陳勝森 王聯(lián)偉

中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司

據(jù)統(tǒng)計(jì)，油氣集輸過程中所發(fā)生的著火爆炸，由電氣引發(fā)的占19.8%[1]。可見，加強(qiáng)防爆電氣設(shè)備完整性管理是保證油氣站場(chǎng)安全生產(chǎn)、防止火災(zāi)及爆炸事故發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 

1 影響防爆電氣設(shè)備性能的主要因素 

1.1 環(huán)境惡劣?xùn)|南沿海地區(qū)的油氣站場(chǎng)，特別是LNG接收站均位于海邊，長期處于高鹽、高濕度、高溫環(huán)境，隨著服役時(shí)間增加會(huì)導(dǎo)致防爆電氣設(shè)備老化、性能下降甚至無法滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求。設(shè)備老化主要表現(xiàn)為非金屬材料材質(zhì)劣化及金屬材料銹蝕等。如塑料、橡膠等功能部件的材質(zhì)劣化會(huì)導(dǎo)致電纜護(hù)套、電纜引入口密封圈的性能部分或完全喪失。金屬材料產(chǎn)生銹蝕導(dǎo)致設(shè)備的外殼強(qiáng)度降低、接地電阻增大；隔爆結(jié)合面銹蝕會(huì)導(dǎo)致隔爆型防爆電氣的綜合防爆性能失效。 

1.2 設(shè)計(jì)失誤

目前，爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分主要依靠區(qū)域劃分圖例及經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，人為因素影響較大[2]。一些設(shè)計(jì)單位直接在站場(chǎng)平面圖上劃分二維爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，難以體現(xiàn)三維區(qū)域空間爆炸性混合物出現(xiàn)的可能性和持續(xù)時(shí)間，勢(shì)必為設(shè)備選型留下隱患，最終導(dǎo)致防爆電氣設(shè)備點(diǎn)燃爆炸性混合物的可能性升高，爆炸危險(xiǎn)性增大[3]。如果設(shè)計(jì)過程中危險(xiǎn)區(qū)域劃分不準(zhǔn)確、不完整，防爆電氣設(shè)備技術(shù)要求不具體、不準(zhǔn)確，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備選型錯(cuò)誤。施工圖中防爆電氣設(shè)備施工要求描述缺失或不清楚，則可能產(chǎn)生嚴(yán)重安裝質(zhì)量問題。如某LNG接收站集液池雨水提升泵所在區(qū)域?yàn)?區(qū)，但設(shè)計(jì)文件未要求提升泵電機(jī)為防爆電機(jī)，將非防爆電機(jī)用于危險(xiǎn)場(chǎng)所。 

1.3 安裝質(zhì)量問題

錯(cuò)誤安裝及不可靠安裝是導(dǎo)致防爆電氣設(shè)備防爆性能失效的重要原因。防爆電氣設(shè)備80%以上的問題產(chǎn)生于安裝過程，這個(gè)階段產(chǎn)生的問題數(shù)量大、分布廣、種類多，主要為：安裝不到位導(dǎo)致防爆性能降低、安裝錯(cuò)誤或未采用有效措施安裝導(dǎo)致防爆性能完全喪失及過度安裝難以發(fā)揮最佳防爆性能。 

1.4 維護(hù)管理不當(dāng)

維護(hù)和管理不及時(shí)、不到位，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備防爆性能降低，而維護(hù)不規(guī)范是當(dāng)前防爆電氣設(shè)備管理中存在的主要問題，由此造成防爆電氣設(shè)備臺(tái)賬缺失或不齊全、銘牌缺失或被覆蓋、緊固件缺失、設(shè)備入口密封老化導(dǎo)致無法密封、設(shè)備防護(hù)罩脫落或密封不好、設(shè)備隔爆面生銹等，這些情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致防爆性能下降或失效。 

2 防爆電氣設(shè)備的全生命周期管控 

2.1 人員培訓(xùn)

采取“走出去、引進(jìn)來”的方式對(duì)管理和維護(hù)人

員加強(qiáng)專業(yè)培訓(xùn)，使其提高設(shè)備選型、安裝、使用、維護(hù)、檢修及管理方面的能力和水平，并按照相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求取得相應(yīng)資質(zhì)證書。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括爆炸基礎(chǔ)知識(shí)、電氣設(shè)備防爆型式、安裝實(shí)踐、檢查維護(hù)及爆炸性危險(xiǎn)場(chǎng)所分類等。 

2.2 危險(xiǎn)區(qū)域劃分

危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)劃分過程中應(yīng)考慮的主要因素有[2-3，5]：(1)存在爆炸性物質(zhì)的可能性；(2)爆炸性物質(zhì)釋放量；(3)通風(fēng)條件；(4)與釋放源的距離。按照爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間，可將爆炸性氣體環(huán)境分為0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)三個(gè)區(qū)域，劃分依據(jù)見表1[3-5]。

在按照GB 50058-2014、GB 3836.14-2014的規(guī)定劃分爆炸危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，油氣站場(chǎng)還要參照SY/T 6671-2006；鑒于國內(nèi)LNG接收站專業(yè)防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)欠缺，還必須參考國際LNG專用技術(shù)規(guī)范，例如美國石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API 505-97、美國消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NFPA 59A-2001等[6-7]。 

2.3 設(shè)備選型

根據(jù)安全科學(xué)理論，由爆炸性混合物形成的爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所是固有的、難以避免的，為第一危險(xiǎn)源；防爆電氣設(shè)備的防爆性能一旦失效很可能成為爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的有效點(diǎn)燃源，為第二危險(xiǎn)源。防爆電氣設(shè)備的選型應(yīng)結(jié)合爆炸危險(xiǎn)環(huán)境和防爆電氣設(shè)備特點(diǎn)，選擇防爆性能與爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境相匹配的電氣設(shè)備，防爆電氣設(shè)備的類型、級(jí)別、組別、環(huán)境條件以及使用條件等均應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[5,8]和設(shè)計(jì)規(guī)定。采取不同防護(hù)措施的各類型防爆電氣設(shè)備，其爆炸防護(hù)能力各不相同，具體見表2。

選型的首要原則是設(shè)備的選型必須與爆炸性混合物的危險(xiǎn)程度相適應(yīng)。爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的出現(xiàn)頻率是爆炸性混合物危險(xiǎn)程度的重要指標(biāo)，出現(xiàn)的頻率越高，所選用防爆電氣設(shè)備成為點(diǎn)燃源的概率應(yīng)越低，以使二者同時(shí)出現(xiàn)的可能性盡可能低[3]。同時(shí)要盡量提高經(jīng)濟(jì)性，以降低其全生命周期的使用成本。 

2.4 設(shè)備安裝

防爆電氣設(shè)備的安裝需要由專業(yè)人員按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成。本質(zhì)安全型電氣設(shè)備配線工程，除必須按設(shè)計(jì)要求施工外，還應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定。防爆電氣設(shè)備檔案的內(nèi)容至少應(yīng)包含設(shè)備臺(tái)賬、防爆合格證復(fù)印件、使用說明書、檢查記錄、維護(hù)記錄等。防爆電氣設(shè)備臺(tái)賬的信息至少應(yīng)包含設(shè)備定型號(hào)、名稱、防護(hù)等級(jí)、防爆標(biāo)志、防爆合格證號(hào)、位號(hào)、位置、生產(chǎn)廠家、出廠批次、定期檢查日期等。

為確保防爆安全性能，設(shè)備安裝后應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)人員依照施工驗(yàn)收規(guī)范和國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。新、改建工程在項(xiàng)目驗(yàn)收前，還應(yīng)委托具有防爆電氣檢測(cè)檢驗(yàn)資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行初始檢查。 

2.5 設(shè)備檢查與維護(hù)

GB 3836.16-2006將檢查分為4個(gè)類別并規(guī)定了每類檢測(cè)的等級(jí)和內(nèi)容[9]。

（1）初始檢查：對(duì)所有電氣設(shè)備、系統(tǒng)和安裝

在投入運(yùn)行前進(jìn)行的檢查，以確定所選的防爆型式與其安裝要求是否相適應(yīng)。

（2）定期檢查：對(duì)所有電氣設(shè)備、系統(tǒng)和安裝進(jìn)行的例行檢查。

（3）抽樣檢查：對(duì)部分電氣設(shè)備、系統(tǒng)和安裝進(jìn)行的檢查。

（4）連續(xù)監(jiān)督：由在專業(yè)安裝及使用環(huán)境方面有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員對(duì)電氣裝置進(jìn)行的經(jīng)常性保養(yǎng)、檢查、管理、監(jiān)控和維修，以便保持裝置的防爆性能處于良好狀態(tài)。

防爆電氣的初始檢查一般與工程項(xiàng)目或設(shè)備的安裝驗(yàn)收相結(jié)合進(jìn)行，在運(yùn)行期間應(yīng)定期檢查和連續(xù)監(jiān)督。連續(xù)監(jiān)督是在用防爆電氣設(shè)備全壽命周期安全管理的重要環(huán)節(jié)之一，當(dāng)檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備的防爆性能有輕微變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)維護(hù)、保養(yǎng)。維護(hù)、保養(yǎng)應(yīng)特別注意保持設(shè)備防爆型式的完整性，應(yīng)確保可更換部件的型號(hào)和額定值正確無誤，維護(hù)應(yīng)按照有關(guān)安全文件的要求進(jìn)行。

所有的檢查和維護(hù)工作應(yīng)有文字記錄，并輔以照片，用以記載設(shè)備防爆性能的變化情況和對(duì)設(shè)備進(jìn)行的所有操作，以為后期設(shè)備出現(xiàn)的各種異常提供信息支持。 

2.6 設(shè)備檢修與報(bào)廢

防爆電氣設(shè)備發(fā)生故障后的檢修是防爆安全控制的重要環(huán)節(jié)，是防爆電氣設(shè)備恢復(fù)防爆性能的唯一途徑和手段。各型防爆電氣設(shè)備及復(fù)合型防爆電氣設(shè)備的檢修和改造除應(yīng)符合GB3836.13 的規(guī)定外，還須符合相應(yīng)防爆型式維修的具體規(guī)定。

對(duì)修理合格的電氣設(shè)備，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)頒發(fā)修理合格證。修理合格證至少應(yīng)包括被修設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格、防爆標(biāo)志、修理廠名及其認(rèn)可證編號(hào)、修理合格證編號(hào)、日期等。設(shè)備上應(yīng)設(shè)置鑒別修理或大修及修理單位的標(biāo)志。

建立防爆電氣設(shè)備失效報(bào)廢制度。當(dāng)防爆電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)、參數(shù)發(fā)生變化，與原防爆型式及設(shè)計(jì)不符且不能修復(fù)的，即判定失效，應(yīng)立即停用或降為非防爆電氣設(shè)備使用。 

3 小結(jié) 

做好防爆電氣完整性管理是保證油氣站場(chǎng)生產(chǎn)安全的重要環(huán)節(jié)。通過近幾年的防爆電氣設(shè)備完整性管理實(shí)踐，得出如下結(jié)論：

（1）油氣站場(chǎng)電氣、儀表、通訊等專業(yè)設(shè)備種類多，數(shù)量大，只有全方位、多維度進(jìn)行檢查，才能及時(shí)、全面地發(fā)現(xiàn)防爆電氣設(shè)備存在的問題。設(shè)備隱患很多是由于工程設(shè)計(jì)、設(shè)備采購、施工安裝不規(guī)范造成的，其中施工問題導(dǎo)致的設(shè)備隱患最多。

（2）應(yīng)基于全生命周期完整性管理理念，結(jié)合本單位實(shí)際和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立防爆電氣設(shè)備的完整性管理制度，提出設(shè)計(jì)、選型、施工、檢查、維護(hù)、報(bào)廢等階段的管理要求和技術(shù)要求。

（3）只有相關(guān)人員了解、掌握防爆電氣的規(guī)范要求，才能在設(shè)備的設(shè)計(jì)、采購、安裝、驗(yàn)收、維護(hù)、報(bào)廢、管理等方面做好管控。防爆電氣設(shè)備由應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)和取證的人員開展維護(hù)和管理，并定期委托具有資質(zhì)的第三方開展檢查。

（4）項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、選型、施工、檢查、維護(hù)、報(bào)廢等各個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和管理制度，相關(guān)工作均應(yīng)由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位和人員參與完成。 

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[9] GB 3836.16-2006/IEC 60079-17:2002. 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)[S]. 

作者：陳勝森，男， 1962年3月生， 2004年畢業(yè)于美國林肯大學(xué)研究生學(xué)歷，中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司生產(chǎn)運(yùn)營協(xié)調(diào)部總經(jīng)理，高級(jí)工程師，主要從事設(shè)備設(shè)施建設(shè)、運(yùn)行管理、完整性管理等工作。 

《管道保護(hù)》2016年第6期（總第31期）