Cauze de perforare și scurgere a flanșei oarbe a rezervorului de stocare a butanului

Cauze de perforare și scurgere a flanșei oarbe a rezervorului de stocare a butanului

Există 8 rezervoare în instalația de butan din cadrul stației de tratare a gazelor naturale. Fundul rezervorului are o înălțime de 5 m de la sol și aceleași dimensiuni, aparținând de vas sub presiune. Mediul de stocare este un amestec de butan (amestec de n-butan și izobutan) și izobutan (produs), care a fost pus în funcțiune în martie 2008 și este un recipient sub presiune reciclat. Parametrii rezervorului sunt următorii:

• Diametrul interior al corpului rezervorului: 2400mm;
• Lungimea rezervorului: 11542mm;
• Volumul rezervorului: 49.50m3;
• Presiunea de proiectare: 1,58MPa;
• Flanșă oarbă dimensiune: DN50.

În octombrie 2008, întreaga instalație a fost oprită pentru inspecția internă și externă a rezervorului și pentru testul de rezistență. Mediul de testare a fost apa. După testare, apa din rezervor se scurge de la ieșirea de scurgere, apoi se purjează și se înlocuiește cu azot înainte de a fi pusă în funcțiune. La 6 decembrie 2008, la ora 15:10, s-a constatat că flanșă oarbă DN50 de pe fundul rezervorului de stocare 3 # cu izobutan a fost perforat și a avut loc o scurgere. În același timp, s-a constatat că rezervorul de stocare a izobutanului 2 # și rezervorul de stocare a izobutanului 6 # prezentau grade diferite de scurgere în același loc. În acel moment, situația de la fața locului era foarte critică. 2 # rezervor de stocare are 10 tone de izobutan, 3 rezervoare de depozitare # are 15 tone de izobutan și 6 rezervoare de depozitare # are 12 tone de izobutan. Mediul din rezervorul de stocare se află în echilibru gaz-lichid. Toate cele trei rezervoare prezintă scurgeri la aceeași flanșă oarbă din partea inferioară a rezervorului, iar scurgerile tind să crească. Din fericire, s-a constatat că scurgerea a fost tratată la timp și în mod corespunzător, evitându-se un posibil accident de explozie cauzat de scurgere.

1. Caracteristicile mediului de stocare în rezervorul de stocare

1) A se vedea tabelul 1 și tabelul 2 pentru proprietățile fizice și chimice și caracteristicile de detonare ale n-butanului și izobutanului.
Tabelul.1 Proprietăți fizice și chimice

Proprietăți fizice și chimice			Punct de topire/°.C	Punct de fierbere/°C	Densitate relativă apă=1	Presiunea vaporilor saturați/kPa	Căldura de ardere/(kJ/mol)	Temperatura critică/°C	Presiunea critică/MPa	Solubilitate
Butan conductiv			-159.6	11.8	0.56	160.09	2856.6	135	3.65	Apă ușor solubilă
N-Butan			-138.4	-0.5	0.56	106.39	2653	151.9	3.79	Apă ușor solubilă

Tabelul.2 Caracteristicile de combustie și explozie

Caracteristica de deflagrație			Inflamabilitate	Punct de inflamabilitate/°C	Temperatura de aprindere/°C	Limita inferioară de explozie/%	Limita superioară de explozie/%	Energia minimă de aprindere/MJ	Caracteristicile de pericol
Butan conductiv			Inflamabil	-82.8	460	1.8	8.5	0.52	Gaz inflamabil
N-Butan			Inflamabile	-60	287	1.5	8.5	0.25	Gaz inflamabil

2) Amestecul de butan și aer poate forma un amestec exploziv, care poate provoca combustie și explozie în cazul unei surse de căldură și al unui foc deschis. Gazul este mai greu decât aerul și se poate difuza la un loc relativ îndepărtat, la un loc mai jos. Aceasta va duce la combustie inversă în cazul unui foc deschis.

2. Analiza cauzelor

Cele 8 recipiente sub presiune din parcul de rezervoare al fabricii de butan sunt proiectate pentru a utiliza rezervoare vechi, iar structura internă rămâne neschimbată în timpul reutilizării. În partea inferioară a corpului rezervorului există 6 conexiuni cu flanșe, așa cum se arată în figura 1.

Fig.1 Schema de principiu a rezervorului de stocare

2.1 Analiza perforării flanșei oarbe

După ce pericolul a fost eliminat, atunci când personalul de întreținere a îndepărtat cele 2 flanșe oarbe # ale celor 3 recipiente sub presiune care prezentau scurgeri, așa cum se arată în figura 1, a pulverizat imediat o mulțime de lichid și a văzut puțină gheață în jurul gurii flanșei, care a fost analizată ca fiind apă. S-a constatat că s-a constatat că originalul garnitură de etanșare a flanșei a fost confecționat din plăcuțe de azbest de 3 mm grosime, care au fost înmuiate în apă cu gheață și folosite pentru o perioadă îndelungată de timp, s-au degradat și au aderat la suprafața de etanșare a flanșei. În perioada de la reutilizarea a 8 vase sub presiune vechi în martie 2008 până la scurgerea din 6 decembrie 2008, nu a fost efectuată nicio modificare structurală, nu a fost injectată apă, iar garnitură de flanșă la punctul de puncție nu a fost înlocuit.

2.2 Analiza conținutului de apă

Testul de rezistență a 8 recipiente sub presiune a fost efectuat în perioada 13 noiembrie 2018 - 15 noiembrie 2018. Apa din rezervor a fost evacuată prin gura de scurgere. Aerul comprimat cu o presiune de 0,4MPa a fost utilizat pentru purjare, iar apoi cele 8 rezervoare de butan au fost înlocuite cu azot de 0,2MPa și puse în funcțiune. De ce este evacuată o cantitate mare de apă? După o analiză atentă, se pare că în rezervor există o țeavă de plumb cu diametrul DN50 și înălțimea de 2000mm (inactiv) în rezervorul de la flanșă deschiderea plăcii oarbe nr. 2, așa cum se arată în figura 1. Acolo unde se află apa, aceasta nu va fi evacuată din conducta de scurgere. În acest caz, este ușor de neglijat.

2.3 Schimbarea temperaturii ambiante

Din cauza stocării apei în conducta de plumb din rezervor timp de 23 de zile, au existat 4 zile de temperatură scăzută (temperatura ambiantă - 5 ℃) din momentul în care rezervorul a fost umplut cu apă până la momentul în care a fost pus în funcțiune și înainte de apariția scurgerii. Pe 6 decembrie 2008, vremea s-a schimbat brusc, cu cea mai scăzută temperatură ambientală de - 8 ℃ și cea mai ridicată temperatură de aproximativ 6 ℃. Din cauza schimbărilor repetate ale temperaturii ambientale, apa acumulată în conductă îngheață la conexiune cu flanșă și se topește din nou atunci când temperatura crește. Ca urmare, covorul de azbest este înmuiat în apă timp de 23 de zile, rezistența este grav afectată, iar scurgerile sunt ușor de produs.

3. Soluții și măsuri preventive

Oprire de urgență în caz de perforare și scurgere. Efectuați turnarea, înlocuirea și tratarea de urgență a rezervoarelor în conformitate cu procedurile de operare.

• 1) Goliți complet apa din conducta de plumb a vasului sub presiune. Deoarece structurile celor 8 recipiente sub presiune sunt identice și există țevi de plumb în rezervoare, îndepărtați flanșele de fund de la țevile de plumb ale celor 8 recipiente sub presiune și goliți apa din țevile de plumb ale recipientelor sub presiune.
• 2) Înlocuiți toate metal woși garnituri. Inspectați cu atenție toate piesele de racordare cu flanșă ale celor 8 recipiente sub presiune. Doar cele 2 plăci oarbe #, așa cum se arată în figura 1, ale fiecărui vas sub presiune sunt acoperite cu azbest. Apoi scoateți flanșa celor 8 recipiente sub presiune, îndepărtați plăcuța de azbest originală și curățați suprafața de etanșare a flanșei. Înlocuirea metalului DN50 garnitură spiralată respectă, de asemenea, dispozițiile din GB 50160-92: toate racordurile cu flanșă de presiune inflamabilă și explozivă trebuie să fie etanșate cu garnitură metalică spiralată.
• 3) Efectuați testul de rezistență și etanșeitate cu aer comprimat. Datorită structurii interne speciale a celor 8 recipiente sub presiune, în rezervor există 3 țevi de plumb (design original). Pentru testul de presiune cu apă, flanșa de la conducta de plumb a fiecărui vas sub presiune trebuie îndepărtată pentru drenaj. În plus, înălțimea de la partea inferioară a fiecărui vas sub presiune până la sol este de 5 m, ceea ce reprezintă o operațiune dificilă și o sarcină de lucru grea. În conformitate cu dispozițiile relevante din Regulamentul de supraveghere privind tehnologia de siguranță a recipientelor sub presiune, pentru testarea presiunii se utilizează aer comprimat, iar pentru înlocuire se utilizează azot. Reapariția unor astfel de accidente a fost evitată.
• 4) Se sugerează ca, în timpul următoarei inspecții a rezervorului, conducta de plumb din rezervor să fie modificată, iar celelalte părți să rămână neschimbate pentru a preveni stocarea apei.

4. Concluzie

După ce s-au luat măsuri preventive, a fost eliminată apariția puncției și a scurgerilor la conexiunea cu flanșă și a fost evitat accidentul de explozie cauzat de scurgerea vasului sub presiune. Până în prezent, 8 recipiente sub presiune au funcționat în condiții de siguranță.

Sursa: China Flanșă oarbă Producător - Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.pipelinedubai.com)