《有毒有害物质管道泄漏分析及对策》17000字

２６有毒有害物质管道泄漏分析及对策摘要通过对管道泄漏的原因和程度进行归纳、分析，深刻认识到泄漏的危害，明白防范胜于救灾，在泄漏发生之前应该制定并实行正确有效的预防泄漏措施。泄漏检测技术能及时发现泄漏，为泄漏治理赢得时间和主动。并在预防的基础上提出治理泄漏的措施和泄漏事故的应急与抢险。关键词：管道泄漏，原因，程度，分析，治理，检测目录第1章前言 １1.1泄漏的概念 ２1.2泄漏的分类 ２1.2.1按泄漏物质分 ２1.2.2按介质泄漏量分 ３1.2.3按泄漏部位分 ３1.2.4按泄漏介质流向分 ３1.2.5按泄漏发生频率分 ３1.3泄漏的危害 ３1.3.1物料和能量损失 ３1.3.2引发事故灾害 ４1.3.3环境污染 ４第2章管道泄漏原因分析 ５2.1设计选型的因素 ５2.1.1选用材料不当、阀门、管件选型不合理 ５2.1.2应力分析失误、系统设施布置不合理 ５2.2生产制造的因素 ５2.2.1气孔 ５2.2.2缩孔与缩松 ６2.2.3裂纹 ６2.3安装施工的因素 ６2.3.1施工安装焊接质量低劣 ６2.4生产管理的因素 ７2.4.1人的操作不当 ８2.4.2外力破坏 ８2.4.3腐蚀作用 ８2.4.4安全管理漏洞 ９第3章管道泄漏程度分析 １０3.1管输介质的危害性 １０3.1.1当时性危害 １０3.1.2长期性危害 １０3.2泄漏计算 １１3.2.1管道不完全破裂 １１3.2.2管道完全破裂 １２第4章管道泄漏对策研究 １３4.1预防泄漏的措施 １３4.1.1提高认识，加强管理 １３4.1.2可靠性设计 １３4.1.3设置齐全，可靠的防漏安全装置 １５4.1.4日常维护措施 １５4.1.5操作措施 １６4.1.6控制泄漏发生后损失的措施 １６4.2泄漏治理 １７4.2.1管道开挖修复技术 １７4.2.2管道内封堵技术 １８4.2.3管道非开挖修复技术 １９4.2.4聚乙烯管道的抢修技术 １９4.2.5抢修中的注意事项 １９4.3泄漏事故应急与抢险 ２０4.3.1编制泄漏事故应急救援预案 ２０4.3.2泄漏事故抢险指挥 ２０4.3.3应急处理步骤 ２１第5章泄漏检测技术 ２４5.1直观法 ２４5.1.1直接观察法 ２４5.1.2听漏法 ２４5.1.3直接嗅觉法 ２４5.2仪器检漏法 ２５5.2.1“第三只眼”——内窥镜 ２５5.2.2摄像观察 ２５5.2.3超声波检漏 ２５5.2.4声脉冲快速检漏 ２６5.2.5声发射 ２６5.2.6红外线检漏技术 ２６5.2.7可燃性气体检测报警器 ２７5.2.8有毒气体检测报警器 ２８5.3示踪剂检漏法 ２８5.3.1天然气加臭 ２８5.3.2氦气 ２９5.3.3氢气 ２９5.3.4放射性示踪剂 ２９5.3.5全氟碳示踪剂 ２９结论 ３０参考文献 ３１第1章前言泄漏是高能量流体向低能量处的流动，是物质世界运动变化的一种自然现象，是能量从不平衡走向平衡的过程，这是宇宙的自然规律。所谓“有害、无害”，都是相对于人类自身的愿望而言。泄漏如影随形，人们无论是生活中还是生产上都会受到它的困扰，是人们经常遇到的难题。在家里,我们会碰到阀门漏水、房屋漏雨;在路途上，会碰到车胎跑气、油箱漏油；在工厂，人们要花很多精力对付泄漏。很多灾害其实就是泄漏造成的。所谓水灾，是指洪水的恣意流动，如堤坝决口；火山爆发更是一种泄漏；臭氧层空洞引发紫外线泄漏……。泄漏既损失了资源，又污染了环境，更是许多火灾、爆炸、中毒事故的根源。泄漏的恶果迫使人们进行思考，总结经验教训，更好地掌握和利用科学规律，趋利避害，从而推动了人类进步。人类为了防风避雨，建成了今天五彩斑斓、形形色色的建筑。在跟水灾的斗争中，发展了筑坝技术，不但减轻了水灾，还利用其能量发电。人类开始用石器、陶器、铁器盛水，为了运输水用发明了管道，从竹管、陶管到铁管、钢管、玻璃钢管，还发明了泵、压缩机等等，以上各种形式的密封装置更是人们主动用来预防泄漏。可以说，泄漏治理构成了人类文明特别是自然科学技术的主要内容。泄漏治理的目的就是使物质按照人的愿望有序地流动。我们应该重视预防，其次才是“检漏+堵漏”。泄漏以后的维修总是被动、应付，预防才是减少泄漏的治本良策。我们认真研究分析发生泄漏的各种原因，从中找出预防泄漏的措施，从根本上减少或消除泄漏的发生。但是由于介质变化，温度、压力波动，应力集中，材质疲劳，密封损坏，制造缺陷，操作失误以及种种难以预料的因素，设备管件发生泄漏是不可避免的。由于泄漏造成的经济损失巨大，但又是不可避免的，所以我们在积极预防的基础上，也要研究在出现泄漏的紧急情况下如何迅速采取有效的措施，尽量减少经济损失和避免火灾、爆炸、中毒事故的发生。石油化工行业是我国国民经济的支柱产业，在实现四个现代化的宏伟目标中肩负着十分重大的任务；同时石油化工又是一个具有鲜明生产特点的行业：大工业生产方式，连续性运作；石油化工生产的介质具有易燃、易爆、易腐蚀、有毒等特点，而加工产品又往往是在高温、高压、高速、深冷、强腐蚀等较为恶劣的条件下进行；因此设备的安全运行是一个很重要的问题。设备的安全运行是由很多的保障技术为其保驾护航的，除去严格的施工管理制度、质量验收规范之外，日常的设备维护保养制度，巡回检查制度都是十分重要和必不可少的。然而或是由于生产装置的运行波动，或是由于戒指长期腐蚀、冲蚀，或是由于检维修质量问题等等，设备以及管道常常会出现泄露，这种泄露既影响生产又污染环境，严重的甚至会引起火灾和爆炸，某些泄露会导致停工停产，给国家和企业带来巨大的经济损失。在石油、天然气的生产、加工、储运乃至销售环节，常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、有毒有害和腐蚀等危险因素。特别是油气管道，尤其是高压输气管道，出现泄漏的机率越来越大，发生事故的危险越来越大，造成的经济损失也越来越大。由于管道所输送的物质一般为有害物质，一旦发生泄漏或断裂就会引起火灾、爆炸，造成人员伤亡等重大事故发生，而且还对周围环境产生不可挽回的严重后果。因此，管道的安全性是一个非常重要的问题。我们通过对泄漏的原因进行归纳、分析，制定正确的预防泄漏措施，对预防泄漏、治理泄漏以及今后的防火工作将起到积极的作用。1.1泄漏的概念由于密闭的容器、管道、设备等内外两侧存在压力差，因此在其使用过程中，内部介质在不允许流动的部位通过孔、毛细管等缺陷渗出、漏失或允许流动的部位流动量超过允许量的一种现象，叫做泄漏。泄漏需要有泄漏通道及存在压力差，而压差是产生泄漏的根本原因。1.2泄漏的分类泄漏情况是复杂的、多种多样的，泄漏发生的部位及原因也相当广泛。站在不同的角度，泄漏就有不同的分类。1.2.1按泄漏物质分泄漏物质一般分为气态、液态、固态三类。石油工业常见的气态物质有天然气、煤气、蒸汽、氧气等；液态物质有“水”（热水、自来水、软水、循环洗涤水、冷却水和污水）、“油”（原油、成品油）以及酸、碱、盐和溶剂等；常见的固态物质有粉尘、砂粒等；另外还有看不见的物质泄漏，如电、电磁波、紫外线等。最常见的泄漏物是石油、天然气和水。1.2.2按介质泄漏量分根据泄漏量的大小，可分为：渗漏、滴漏、喷漏。1.2.3按泄漏部位分可分为本体泄漏和密封泄漏。本体泄漏如管道、阀体、壳体等设备本身产生的泄漏；密封泄漏是指密封件的泄漏，如法兰、螺纹静密封泄漏以及泵、压缩机等动密封处的泄漏。1.2.4按泄漏介质流向分有向外泄漏、向内泄漏、内部泄漏，如阀门关闭后阀座处仍然有介质流过，叫作内漏。1.2.5按泄漏发生频率分有些泄漏是突发性的，也有些泄漏是渐进的、经常性的。突发性泄漏危害最大。石油工业中最常见的泄漏，按介质以天然气、蒸汽最多；按部位以法兰最多，约占泄漏次数的60%以上。天然气比石油更具有危险性、突发性，事故发生的次数较高，后果也往往更为严重。1.3泄漏的危害泄漏造成的危害是巨大的，主要有下面几个方面：1.3.1物料和能量损失泄漏首先流失了有用物料和能量，这是肯定的。泄漏增加了物料消耗，使企业成本上升，效益下降。泄漏还会降低生产装置和机器设备的出力率和运转率，严重的泄漏还会导致生产无法正常运行，装置被迫停车抢修，造成严重的经济损失。1.3.2引发事故灾害泄漏是导致石油石化企业发生火灾爆炸事故的主要原因。一是因为生产物料几乎都是易燃易爆物质；二是空气无处不在；三是由于生产工艺、安装、检修等过程的需要，离不开火源。因此，在生产过程中，一旦物料泄漏到周围大气中，或由于负压操作、系统串气，空气窜入生产装置内，都极有可能发生着火、爆炸、中毒等事故，造成厂毁人亡。1.3.3环境污染泄漏是生产环境恶化、造成环境污染的重要根源。泄漏到环境中的物质一般难以回收，严重污染了空气、水以及土壤。

第2章管道泄漏原因分析影响管道泄漏的原因是多种多样的，有的是单一的原因，有的则是几种原因的组合。归纳起来主要有：设计选型、生产制造、安装施工、生产管理等几个方面的因素。2.1设计选型的因素选用材料不当；阀门、管件选型不合理；应力分析失误；系统设施布置不合理等。2.1.1选用材料不当、阀门、管件选型不合理选用材料时，目标不明确，认为其它材料也差不多，错误地选用；阀门和管件的选用也要正确，否则两者连接不紧密，如有缝隙等。2.1.2应力分析失误、系统设施布置不合理设计单位设计时，对管线经过地带的地形、地物、地貌，如有无滑坡、地势高差、洪水冲刷、河流改道情况考虑不周全，对管线的走向、系统设施布置不合理，存在应力分析失误，以致在某些应力集中的部位没有采取相关的措施，成为管线中的薄弱部位，也是易发生泄漏的部位。2.2生产制造的因素制造质量低劣；管材本身存在的原始缺陷，如气孔、缩孔与缩松、裂纹等缺陷；材料表面加工粗糙，密封性能差，引起泄漏。2.2.1气孔气孔产生在铸件表面或内部。形状有圆的、长的及不规则的，有单个的，也有聚集成片的，气孔的内部都很光滑，颜色为白色或一层暗色。气孔的存在会引起管道的局部应力集中，诱发裂纹，为今后的燃气泄漏事故埋下隐患。2.2.2缩孔与缩松缩孔与缩松是由于铸件中液体金属凝固时所产生的体积收缩,得不到足够的金属液补充而造成的缺陷。缩孔产生在铸件内部，形状不规则，孔内粗糙不平，晶粒粗大。缩松在铸件内部呈细小、分散状分布，它聚集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒间有很小的孔眼，水压实验时会渗水。2.2.3裂纹按产生裂纹的温度不同,可分为热裂和冷裂.热裂是在高温下产生的,其裂开处的表面被严重氧化,裂纹沿晶界通过,呈弯曲形;冷裂是在较低的温度下形成的,其裂缝表面未被氧化,裂纹穿过晶粒呈直线状。裂纹产生的基本原因是由于铸件在冷却时收缩大，且不均匀，使铸件产生很大的内应力，当这种内应力超过铸件本身的强度极限时便会产生裂纹。2.3安装施工的因素2.3.1施工安装焊接质量低劣目前我国的管道的一般连接方式都是采用焊接.目前焊接普遍存在未焊透、未熔合、夹渣、气孔、裂纹等质量缺陷。根据对燃气火灾的统计，得知有很大一部分泄漏事故与管道的焊接质量有关。管道焊接缺陷主要有以下几种：2.3.1.1焊缝的外部缺陷外部缺陷位于焊接接头的表面，用肉眼或低倍放大镜就可以看到。（1）焊缝尺寸不符合要求，这类缺陷主要表现有以下几种：a.焊缝表面粗糙，鱼鳞纹不整齐。b.焊缝宽度太宽或太窄。c.焊缝余高过高即焊缝上熔焊金属堆得过高或焊缝未被熔焊金属填满。（2）咬边咬边是由于电弧将焊缝边缘熔化后没有得到熔敷金属的补充而在焊缝和母材之间留下的缺口。过深的咬边不但会减弱焊接接头的强度，更重要的是，咬边造成的应力集中有可能成为疲劳破坏的发源地。（3）弧坑弧坑是指焊缝收尾处的下陷现象，弧坑的存在往往使该处强度减弱。（4）烧穿烧穿是熔化焊中的一种常见的缺陷。其产生的主要原因是对焊件的加热过甚。2.3.1.2焊缝的内部缺陷（1）未焊透母材与熔敷金属之间或母材之间局部未熔合的现象称为未焊透，边缘未焊透和层间未焊透等。未焊透不仅使焊缝强度削弱，更重要的是，它有一个如矩形的缺口，会引起严重的应力集中，容易诱发裂纹使构件破坏。因此在构件中发现未焊透缺陷，必须铲除，重新补焊。（2）气孔在焊接过程中,由于焊缝金属中的气体未充分逸出,而在焊缝金属内部或表面形成的孔穴称为气孔。（3）夹渣在焊缝金属内部或熔合线上存在的非金属夹杂物称为夹渣。气孔和夹渣的存在,减少了焊缝的截面,削弱了焊缝的静拉伸强度。2.3.2不按设计图纸要求施工施工单位不按设计图纸要求施工，例如我们要求将这一条管道埋到地下1米深，但由于是人工挖土，并不能保证所有的管道基础都是准确的1米深度，尤其当沟渠超挖时，施工人员如果不做好技术处理，将基础作平整的话，使管道悬空受力，一竣工就给管道埋下受力不均、应力集中的隐患。有的甚至错用材料，造成材料失效。没有有效的监督机制，无损探伤的比例、部位和评判标准不符合有关标准。2.4生产管理的因素主要包括人的操作不当、外力破坏和腐蚀作用；安全管理方面等。2.4.1人的操作不当人的操作不当可能是由于：不熟悉操作程序、疏忽造成或违章操作。其中违反安全规定，不按程序操作是造成泄漏的最重要的原因。由于操作人员工作不认真、想当然、技术不熟练、误操作造成泄漏事故的例子屡见不鲜。引起泄漏的错误操作通常有：操作不平衡，压力和测试调节忽高忽低；气孔、油孔堵塞，未及时清扫；不按时添加润滑剂，导致设备磨损；不按时巡回检查、发现和处理总是如溢流冒罐等；误关阀门和忘记操作等2.4.2外力破坏外力破坏包括人为的破坏和自然的破坏，它们都是受外部冲击而产生的破坏。野蛮施工的大型机动设备（如挖土机）的碾压、铲挖等属人为破坏；地震、滑坡、洪水、泥石流等造成管道断裂属自然破坏。另外，道路路面和管道基础的不均匀沉降引起管道受力的不均匀也能造成管道破坏。2.4.3腐蚀作用腐蚀是管道使用过程中常见的一种缺陷,其原因是金属材料与介质接触产生化学或电化学变化而引起的。管道腐蚀的部位包括内壁和外壁。2.4.3.1外壁腐蚀外壁腐蚀同样可以在架空或埋地管道上发生。架空钢管的外壁用油漆覆盖层防腐，埋地钢管的化学腐蚀是全面性的腐蚀，在化学腐蚀作用下，管壁厚度减薄是均匀的，所以从钢管受到穿孔破坏的观点来看，化学腐蚀的危害性不大，故通常埋地钢管的腐蚀以电化学腐蚀为主。2.4.3.2内壁腐蚀水在内壁生成一层亲水膜，形成了电池腐蚀的条件，产生电化学腐蚀。还由于输送的燃气中可能含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其它腐蚀性化合物直接和金属起作用，引起化学腐蚀。因此，在架空或埋地钢管的内壁一般同时存在化学腐蚀和电化学腐蚀。内壁防腐根本措施是将燃气净化，使其杂质达到允许值以下。还可以在管道内壁用合成树脂或环氧树脂等作内涂层，可防止管道内壁的腐蚀，并能降低管壁的粗糙度，相应的提高管道的输气能力。2.4.4安全管理漏洞管理部门对制度落实不完善，落实不到位，缺乏成套的巡线、检测、查漏制度和机制。为了降低成本，追求高额利润，有些公司特别是私营企业急功近利，存有侥幸心理，忽视安全，如缩小安全系数、减免安全保护设施，也会造成泄漏事故。另外不按规定进行定期检验等也会造成泄漏。生产现场的跑、滴、漏正是其管理落后的标志，各种泄漏事故往往都能从管理上找到漏洞。

第3章管道泄漏程度分析有毒有害物质泄漏以后程度分析的研究是进行工业危险源评价、制定泄漏事故应急预案、确定泄漏损失的基础技术依据，对于预防泄漏事故、控制其蔓延具有重要意义。泄漏量不仅与泄漏介质的状态、本身的物理性质有关，还与缺陷的大小、几何形状有关。3.1管输介质的危害性3.1.1当时性危害a．扩散性扩散性是指物质在空气中以及其它介质中的扩散能力，管道燃气的扩散能力取决于密度和扩散系数两个重要因素。扩散系数与泄漏介质的状态和人口密度有关。蒸发气泄漏比液体泄漏的扩散系数要大。人口密度越大，扩散系数越大。从理论上讲，扩散系数越大，扩散能力越强，火势蔓延就越快，火灾燃烧面积相应扩大，火灾波及的范围也越大。b．燃烧性天然气易于燃烧的主要原因：一是气态，经过燃烧的历程少；二是天然气的着火点低；三是它们的火焰传播速度较快。c．爆炸性在天然气火灾事故中，约有一半以上都是首先由爆炸引起燃烧的。爆炸极限越宽，火灾危险性越大，造成的损失也越大。例如，天然气的爆炸极限为5%--15%。3.1.2长期性危害泄漏会造成环境污染和生产环境恶化。如果泄漏的介质是强腐蚀性或是有毒物质，由于难以回收，严重污染了空气、水以及土壤，给当地的生态环境造成不可挽回的破坏。泄漏造成的危害，短期表现为物料流失，引发事故的发生，造成经济损失及人员伤亡；长期表现为当地的生态环境恶化。泄漏危害的大小与泄漏程度息息相关，泄漏的计算可以确定出泄漏点的位置和泄漏量的大小，以此来判断泄漏的危害程度。3.2泄漏计算泄漏点靠近城镇或其他人口密集的地方，泄漏量比较大的，危害程度非常大，必须马上实施泄漏事故应急方案，争取将危害和损失减小；对于泄漏点在人烟稀少的地方，泄漏量小的，相对来说，处理可以相对放宽一点，但也必须采取有效的治理措施。长输管线的泄漏分两种情况，一种是在管线中的某一处破裂，发生少量泄漏，但是还可以继续输气；另外一种是管线的某处完全破裂，不能继续输气。3.2.1管道不完全破裂管道不完全破裂就是在管线中的某一处破裂，发生少量泄漏，仍可以继续输气。这种泄漏程度相对管道完全破裂的情况来说，危害性和损失较小，但也不能小视。泄露发生时，全线压力下降，越靠近泄漏点，压降越大，可以根据泄漏前后压力变化大致确定出泄漏点。由平坦地区输气管道基本公式：得式中：水力摩阻系数，无因次；天然气压缩系数，无因次；天然气的平均温度，K；天然气气体的相对密度，无因次；管道内径，m；输气管道计算段长度或压缩机站站间距，m；常数，所有单位取国际单位时，C取0.03848；列方程得：①②①+②得式中：起点压力或压气站的出口压力，Pa；正常输量,m3/s；终点压力或压气站的进站压力，Pa；泄漏点压力，Pa；输气管道计算段长度或压缩机站站间距，m；泄漏量,m3/s；起点至泄漏点的长度，m。3.2.2管道完全破裂管线的完全破裂，就是在输气过程中，突然受到外力破坏，造成管道破裂，不能继续输气。这种泄漏程度一般很严重，泄露量比较大，造成的损失和危害也大。同上可得：式中：起点压力，Pa；泄漏点压力，等于大气压力P0，Pa；起点至泄漏点长度，m；泄漏量,m3/s。

第4章管道泄漏对策研究4.1预防泄漏的措施搞清了产生泄漏的原因，也就确定了防泄漏的措施。为了提高可靠性，就应该构筑起阻止泄漏的层层防线。4.1.1提高认识，加强管理首先，从思想上要树立“预防泄漏就等于提高经济效益”的认识。其次，完善管理、按章行事，是防止泄漏的重要措施。第三，要加强立法，以提高管理者的责任。除此之外，还必须依靠多种技术措施，进行综合治理。4.1.2可靠性设计为减少泄露的发生，在设计上应采取提高可靠性的技术措施。（1）紧缩工艺过程尽量缩小工艺设备，用危险性小的原材料和工艺步骤，简化工艺和装置，减小危险物存储量。（2）生产系统密闭化生产工艺中的各种物料流动能够和加工处理过程应该全部密闭在管道、容器内部，实现“搞油不见油”。（3）正确选择材料和材料保护措施材料选用的正确与否，直接关系到设计的成败。材质要与使用的温度、压力、腐蚀性等条件相适应，能够满足耐高温、强腐蚀等苛刻条件。不能适应的要采取防腐、防磨损等保护措施。（4）冗余设计为了提高可靠性，应提高设防标准，要提倡合理的多用钢材，而不是挖空心思节约钢材，比如在强腐蚀环境中，壁厚一般都设计有一定的腐蚀裕量，重要的场合可使用双层壁。我国现行的结构设计标准安全度较低，应大幅度提高。（5）降额使用对生产设施最大值的降额使用，是提高可靠性的重要措施。（6）合理的结构形式结构形式是设计的核心，是由多种因素决定的。为了避免零件的磨损，要有一个润滑体统，进而为了防止润滑油泄漏，尽量使用固体润滑剂。为了避免设备和管道冻裂，须采取保温、伴热等措施。正确选择连接方法，并尽量减少连接部位。由于焊接在强度和密封性能上效果较好，应尽量采用焊接。（7）正确选择密封装置密封结构设计应合理。采用先进的密封技术，如机械密封、柔性石墨、液体密封胶，改进落后的、不完善的密封结构。正确选择密封垫圈，在高温、高压和强腐蚀性介质中，宜采用聚四氟乙烯材料或金属垫圈。如果填料密封达不到要求，可加水封和油封。许多泵改成端面机械密封后，效果较好，应优先选用。（8）变动密封变动密封为静密封，也是密封技术的突破。如泵和原动机之间，使用磁力传动，取消密封结构，这种密封传动称为封闭型传动。还有封闭型谐波齿轮传动、曲轴波纹管传动等，但是主要还是磁力传动。磁力传动有内磁转子、密封隔套、外磁转子等零件组成，如同电动机的定子和转子之间被一层隔套隔开。当外磁转子受到外力作用而旋转时，内磁转子就在磁场的带动下而随外转子一起转动。（9）设计应方便使用维修设计时应考虑装配、操作、维修、检查的方便，同时也有利于处理应急事故和及时堵漏。开关设在便于操作处。阀门尽量设置在一起，空中阀门应设置平台，以便操作。有密封装置的部位，特别是动密封部位，要留有足够的空间，以便更换和堵漏。法兰和压盖螺栓应便于安装和拆卸，空间位置不能太小；对于容易出现泄露以及重要的部位和设备，应设副线、备用容器和设备。4.1.3设置齐全，可靠的防漏安全装置人们在生产实践中创造了许多预防措施和安全装置，如安全阀、压力表、液位计等预防装置，有效地减少了泄露的发生，保障了安全生产。（1）防爆泄压装置当出现超高压力等异常情况发生时，安全设施是防范泄露事故的最后一道屏障，如果这一道屏障失去作用，那么泄露就将不可避免地发生。各类安全阀件要做到灵敏可靠，绝不能成摆设。安全阀、呼吸阀，用与防止设备超压引起爆裂。爆破片用于防止有突然超压和爆炸危险的设备爆炸。放空管可用来紧急排泄物料。火炬用于将安全阀外泄的气体、紧急放空、设备检修等必须排放的可燃物料燃烧掉。（2）检测、报警监控仪表生产参数检测仪表可使人及时掌握流量、压力、温度、液位等工作参数，而自动化体统能实现自动报警、控制，如有条件可安装电视监视系统，方便巡查。（3）隔离措施工业下水道在各区（生产区、辅助生产区等）之间应设水封隔开。4.1.4日常维护措施生产装置状况不良常常是引发泄漏事故的直接原因。因此，及时检修非常重要。生产装置在新建和检修投产前，必须进行气密性检测，确保系统无泄漏。平时，生产装置要经常进行检查、保养、维修、更换，及时发现并整改隐患，以保证系统处于良好的工作状态。必须定期对装置进行全面检修，通过预防性地更换改进零部件、密封件，消除泄漏隐患。4.1.4.1无损检测无损检测可以对壁厚、裂纹等缺陷的损伤程度及发展趋势进行预测，从而使检修有的放矢，避免失修或过剩维修。常规的无损检测技术有超声波、X射线、磁粉检查、电磁感应、涡流、着色渗透、红外线成像等。4.1.4.2试压水压或气压试验是最普通的检测管道及压力容器质量的方法，是预防泄漏的重要措施。生产装置安装及大修投产前，必须先进行水压试验，然后做气密性试验。耐压试验和无损探伤是从不同角度对压力容器进行检验的两种不同方法，二者不能相互代替。4.1.5操作措施控制正常生产的操作条件，如压力、温度、流量、液位等。要防止出现操作失误和违章操作，减少人为所致的泄漏事故。4.1.6控制泄漏发生后损失的措施4.1.6.1装设泄漏报警仪表如可燃气体报警器、火灾报警器等。4.1.6.2将泄漏事故与安全装置连锁应采用自动停车、自动排放、自动切除电源等安全连锁自控技术措施。一般来说，与监控系统连锁的自动停车系统速度快，仪表报警后由人工停车较慢，大约需要3～15min。4.1.6.3采用工艺控制装置当设备和管道断裂、填料脱落、操作失误以致发生泄漏等特殊情况时，为防止介质大量外泄，可能引起着火、爆炸而应设置停车、紧急切断物料的安全装置。（1）紧急截止阀（断流阀），在管道中间增加断流阀来系统分段，能够中止向泄漏处供应物料，可以减少泄漏量，危险性较大的储槽等重要装置应设置远距离遥控切断阀。（2）过流阀也称快速阀，一般装在液化石油气储罐或汽车、铁路槽车的液相罐和气相管出口上。（3）单向阀，又叫止回阀，只允许介质沿一个方向流动，用以防止倒流。（4）反向密封装置（专利：95230974.2），能够在压力仪表一旦泄漏时迅速堵塞泄漏。4.1.6.4设立泄漏物收集装置（1）安全防护罩，可以把易发生的部位（如法兰接头和阀门）全部包容在保护罩内，一旦发生泄漏，泄漏的物质被限制在其内部。（2）防火堤，就是油罐区内围绕油罐而构筑的堤堰，它可以把油罐损坏泄漏的油品围在堤内，起到防止泄漏油品外流、控制油罐火灾蔓延的作用。4.1.6.5采用泄漏防火、防爆装置自动喷淋水的洒水装置，可形成水幕，将系统隔离，控制气体扩散方向；用蒸汽、惰性气体（氮气）吹扫流程，可置换、吹散、稀释油气；还有消防泡沫灭火设施等。4.2泄漏治理石油管包括油气输送管道和油井管两大类。油气输送管道一般焊接连成管线。我国已拥有原油和天然气长输管道近2万千米，年输量超过1亿吨。泄漏是管道运行的主要故障。一旦管道发生泄漏，轻则影响生产，重则着火爆炸，伤害人的性命。对于油气输送管道，为了保证金属管道的长期、安全运行，必须有计划地进行腐蚀检测，即对管道、防腐绝缘层进行考察，确定管道腐蚀状况，指出可能发生泄漏的隐患。当今工业发达国家的新建管道投产以后即对其技术状况进行跟踪检测，在管体裂缝扩大和腐蚀严重到发生泄漏之前就发现并主动进行整治修复。这虽然也耗费一定的资金，但要比管道穿孔以后进行抢修的代价要小得多。4.2.1管道开挖修复技术管道修复的方法主要是对泄漏点和腐蚀严惩部位进行打卡补焊、点焊、打套袖补强处理，腐蚀集中、严重的管段应进行更新。常用的维修方法有：（1）打套袖，即把剖分的套管焊接在管道上在管道破裂事故中，在内压作用下，纵向焊缝的开裂应力大大低于径向焊缝的开裂应力。所以，管道补强应该使用整圆套管。（2）填充环氧树脂套管与夹具注胶带压堵漏技术相似。（3）“钟发条”维修带替代常用的焊补套管的管道维修方法。它与常规的维修方法相比，费用大大降低。4.2.2管道内封堵技术当动火点远离阀门的时候，为了最大限度地减少油气泄漏，这时采用管道内部局部封堵技术，截断油气流，避免了长距离的放空。管道内封堵技术根据伸入管道内起封堵作用的封堵头形式的不同，分为气囊、筒式、盘式、黄油墙等，另外还有冷冻封堵。（1）球囊封堵这是一项传统的封堵管道方式，城市煤气行业广泛使用橡胶球囊封堵。一般使用压力<0.2Mpa，使用氮气瓶充气，不得用可燃气体和氧气。（2）筒式封堵膨胀筒形封堵器，是为了解决管内积垢和管道变形造成皮碗封堵难以实施封堵作业的问题而研制的。它是将作业管道整体切断后，封堵处形成四向三通，然后插入筒形膨胀塞，对管道切面实施封堵作业。它属于机械性封底堵，能够适应较高的管道内压力和多种介质。缺点是笨重（特别是大管径时）；另外，该方法还需要将管道切断，对管道创伤较大，作业后留在管道上的管件较大。（3）盘式封堵工具盘式封堵工具是靠一带有密封圈的圆盘（皮碗）堵住管道内部。步骤是用开孔机开出与管子内径相等的封堵孔，以液压将带有密封碗的堵头径向送入管内，现旋转堵住管路。盘式封堵器属机械性封堵设备，它结构简单，封底堵压力高，对管道介质适应性强。但其缺点是要求封堵头和作业孔必须与管径相同，增加了开孔的难度；更不利的缺点是对管道的不圆度要求严格，否则很难成功。（4）黄油墙黄油墙制作的质量好坏是动火车施工安全的关键。黄油墙一般用钙基黄油和滑石粉按一定比例掺和拌成的条形块一层层砌筑而成。这种方法使用时要泄放油气压力，一般只适用于常压下截断油流。（5）冷冻封堵它直接在管道外面进行（或将该段介质用水转换后再冷冻），不需要长距离扫线，不必开孔，封堵快，恢复方便。4.2.3管道非开挖修复技术非开挖技术的原理是：在管道适当地点开挖出小的进出口，远距离地在原管道内壁增加内衬，或者原位铺设新管道。该技术又有局部堵漏和长段修复两种。（1）局部堵漏局部堵漏工具是将堵漏工具导入管道中，并自动对准点胀大而完成堵漏。（2）长段修复对于缺陷很多，接近报废边缘的长段管道，可以使用全内衬法修复，如软管翻衬法、喷涂法、插管法等。4.2.4聚乙烯管道的抢修技术聚乙烯（PE）管道的严密性优于钢管，但遭受人为破坏的机率高于钢管，PE管具有良好的柔韧性，当管道爱到外力作用时不会直接出现断裂漏气。特别是铺设在地震断裂带时，可防止7级地震所产生的破坏。当管道损坏范围很小时，可将损坏处切断，然后用一个电熔套筒连接起来。当损坏范围较大时，必须切除损坏管段而以新管替换，最后一个焊口一定要用电熔套筒连接。可利用特制的鞍性电熔管件带气修补聚乙烯管上的穿孔。4.2.5抢修中的注意事项（1）防静电聚乙烯管道在输送燃气过程中，极易积聚静电。因此，在抢修泄漏时，要特别注意防范。方法是：用湿润的接地带状导体（如湿毛巾、布带等）一端缠绕在聚乙烯管道上，另一端埋入湿润的土壤中。若环境温度低于0℃时，可在水中加入乙二醇防冻。若需要排放燃气，绝不能用塑料管，而应使用有接地的钢管。（2）紧急切断对于Φ200以下的管道，可在两侧采用压管器将管道压扁以切断气源。压管位置距焊缝或管件应大于5倍管径。每处仅允许进行一次压管作业。修复后对被压部位用恢复器复原。要注意，一般情况下对直径63以上的管道用压扁法不能完全切断气流，若不允许泄漏时，应采用阻气球及钻孔排气的方法切断气源。对大于Φ200的聚乙烯管道应采用隔离球封堵。4.3泄漏事故应急与抢险所谓应急处理，就是泄漏发生1h内可危及生命的情况。应急是指当事故发生时，无论原因如何，都要采用的一种措施。几乎所有的事故都是在很短的时间内酿成的。时间，毫无疑问地成为最大限度减少损失的标志之一。所以应急是关键。在泄漏发生期间，做到早发现，早动作，把事故扼制于萌芽状态，不仅损失小，处理难度也小。4.3.1编制泄漏事故应急救援预案它是针对泄漏危险源而制定的一项应急反应行动方案。它是在事故尚未发生时，对各种可能出现的泄漏进行预测，先假定事故，按最大危险性给出不同的应急预案，做好一旦发生泄漏能够应急处理的准备，制定出可靠的应对措施，准备好工具器材，早演练，做到胸有成竹。一旦发生泄漏，就能快速、有序、有效地实施救援，阻止或减缓险情的进一步恶化，从而把险情消灭在萌芽状态，把损失降到最低程度。应急预案的内容即泄漏事故的预测、防范、补救措施，具体包括：概况，危险目标，应急救援指挥部的组成，职责和分工，救援队伍的组成和分工，报警信号，化学事故应急处理方案，有关规定和要求等。应急救援预案应简明扼要，附有预案的各项平面图和救援程序图。事故应急预案编制后，要进行模拟重大事故的训练和演习，以提高发生事故时的应变能力。4.3.2泄漏事故抢险指挥指挥是抢险获得成功的关键，而抢险指挥是一个相当复杂、危险的工作。（1）对指挥员的要求首先，一定要做到“知己知彼”。既要熟悉工艺流程、工艺特点、物料物理化学性质、火灾特点、具体处理的对策，又要掌握自己的抢险水平和装备技术。其次是指挥员要关于在极短的时间内事故变化作出反应，随着情况的变化发展，快速做出判断和决策，适时指挥，掌握主动。（2）充分利用生产工艺处理手段制止泄漏，运用消防手段处理火灾要调动岗位技术人员与消防队员一道，分工合作，一面实施工艺手段措施，一面运用消防手段协同作战。二者有机结合，就能使事故处理如虎添翼。（3）战术上一般采取先控制、后消灭的策略。首先控制泄露、火势的蔓延，最后伺机一举制止泄漏、消灭火灾。（4）泄漏事故对象各异，情况千差万别，变化多端，指挥员要根据现场情况，具体情况具体对待4.3.3应急处理步骤泄漏事故的应急抢险处理步骤一般包括：报警、紧急疏散、泄漏控制、现场急救、泄漏物处理和火灾控制等内容。（1）事故报警及时报告事故信息、通报事故状态，是使事故降低到最低水平的关键环节，处理得当，可减少灾害损失；若处理不当，延误时间，一些小事故也可发展成灭顶之灾。当发生泄漏时，现场人员在保护好自身安全的情况下，应及时查明事故部位并向调度室（或应急组织）报告；不管是否着火，立即打“119”报警。报警内容包括：事故单位、事故发生的时间、地点、泄漏物品的名称和泄漏量、事故性质（泄漏、火灾、爆炸），危险程度、有无人员伤亡以及报警人姓名和联系电话。（2）紧急疏散、现场警戒当泄漏量大时，应采用升旗、鸣放音响等规定的方式向邻近单位和居民通告，向安全地带（上风向）疏散受气云威胁的群众。要组织人员进行现场警戒，并在通往事故现场的道路上实行交通管制。以可燃气体爆炸下限的50%确定警戒范围（可燃性气体检测报警仪，是最有效的探测爆炸性气体边界的方法）。警戒区域的边界应设警示标志，并有专人把守，除堵漏、消防等应急处理人员外，其它无关人员禁止进入警戒区。（3）防火防爆泄漏物为易燃品时，切断区域内的电源和火源。要利用消防设施在泄漏危险区域内大量喷水，消除火花引发着火、爆炸。另外应尽力避免形成爆炸性混合气体。（4）泄漏控制在事故处理中，应充分利用生产设施中事故处理报警装置，以减小和制止泄漏、控制火势、防止爆炸、保护设施、减少损失和伤亡。泄漏发生后，应采取带压堵漏技术措施制止泄漏，这是整个应急处理过程的关键。如果暂时难以堵漏，就要通过工艺措施来泄压，以减小泄漏，并有利于堵漏操作。（5）燃放火炬立即打开放空管线阀门，将储罐内的燃气放到火距烧掉，以减小泄漏和危险程度。若泄漏发生在比较空旷的场所，但是飘散出去会对周围造成威胁，可点燃泄漏部位，使泄漏出的气体直接烧掉，然后待条件具备后再进一步采取措施。（6）喷施水幕或气幕可以利用消防车、固定消防装置喷成“水幕”，或使用氮气、蒸汽形成气幕、转移、控制泄漏物扩散方向，防止飘向危险场合。（7）有毒物质的中和处理对不能立即止漏的有毒有害物质，除用通风、开花水流驱散外，还可根据其性质，用中和剂使其迅速解毒或稀释，见下表。表4-1毒气中和剂毒气名称中和剂氨气水一氧化碳苏打等碱性溶液，氯化铜溶液液化石油气大量的水氯气硝石灰及其溶液、苏打等碱性溶液氯化氢水、苏打等碱性溶液氯甲烷氨水氰化氢苏打等碱性溶液、硫酸铁的苏打溶液硫化氢苏打等碱性溶液、水光气苏打、石灰等碱性溶液氟水（8）紧急事故时的互救、自救应急处理时严禁单独行动，要有监护人，必要时用水枪、水炮打出开花或雾状水流掩护，必须佩带空呼器，以保证抢险人员的安全。在毒气扩散区尽可能避免深呼吸，应短呼吸迅速撤离。这里要强调的是“先确保自身安全，才能去救人”。（9）现场急救在泄漏现场，对人可能造成的伤害有：中毒、窒息、冻伤、烧伤等。当现场有人受伤时，应立即进行以下处理：迅速将患者由现场运至空气新鲜处。对于皮肤受到污染时的，应脱掉被污染的衣服，并用清水冲洗，头面部灼伤时，要注意对眼、耳、鼻、口腔的清洗。当发生冻伤时，应立即复温。办法是采用40℃左右的温水浸泡。当发生烧伤时，应迅速用水冲洗、浸泡降温，不要把水疱弄破。经现场处理后，应迅速护送至医院救治。要抢“黄金4分钟”，即发现呼吸循环障碍时，4min内开始心肺复苏抢救。呼吸困难时给氧；心脏停跳的，立即进行心脏按摩；呼吸停止的，立即进行人工呼吸。人心跳停止如果超过4min，大脑组织将受到永久性伤害，甚至导致死亡。因此，搞好自救、互救十分重要，应该在职工和抢救队员中普及心肺复苏术，使心肺停止活动者能及时得到抢救。应急处理过程并非是按部就班地依顺序进行，而应根据实际情况尽可能同时进行，如在有人报警的同时，其他人应尽快切断泄漏源。

第5章泄漏检测技术及时发现泄漏是治理泄漏的前提，特别是对于那些容易发生泄漏的部位和场所，泄漏的检测更为重要。对于高压、高温、腐蚀性介质，渗漏的发展非常迅速。人们一直希望能够及早发现泄漏的蛛丝马迹，找到泄漏点，以便采取控制措施，做到防微杜渐，把事故消灭在萌芽状态。5.1直观法这是最常用的最直接的方法，它凭借人的眼、耳、鼻等器官直接发现漏点。采用此方法要特别注意在有毒和腐蚀性极强的介质泄漏检测时，要格外注意自身的安全。5.1.1直接观察法凭借人的眼睛直接从地面上观察管道，判断泄露迹象。对于油管道来说，地面潮湿、路面下沉或松动等，可以判断可能是泄漏了。5.1.2听漏法泄漏产生时，流体喷出管道与管壁磨擦、流体穿过漏点时形成湍流以及和空气、土壤等撞击等都会产生泄漏声波，特别是窄缝泄漏过程中，由于流体在横截面上流速的差异产生压力脉动，而形成声源。利用人耳去判断泄漏的位置，这种方法可以发现比较大的泄露。5.1.3直接嗅觉法由于不同的介质气味各异，嗅觉能够感知，用人或者利用动物判断泄漏的存在。很多动物的嗅觉比人灵敏得多，比如狗的灵敏度是人的近百万倍，是气相色谱仪的10亿倍，常被用来检漏。5.2仪器检漏法人的感觉器官的功能是有限的，是不可靠的，比如嗅觉对一些物质如（CO）就没有反应，眼睛看不到红外线。为了更好地检测泄漏，人们开始借助一些工具进行检漏。利用介质或介质中某些物质的物理或化学特性，将其转化为信号或数值以显示泄漏部位或泄漏量。5.2.1“第三只眼”——内窥镜内窥镜跟医院检查胃病用的胃镜是一样的。它是由光导纤维制成，是一种精密的光学仪器，在物镜一端有光源，另一端是目镜。使用时，把物镜伸入要观察的地方，启动光源，调节目镜的焦距，就能清晰地看到内部图像，因此可发现有无泄漏和准确地判断产生泄漏的原因。常用的内窥镜有两种：一是光纤内窥镜，由数万根光导纤维组成，可以弯曲和拐弯；二是直管硬性内窥镜。在不锈钢管中装有一组透镜系统，并且在不锈钢管内设有光导管，照亮观察部位。它由于采用了调焦透镜系统，从近点到远点都能获得明亮、清晰、无变形的图像。5.2.2摄像观察利用伸入管道、设备内部的摄相头及配套电视，人就能直观地探测到内部缺陷。常用的方法有自动摄像系统和井中电视。5.2.3超声波检漏超声波部分干扰少，容易同低频部分分开，易于被超声波仪器测出。另外超声波是高频信号，起强度随着离开声源的距离而迅速衰减，很容易被阻隔或遮蔽，因此，超声波方向性很强，从而使泄露位置的判断相对简单。超声波检漏灵敏度高，定位准确，操作和携带方便。5.2.4声脉冲快速检漏在管内介质中传播的声波，遇到管壁畸变（漏洞、裂缝或异物、堵塞）会产生反射回波，回波的存在是声脉冲检测的依据。因此，在管道的一端置一个声脉发送、接收装置，根据发送和接收到回波的时间差，就可计算出管道缺陷的位置。时间证明，根据回波信号的极性可判断出缺陷的类别：先下后上者为穿透性缺陷，先上后下者为堵塞。缺陷（孔洞）越大，回波信号越大。声脉冲检漏方法虽然不如涡流、漏磁等方法精细，但操作简便、检测速度快，可达500根/h，一次可检测100m左右长的管道，适用于快速检漏，且不受管子弯曲的影响。5.2.5声发射所谓“声发射”（AcousticEmisson简称AE）检测技术就是利用容器在高压作用下缺陷扩展时所产生的声音信号，来评价材料的性能。固体材料在外力作用下发生变形或断裂时，其内部晶格的位错、晶界滑移或者内部裂纹产生和发展，都会释放出声波，这种现象称为声发射现象。声发射的频带从声频直到数兆赫。多数金属特别是刚才材料，其发射的频带均在超声波范围内。现在主要测取超声波范围，可排除噪声的干扰。5.2.6红外线检漏技术红外线是波长在0.76～1000um之间的电磁波，在电磁波连续频谱中位于无线电波和可见光之间的区域。自然界的一切物体都辐射红外线，但是温度高低的不同材料辐射强弱也不同。这一自然现象，为利用红外线探测技术探测和判别被测目标的温度高低与热场分布提供了技术基础。常用的设备有：红外测温仪、红外热像仪和红外热电视。红外测温仪的外形像支手枪，适用于遥测现场物体的温度，现场使用十分方便。红外热像仪和热电视能肉眼看不见的红外线图像转变为可见光图像，但在图像的分辨率和温度的定量分析方面，热像仪比热电视要高一些，当然价格也贵得多。由于管道、容器内的介质大都跟周围环境有显著的温差，所以可以通过热像仪检测管道周围温度的变化来判断泄漏，特别是看不见的介质如天然气、高压蒸汽的泄漏检测。热像仪在夜间也能很清楚地发现泄漏异常。5.2.7可燃性气体检测报警器可燃性气体检测报警器俗称“电子鼻”，可以测量空气中各种可燃性气体的含量，当含量达到或超过规定浓度时，报警器发生声光报警信号，提醒人们尽快采取补救措施，是安全生产的重要保证。可燃气体报警器有固定式和移动式两种，移动式便于现场测漏，又有便携式和手推式，手推式用于埋地管道检漏。根据传感器的检测原理，可燃气体检测报警器可以分为火焰电离式、催化燃烧式、半导体气敏式、红外线吸收型、热线型和电化学式等