)范地下儲氣井的定期檢驗工作,保障地下儲氣井的安全運行,是非常有必要的。
本標準是以《中華人民共和國特種設備安全法》《特種設備安全監(jiān)察條例》等法律法規(guī)和TSG 21—2016《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》等技術規(guī)范為基礎,結合廣東省地下儲氣井的生產、使用和檢驗的特點和現狀,提出了地下儲氣井定期檢驗的基本原則和具體要求。
廣東省內的地下儲氣井是根據SY/T 6535《高壓氣地下儲氣井》標準設計制造,用于儲存符合GB 18047《車用壓縮天然氣》介質的重要設備。本標準是以《中華人民共和國特種設備安全法》《特種設備安全監(jiān)察條例》等法律法規(guī)和TSG 21—2016《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》等技術規(guī)范為基礎,結合廣東省地下儲氣井的生產、使用和檢驗的特點和現狀,提出了地下儲氣井定期檢驗的基本原則和具體要求。主要適用于SY/T 6535《高壓氣地下儲氣井》標準設計、制造,并且用于盛裝符合GB 18047《車用壓縮天然氣》介質的地下儲氣井檢驗檢查工作,其他用途及非腐蝕性氣體可參照使用。
在用地下儲氣井的自行檢查包括月度檢查和年度檢查。除了明確檢查的頻率和責任主體外,對于月度檢查,本標準還對其主要工作內容作出規(guī)范;對于年度檢查,本標準則對檢查前準備工作、檢查的內容、檢查結論以及年度檢查報告樣式等方面要求進行說明,并列出了年度檢查的工作流程圖。
與常規(guī)容器相比,地下儲氣井因其結構或使用工況等因素存在特殊性的檢查部位或項目,本標準對比進行了描述。例如,本體及其運行狀況的檢查中,應注意:地下儲氣井的本體、井口裝置、接口(閥門、管路)部位、焊接接頭等是否存在裂紋、泄漏、冒井、沉井、變形、損傷、腐蝕、部件松動等情況,是否按要求進行定期排污;明確本體及其運行狀況檢查和安全附件及儀表檢查合格后應進行泄漏性檢查。
對于與常規(guī)容器相同的檢查項目,本標準直接引用TSG 21—2016中的相應條款,用精煉的語言,突出了檢查的重點。
該章節(jié)對在用地下儲氣井定期檢驗的基本要求、檢驗前準備工作、檢驗項目、安全狀況等級評定、定期檢驗結論和報告六方面作出規(guī)范,并列出了定期檢驗的工作流程圖。
考慮到地下儲氣井結構、介質等的特殊性,本標準提出了定期檢驗過程中的特殊要求:
3.3.1 現場檢驗條件
用氮氣(清潔水)對井內天然氣置換至可燃氣體含量低于爆炸下限值的1%并進行氣體分析;洗凈去除井底及附著在井壁上的油污;現場檢驗過程全程監(jiān)測可燃氣體含量。
3.3.2 檢驗用的設備、儀器和工具
應采用防爆型設備、器具;用于檢測的每個電源開關應單獨設置漏電保護。
3.3.3 宏觀檢驗
列出目視檢驗的檢驗部位及判定標準,如井口裝置,井口與井筒的連接,井口可重復拆卸部位,井筒與外壁水泥環(huán)之間縫隙,附近地表水泥裂縫,井體與地面連接部位,井組基礎等,是否無松動、破損、井體竄動、下沉、開裂、堵塞等。
3.3.4 壁厚測定
由于地下儲氣井內空間限制,壁厚測定方式可采用水下自耦合超聲測厚;規(guī)范壁厚測定點的位置、范圍、精度等。
3.3.5 材料分析
地下儲氣井工作壓力高,故其用鋼應符合TSG 21—2016中2.2.1.7的有關規(guī)定;對無法查明材質的,應采用光譜分析等方法進行確定;若需要更換螺栓等零部件的,應對更換的零部件進行光譜分析。
3.3.6 液壓試驗和氣密性試驗
由于介質易燃易爆以及無法進行傳統無損檢測,故明確地下儲氣井定期檢驗應進行液壓試驗和氣密性試驗,并對試驗參數、準備工作、安全防護、試驗介質、試驗過程、合格要求[3]等進行規(guī)范。
地下儲氣井作為特種設備必須按照《中華人民共和國特種設備安全法》《特種設備安全監(jiān)察條例》和TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的要求進行檢驗檢查,但是目前尚沒有發(fā)布相關的國家標準和安全技術規(guī)范。《質檢總局關于地下儲氣井安全監(jiān)察有關事項的公告》(2014年第42號)中要求負責地下儲氣井定期檢驗的檢驗機構應參照《壓力容器定期檢驗規(guī)則》確定檢驗項目,制定地下儲氣井定期檢驗的技術標準或作業(yè)指導書。
TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》于2016年2月22日發(fā)布,于2016年10月1日起施行,同時廢止了TSG 7001—2013《壓力容器定期檢驗規(guī)則》,故本地方標準參照TSG 21—2016確定地下儲氣井的檢驗項目。
本標準實施后,標準起草單位會同標準化技術機構組織廣東省內的地下儲氣井生產(含設計、制造、安裝、改造、維修)、使用、檢驗、檢測單位,對本標準進行宣貫,推薦各單位積極使用本標準,擴大標準的影響力和使用范圍。
隨著天然氣能源的廣泛利用,地下儲氣井作為天然氣儲存設備,其安全性不可小覷。《在用地下儲氣井檢驗規(guī)范》地方標準的制定為廣東省地下儲氣井的檢驗檢查建立了一個統一的尺度標準,指導廣東省內各加氣站開展地下儲氣井日常檢驗檢查工作,規(guī)范特種設備檢驗機構對地下儲氣井的定期檢驗,有效地發(fā)現和消除安全隱患,保障地下儲氣井的安全運行和人民的生命財產安全。