液化石油气储存设备的安全使用与管理

液化石油气储存设备的安全使用与管理

液化石油气储存设备，是有爆炸危险的重要压力容器，为了保障人民生命、财产的安全，这些容器的设计、制造、试验、验收必须符合国家的有关规定，对已投产的容器，也要加强运行中的管理，加强定期检验及维修，做到对异常情况早期发现、早期处理，以防事故的发生。

图1-10-16 表盘式压力指示温度计

图1-10-17 双金属温度计

一、罐体的充装量

盛装液化石油气的储存设备，应严格控制充装质量，以保证设计温度下压力容器内部存在气相空间，容器内的液化气体气液两相共存，并在一定温度下达到动态平衡。

液化石油气同其他液体一样，热胀冷缩，液化石油气的体积膨胀系数比水大，随温度的升高，其体积膨胀系数还会相应增大，也就是说，液化石油气的密度随温度上升而急剧减少，同一质量的液化石油气，温度上升后所占用的容积就增大。不同温度时丙烷的密度及体积变化百分比见表1-10-6。

表1-10-6 不同温度时丙烷的密度及体积变化百分比

更具体地说，若15℃时丙烷的体积为100，到30℃时膨胀到104.3，60℃时将达到118.4，如果常温15℃时容器的充满率为85％，温升到50℃时将接近100％。当温升到一定数值时后，容器内的压力空间将全部被液相介质所占据。满液时，温度每升高1℃，压力将增加十几个大气压。可见液化气体的超装十分危险，所以要严禁超装。为了防止充装过量，确保压力容器安全运行，国家颁发的《压力容器安全技术监察规程》、《液化气体汽车罐车安全监察规程》对液化气体充装系数作出了明确的规定(见表1-10-7)。

表1-10-7 液化气体质量充装系数及饱和液体密度

液化石油气储罐的设计充装量应不大于下式的计算值。

w=φρtv

式中w——储存量，kg；

v——储罐的设计容量，l；

φ——装量系数，一般取0.9，对容器容积经实际测定者，可取大于0.9，但不得大于0.95；

ρt——设计温度下的饱和液体密度，kg／l

二、液化石油气储运设备的无损检验

对于在用的液化石油气储运设备，通常采用非破坏性的无损检验，包括宏观检查、致密性试验、无损探伤和耐压试验及气密性试验。

1.宏观检查

用肉眼或5～10倍的放大镜直接观察容器的表面情况，也可以采用样板与量具进行检查，宏观检查不仅可以确定焊缝尺寸是否符合要求，发现裂纹、气孔、咬边等焊缝表面缺陷，还可以发现容器壳体有无凹陷、鼓包、增厚等局部变形，容器内外壁的局部磨损、腐蚀坑或斑点，金属表面有无明显重皮、折叠或裂纹等缺陷。宏观检查还可以在一定程度上帮助判断焊缝内部的质量。宏观检查方法比较简单，是对压力容器进行内、外部检查的基本方法。它不但可以直接发现较为明显的表面缺陷，而且对进一步用其他方法作详细检查提供线索和根据。不过这种方法的检查效果在很大程度上取决于检查人员的经验和熟练程度，因此，必须在实践中不断地进行摸索和总结。

2.致密性试验

对各种液化石油气储运设备进行致密性试验，以保证无泄漏。致密性试验应在安全装置、阀门、仪表等安装齐全后进行。致密性试验通常采用气密试验、煤油渗漏试验、氨渗透试验等方法。

(1)气密试验

一般使用干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体进行。先将待试设备缓慢升压到设计压力，保持30min，在焊缝和连接部位进行泄漏检查，小型容器可浸放在水中检查。

(2)煤油渗漏试验

试验时将焊缝检查表面清理干净，涂以白粉浆，待晾干后在焊缝的背面涂以煤油，由于煤油的表面张力很小，具有穿透细小孔隙的能力，如果焊缝不致密或钢材内部有疏松、夹层、夹渣时，煤油就会渗透到钢材或焊缝的另一面，并在白粉上显现出印渍。为了准确地确定缺陷的位置，避免印渍扩散，应在涂上煤油后稍停片刻即进行观察，最初出现印渍处即为缺陷位置。为了保证煤油有足够的浸润时间，以持续30min以上不出现印渍为试验合格。

(3)氨渗透试验

在容器外表面的焊缝上，贴上比焊缝约宽20mm的经5％硝酸亚汞或酚酞水溶液浸渍过的纸条，然后将容器内通入含氨1％(体积分数)的压缩空气，加压到规定的氨渗透试验压力后保持5min，纸条上未出现黑色(硝酸亚汞浸渍)或红色(酚酞浸渍)斑点时，试验为合格。

3.无损探伤

无损探伤是在不损坏被检容器的条件下，用各种方法探测容器金属层内部或表面所存在的缺陷。而这些缺陷往往都是宏观检查方法所不能发现或确认的。常用的无损探伤方法有渗透探伤、磁粉探伤、射线探伤以及超声波探伤等。对于在用的液化石油气容器，无损探伤着重检查容器在使用过程中产生的缺陷或原有缺陷的变化扩展情况，从而评定容器的使用期限或报废与否。

4.耐压试验和气密性试验

液化石油气储罐及容器的耐压试验，一般应采用液压试验，液压试验的介质一般应采用水。当采用可燃性液体进行液压试验时，试验温度必须低于可燃性液体的闪点，试验场地附近不得有火源，且应配备适用的消防器材。

(1)水压试验

水压试验所用的水必须是洁净的，碳素钢、16mnr和正火15mnv材料的压力容器在耐压试验时，水的温度不得低于5℃；其他低合金钢制压力容器，水的温度不得低于15℃。试验时，压力容器中应充满液体，滞留在压力容器内的气体必须排净。压力容器外表面应保持干燥，当压力容器壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压至设计压力，确认无泄漏后继续升压到规定的试验压力（固定式储罐为设计压力的1.25倍，移动式容器为设计压力的1.50倍)，保压30min，然后降至规定试验压力的80％，保压足够的时间进行检查。检查期间压力应保持不变，不得采用连续加压来维持试验压力不变。

液压试验后的压力容器符合下列条件为合格：

①无渗漏。

②无可见的变形。

③试验过程中无异常的响声。

水压试验完毕后，应将水排尽，并用压缩空气将容器内部吹干。

(2)气密性试验最主要目的是检查连接部位的密封可靠性和焊缝可能产生的渗漏，一般试验介质为干燥洁净的氮气或空气，碳素钢和低合金钢制压力容器其试验用空气温度应不低于5℃。其他材料制压容器按设计图样规定。

气密性实验应在耐压试验合格后进行，气密性试验压力为压力容器的设计压力。进行气密性试验时，一般应将安全附件装配齐全，试验时压力应缓慢上升，达到规定的试验压力后应保压，保压时间不少于30min，经检查无泄漏为合格。如有泄漏则在返修后重新进行水压试验和气密性试验。

三、储罐的定期检验

根据《压力容器安全技术监察规程》的规定，压力容器的定期检验项目包括如下。

①外部检查，是指在用压力容器运行中的定期检查。

②内外部检验，是指在用压力容器停机时的检验。

③耐压试验，是指压力容器停机检验时所进行的超过最高工作压力的液压试验或气压试验。

检验周期：由于介质为液化石油气，具有氢鼓包等应力腐蚀倾向，根据规程规定需每年或根据需要进行内外部检验，对于储罐，每两次内外部检验期间内，至少进行一次耐压试验。对于罐车每六年至少进行一次耐压试验。

压力容器的定期检验必须由取得相应资格的单位和人员来承担。

1.检验前的准备工作

储罐在进行定期检验前应做好以下工作。

①将储罐内部介质排除干净，进行置换处理，用盲板隔断与其连接的设备和管道， 并应有明显的隔断标记。

②必须切断与储罐有关的电源。

③将储罐的人孔全部打开，拆除储罐内件，清除内壁的污物。

④进行储罐内检查时，应使用12v或24v的低压防爆灯。在储罐外部还必须有人监护，检验仪器和修理工具的电源电压超过36v时，必须有绝缘良好的软线和可靠的接地线。

⑤外部有保温层的储罐，在外部检查和内外部检验时，一般可不拆除保温层。若怀疑壳体(焊缝)有缺陷时应拆除检查，全面检验时，则应部分或全部拆除保温层。

2.检验内容和要求

(1)储罐外部的检验内容和要求。

①储罐的防腐层、保温层及设备铭牌是否完好。

②储罐表面有无裂纹、变形、局部过热等不正常现象。

③储罐的接管、焊缝、受压元件等有无泄漏。

④安全附件是否齐全、灵敏、可靠。

⑤紧固螺栓是否完好，基础有无下沉或倾斜等异常现象。

(2)储罐的内外部检验的内容和要求。

①包括外部检查的全部内容。

②储罐的内外表面、开孔接管处，有无介质腐蚀或冲刷磨损等现象。

③储罐的所有焊缝、封头过渡区和其他有应力集中的部位有无裂纹，对有怀疑的部位，应采用10倍放大镜检查或采用磁粉、着色进行表面探伤，如发现表面裂纹时还应采用超声波或射线进一步抽查焊缝总长的20％。

④简体、封头等通过上述检查后，发现内外表面有腐蚀等现象时，应对怀疑部位进行多处壁厚测量，测量的壁厚小于最小壁厚时，应重新进行强度核算，并提出可否继续使用的建议和许用最高工作压力。

⑤储罐内壁如由于温度、压力、介质腐蚀作用有可能引起金属材料晶相组织连续性破坏时(如脱碳、应力腐蚀，晶间腐蚀、疲劳裂纹等)在必要时还应进行晶相检验和表面硬度测量并做出检查报告。

⑥储罐的主要紧固螺栓，应逐个进行外观宏观检查并用磁粉或着色探伤检查有无裂纹。

(3)检验报告

经过定期检验的储罐，由检验单位和检验员，按《压力容器安全技术监察规程》、《在用压力容器检验规程》的相关规定出具检验报告，检验报告应明确给出安全状况等级、下次检验日期或需要采取特殊监测等措施。

除定期检验外，对停止使用两年以上，需要恢复使用的储罐、移装使用的储罐、改变或修理结构而影响强度的储罐，在投入使用前，应作内外部检验，必要时应作耐压试验。