石油天然气金属管道法兰跨接防静电问题研究.pdf

★石油化工安全环保技 术★ P E T R O C HE MI C A L S A F E T Y A N D E N V I R O N ME N T A l _ P R O T E C T I O N T E C HN O L O G Y 2 0 1 6年 第 3 2卷 第 1 期 石油天然气金属管道法兰跨接防静电问题研究 李 铎 ，赵予刚，张志强，何得泉 中国石油天然气股份有限公 司长庆油田分公司，内蒙古 0 1 7 3 0 0 摘要 在企业组织的各类安全生产大检 查 中，经常有检查人 员要 求输送石油天然气的 金属 管道法兰连接部位要用金属导线跨接 ，避免 因静 电聚集引发 火灾爆炸事故。作为安全监 督人 员有必要 对石油天然气金属管道防静 电问题进行深入研 究，以指 导现场检 查。首先查阅 现行国家标准规范对石油天然气金属管道 法兰跨接的要 求，然后 结合现场 实际，通过现场测 试分析认为将检测法兰间连接 电阻值是 否大于 O ． 0 3 n作为石油天然气金属 管道法兰需不需 要跨接 的标准判定显然更科学、合理。 关键词石油天然气金属管道法兰跨接防静 电标准规范 电阻值 最近 ，在 中国石 油天 然气 集 团公 司组 织 的 H S E体系内部审核中再次提出了生产场点石油天 然气金属管道法兰跨接 防静 电不规范问题。查 阅 相关生产站点设计 图纸 ，设计上未对金属管 道法 兰跨接做具体要求。同时，一些生产站点是根据 连接螺栓数量确定是否需要法兰跨接 ，对 5条螺 栓 以下 即4条螺栓连接的法兰进行 了跨接。其问， 法兰跨接存在直接越过阀门进行 跨接或未跨接的 情况。输送石油天然气 的金属管道防静 电法兰跨 接的目的是消除静 电的聚集 ，防止引发火灾爆炸 事故 。因此 ，作为现场监督有必要对石油天然气 金属管道防静 电法 兰跨接 问题进行 系统研究 ，以 指导现场检查 。 1 现行标准规范对石油天然气管道法兰跨 接的要求 石油天然气管线法 兰防静 电是否需要跨接 ， 相关国家标准说法不一。主要有以下四种情况 1 ． 1 通过测量各连接接 头 包括法兰连接 的 电 阻值 。如果每对 金属法 兰或螺栓接 头 间测 量的电阻值大于 0 ． 0 3 Q 时，应设金属导线 法兰跨接 目前 ，通过查阅现有 的标准规范及有关技术 资料，共有4 个技术规范 压力管道安全技术监 察规程一工业管道 T S G D 0 0 0 1 --2 0 0 9 、 石 油与石 油设 施雷 电安 全规 范 G B l 5 5 9 9 2 0 0 9 、 压力管道规范一工业 管道 第 4部分 制 作与安装 G B ／ T 2 0 8 0 1 ． 4 _2 O 0 6 、 工业金属 管道工程施工规范 G B 5 0 2 3 5 --2 0 1 0 ，2个验 收规范 石油化工金属管道工程施工质量验收规 范 G B 5 0 5 l 7 2 0 1 0 、 石油化工剧毒 、可燃 介质管道工程施工及验收规范 S H 3 5 0 1 2 0 0 2 要求通过测量石油天然气管道法兰间电阻值，是 否大于 0 ． 0 3 Q，作为设置金属导线 防静电法兰跨 接 的依据。 1 ． 2当金属法兰采用金属 螺栓的 固定形式 连接 时，通常情况不需要设置防静电金属跨接线 目前有三个现行 的标 准规范 石油化工静 电接地设计规范 S H 3 0 9 7 --2 0 0 0 、 化工企业 静电接地设 计技术规程 HG ／ T 2 0 6 7 5 --1 9 9 0 ， 城镇燃气设 计规 范 G B 5 0 0 2 8 --2 0 0 6 要 求 ， 当石油天然气金属管道 的金属法 兰采用金属螺栓 的固定形式连接时 ，一般不必设置 防静 电金属跨 接线 收稿 日期 2 0 1 5 0 l 一1 4 。 作者简介李铎，男，2 0 0 3年毕业于西安石油大学 油气储运专业，学士，主要从事安全环保监督工作， 工 程 师 ， 国 家 注 册 安 全 工 程 师。 电 话 0 4 7 7 7 22 9 1 3 6， E ma i l l d c h a n g q i n g 1 2 6 ． C O H I 2 0 1 6年第3 2卷第 1期 ★ 李铎等．石油天然气金属管道法兰跨接防静电问题研究 ★ 1 ． 3 通过 法兰连接螺 栓的数 量 不 少于 5条 ， 确定是否需要做防静电跨接 目前有 3 个现行的标准规范 石油库设计 规范 G B 5 0 0 7 4 --2 0 0 2 ， 汽车加油加气站设 计与施工规范 G B 5 0 1 5 6 --2 0 0 2 ， 石油天然气 钻井 、开发 、储运 防火 防爆安 全生产技 术规程 S Y ／ T 5 2 2 5 --2 0 0 5 要求，在正常情况， 无腐蚀介 质的环境下，当石油天然气金属管道法兰连接的螺 栓数量 不少 于 5条，法兰 间可不 需要 做 防静 电 跨接。 1 ． 4中国石油 天然气集 团公 司相关 标准文件 未 对石油天然气金属 管道法兰 防静电跨接作 具体要求 中国石油天然气集团标准 防静 电安全技术 规程 Q ／ s Y l 4 3 1 _2 O 1 1 、石油行业安全生产 标准化 陆上采气实施规范 、 油 气 田容器、 管道和装卸设施接地装置安全检查规范 S Y 5 9 8 4 --2 0 0 7 5 ． 1未对石油天然气金属管道法兰跨 接做要求 。 2 现场测试 与分析 通过对涉及石油天然气金属管道法 兰跨接相 关标准规范的学习研究认为法兰螺栓连接不跨 接显然是不合理的，一旦因螺栓腐蚀等原因，造 成法兰间电阻值过大 ，形成静电聚集 ，极易引发 事故 ，风险很大 ；简单通过连接法兰螺栓 的数量 5条 以下需要做跨接 确定是否需要跨接 ，缺乏 科学的严谨性 ，不能一概而论 ；通过检测法 兰间 连接电阻值是否大于0 ． 0 3 Q，作为石油天然气金 属管道法 兰需 不需要跨 接 的标 准判 定显然 更科 学 、合理。 为了消除异议 ，保证 实验 的真实性 ，现场抽 调 1 名 电工 ，采取双臂 电桥测金 属低 电阻 适用 量程 1 0 ～～1 O Q 的方法 ，对长庆气 田苏里格 某天然气处理厂 5条螺栓 以下 ，即 4条螺栓连接 的 1 4对4孔法兰电阻 法兰与法兰问加金属缠绕 垫 进行了测量 ，检测结果如表 1 所示。 表 1 石油天然气管道法兰电值阻测试数据统计 序号 区域 位置 管径 螺栓连接数量／ 条 法兰电／ n 1 空氮站 干燥器法兰 D N 6 5 4条 O ． 0 o l 4 2 闪蒸分离 2 凝析油原料泵法兰 D N 5 O 4条 O ． 0 o 1 9 3 甲醇回收 2 塔顶 回流泵 D N 5 0 4条 0 ． o 0 l l 4 甲醇预处理 压力 除油器管线法兰 1 D N 5 O 4条 O ． 0 o 6 5 5 甲醇预处理 压力除油器管线法 兰 2 D N 5 O 4条 O ． 0 o 9 3 6 甲醇预处理 压力 除油器管线法兰 3 D N 5 0 4条 O ． o 0 l 6 7 卸车区 卸车泵棚法 兰 1 D N 5 O 4条 O ． 0 o l O 8 卸车区 卸车泵棚法 兰 2 D N 5 O 4条 O ． o o l 7 9 卸车区 1 矗 车密闭罐采暖水法兰 D N 5 0 4 条 0 ． 0 o 7 4 1 0 燃料气区 不凝气管线法兰 D N 5 0 4条 O ． 0 o l 2 1 1 燃料气区 闪蒸 气管线法 兰 D N 5 O 4条 O ． o 0 9 1 2 集气区 l 撑 与分离器排液管线法兰 D N 5 O 4 条 O ． o 0 7 4 监测时问2 0 1 3年5 月 8日 平均电阻值 0 ． o 0 3 4 结果是 最大 电阻值 0 ． 0 0 9 3 Q，平 均 电阻 值 0 ． 0 0 3 4 Q，最大 电阻值 、平均 电阻值 都低于 0 ． 0 3 Q 的技 术 要 求 ，且 平 均 电阻 值 是 规 范 的 1 ／ 9。 针对法兰连接间使用石棉板等非金属垫片的 情况 ，由于仅靠螺栓连接 面导 电，再加上野外环 境 、锈蚀等影响因素 ，法兰连接会 出现导电性不 足的问题。查阅 化工企业静电接地设计技术规 程编制说明中对第 2 ． 7 ． 5条款的解释认为从 石油化工企业的生产实践来看 ，采用金属螺栓连 接的金属法兰之间，仅通过金属螺栓的连接 ，已 具备足够 的防静电导通性。 目前 ，在长庆油 田石油天然气管道上 的法兰 连接，设计均采用金属缠绕垫片 ，现场检查基本 褐 ★ 石油化工安全环保技术 ★ 2 0 1 6 年第3 2 卷第1 期 看不到非金属垫片 石棉板 、橡胶 垫 。金属缠绕 垫片密封性好 、承压能力强 、安全可靠。金属缠 绕垫片 中的石墨粉有着 良好 的导电性。从理论 上 分析 ，气 田4孔法兰 、金属缠绕垫片并用金属螺 栓连接 ，导电面积 比仅通过螺栓连接增加 2 ． 1 6 ． 3倍 见表 2 ，不会 出现导电性不足的情况 。 表 2 法兰连接导 电面积对 比 垫片接触面 垫片 螺帽接触 尺寸 螺帽 法兰 法兰 垫 片 尺 寸／ mm 接触 ／ mm 接触 比非金属垫 片 序号 位置 螺栓 接触 面积增加 规格 结构 面积／ 面积／ 孔数 倍 中外 中 内 l t l nl 外 内 m m 榆林某处理厂 内外钢 圈金 I D N 5 0 P N 6 ．4 4 8 5 6 5 2 3 5 5 2 2 ． 6 4 1 9 ． 2 4 4 4 7 ． 1 5 ． 0 1 1 安全 阀出口 属缠绕垫 片 榆林某处理厂 内外钢圈金 2 D N 6 5 P N 6 ．4 4 1 o o 8 0 2 8 2 6 2 2 ． 6 4 1 9 ． 2 4 4 4 7 ． 1 6 ． 3 1 3安全 阀出口 属缠绕垫 片 苏东 x站分离器进 内外钢圈金 3 D N 5 0 P N 4 ．0 4 8 6 ． 8 6 6 ． 6 2 4 3 2 ． 5 2 2 ． 2 6 1 6 ． 9 8 5 3 8 ． 5 4 ． 5 口电动阀放 空管线 属缠绕垫片 苏东 x站外输管线 内外钢圈金属 4 D N 2 5 P N 2 ．5 4 5 5 3 9 ． 6 l 1 4 3 ． 6 2 2 ． 2 6 l 6 ， 9 8 5 3 8 ． 5 2 ． 1 引出的自用气阀门 缠绕垫片 从经济方面考虑 ，套用工程项 目建设金属管 道法兰跨接施工 费用为 8 2元／ m，一般 每米 导线 可制作 5个 4孔法兰跨接。以长庆气 田苏里格 x 1 天然气处理厂为例 ，含 D N 6 5以下 4孔法兰共需 跨接的法兰为 4 8 4对 ，累计施工费用 7 9 5 4元 不 包括材料费 。其 中包括 部分 阀门的跨 接需要在 检修停产期间对输送天然气、油品进行泄压放空 所产生的浪费。从经济节约方面考虑，现有的金 属管道法兰在不进行跨界能满足生产需要 的情况 下 ，没必要增加工作和投入。 3 结论 通过理论分析与现场测试 ，在现有条件下各 生产站点使用的石油天然气金属管道法 兰不作跨 接 金属螺 栓连接 能够满足 防静 电安 全技术要 求。因生产工艺需要 ，拆 除或更换 阀门需要调整 石油天然气金属管道螺栓 、更换垫片时，应保证 所加金属缠绕垫片平整 、连接紧密 、满足强度要 求 ，必要时可对法兰问电阻值进行检测 ，保证符 合规范不大于 0 ． 0 3 Q 的要求 。针对有一定 腐蚀 情况的金属管道法兰连接 ，应定期检测法 兰问电 阻 ，对达不到要求的应进行法 兰问防静 电跨接。 监察规程一工业管道 [ S ] ．2 0 0 9 ． [ 3 ] 中华人 民共和 国住房和城 乡建设部，中华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局 ．G B 5 0 5 1 7 - 2 0 1 0石 油 化 工金 属 管 道 工 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 【 9 ] 参考文献 [ 1 ] 赵伟．金属管道法兰是否需要跨接 [ J ] ． f 1 0 ] 安全，2 0 1 l 1 1 3 9 - 4 0 ． [ 2 ] 中华人 民共和国国家质量监督检验检 疫总 局．T S G D 0 0 0 1 2 0 0 9压力管道安全技 术 程施工质量验收规范 [ s ] ．北京中国计 划 出版社 出版 ，2 0 1 0 ． 国家经济贸易委 员会．S H 3 5 0 1 2 0 0 2石油 化工剧毒、可燃介质 管道工程施 工及验 收 规 范 1 S 1 ．2 0 0 2 ． 国 家 质 量监 督 检 验 检 疫 总 局． G B 1 5 5 9 9 2 0 0 9 石 油 与 石 油 设 施 雷 电 安 全 规 范 f S ] ．2 0 0 9 ． 中华人 民共和 国化 学工业部．H G ／ T 2 0 6 7 5 ． 1 9 9 0化 工 企 业 静 电接 地 设 计 技 术 规 程 [ s ] ．1 9 9 0 ． 中华人 民共和 国国家标准委．G B 5 0 O 2 8 2 0 0 6城镇燃气设计规范 [ s ] ．2 0 0 6 ． 中华人 民共和 国建设部 ，中华人 民共和 国 国家质 量监 督检验检 疫 总局．G B 5 0 0 7 4 2 0 0 2石油库设计规 范 [ s ] ．2 0 0 2 ． 中华人民共和 国住房和城 乡建设部 ，中华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局，G B 5 0 1 5 6 ． 2 0 1 2汽车加 油加气站设计 与施工规范 l S 1 ．2 0 1 2 ． 国家能 源局 ．S Y ／ T 5 2 2 5 2 0 0 5石 油天 然 气 钻井、开发、储运 防火防爆安全生产技 术 规程1 S 1 ．2 0 0 5 ．