Bütan depolama tankının kör flanşının delinme ve sızıntı nedenleri

Bütan depolama tankının kör flanşının delinme ve sızıntı nedenleri

Doğal gaz arıtma tesisinin bütan tesisinde 8 adet tank bulunmaktadır. Tank tabanı yerden 5 m yükseklikte ve aynı büyüklükte olup basınçlı kap. Depolama ortamı, Mart 2008'de kullanıma sunulan karışık bütan (n-bütan ve izobütan karışımı) ve izobütandır (ürün) ve geri dönüştürülmüş bir basınçlı kaptır. Tank parametreleri aşağıdaki gibidir:

• Tank gövdesinin iç çapı: 2400 mm;
• Tank uzunluğu: 11542mm;
• Tank hacmi: 49.50m3;
• Tasarım basıncı: 1.58MPa;
• Kör flanş boyut: DN50.

Ekim 2008'de tankın iç ve dış muayenesi ve mukavemet testi için tüm tesis kapatılmıştır. Test ortamı su idi. Testten sonra, tanktaki su tahliye çıkışından boşaltıldı ve kullanıma sokulmadan önce nitrojen ile temizlenip değiştirildi. 6 Aralık 2008 günü saat 15:10'da, tanktaki suyun DN50 kör flanş 3 adet # izobütanlı depolama tankının alt kısmında bir delik açılmış ve sızıntı meydana gelmiştir. Aynı zamanda 2 adet # izobütan depolama tankı ve 6 adet # izobütan depolama tankının da aynı yerde farklı derecelerde sızıntı yaptığı tespit edilmiştir. O sırada olay yerindeki durum çok kritikti. 2 # depolama tankı 10 ton izobütan, 3 adet # depolama tankında 15 ton izobütan ve 6 adet # depolama tankında 12 ton izobütan bulunmaktadır. Depolama tankındaki madde gaz-sıvı dengesindedir. Üç tankın hepsi de tankın altındaki aynı kör flanştan sızıntı yapmaktadır ve sızıntı artma eğilimindedir. Neyse ki, sızıntının zamanında ve düzgün bir şekilde ele alındığı ve sızıntıdan kaynaklanan olası bir patlama kazasının önlendiği tespit edilmiştir.

1. Depolama tankındaki depolama ortamının özellikleri

1) N-bütan ve izobütanın fiziksel ve kimyasal özellikleri ve patlama karakteristikleri için Tablo 1 ve Tablo 2'ye bakınız
Tablo.1 Fiziksel ve kimyasal özellikler

Fiziksel ve kimyasal özellikler			Melting point/°C	Boiling point/°C	Bağıl yoğunluk su=1	Doymuş buhar basıncı/kPa	Yanma ısısı/(kJ/mol)	Critical temperature/°C	Kritik basınç/MPa	Çözünürlük
İletken bütan			-159.6	11.8	0.56	160.09	2856.6	135	3.65	Az çözünür su
N-Bütan			-138.4	-0.5	0.56	106.39	2653	151.9	3.79	Az çözünür su

Tablo.2 Yanma ve patlama özellikleri

Patlama karakteristiği			Yanıcılık	Flash point/°C	Ignition temperature/°C	Alt patlayıcı limiti/%	Üst patlama sınırı/%	Minimum ateşleme enerjisi/MJ	Tehlike özellikleri
İletken bütan			Yanıcı	-82.8	460	1.8	8.5	0.52	Yanıcı gaz
N-Bütan			IYanıcı	-60	287	1.5	8.5	0.25	Yanıcı gaz

2) Bütan ve hava karışımı patlayıcı bir karışım oluşturabilir, bu da ısı kaynağı ve açık ateş durumunda yanma ve patlamaya neden olabilir. Gaz havadan daha ağırdır ve daha alçak bir yerde nispeten uzak bir yere yayılabilir. Açık ateş durumunda geri yanmaya yol açacaktır.

2. Neden analizi

Bütan tesisinin tank çiftliğindeki 8 basınçlı kap, eski tankları kullanmak üzere tasarlanmıştır ve yeniden kullanım sırasında iç yapı değişmeden kalır. Tank gövdesinin alt kısmında Şekil 1'de gösterildiği gibi 6 adet flanş bağlantısı bulunmaktadır.

Şekil 1 Depolama tankının şematik diyagramı

2.1 Kör flanş delinme analizi

Tehlike ortadan kaldırıldıktan sonra, bakım personeli Şekil 1'de gösterildiği gibi sızıntı yapan 3 basınçlı kabın 2 adet # kör flanşını çıkardığında, hemen çok fazla sıvı püskürttü ve flanş ağzının etrafında su olduğu analiz edilen küçük bir buz gördü. Orijinal flanşın flanş sızdırmazlık contası buzlu suya batırılmış ve uzun süre kullanılmış 3 mm kalınlığında asbest pedden yapılmıştır ve çürümüş ve yapışmıştır. flanş sızdırmazlık yüzeyi. Mart 2008'de 8 eski basınçlı kabın yeniden kullanılmasından 6 Aralık 2008'deki sızıntıya kadar geçen süre boyunca hiçbir yapısal değişiklik yapılmamış, su enjekte edilmemiş ve flanş contası değiştirilmemiştir.

2.2 Su içeriği analizi

8 basınçlı kabın mukavemet testi 13 Kasım 2018'den 15 Kasım 2018'in sonuna kadar gerçekleştirilmiştir. Tanktaki su tahliye çıkışından boşaltılmıştır. Temizleme için 0,4MPa basınçlı hava kullanıldı ve ardından 8 bütan tankı 0,2MPa nitrojen ile değiştirilerek kullanıma alındı. Neden büyük miktarda su tahliye ediliyor? Dikkatli bir analizden sonra, tankın içinde DN50 çapında ve 2000 mm yüksekliğinde bir kurşun boru (atıl) olduğu ortaya çıktı. flanş Şekil 1'de gösterildiği gibi No. 2 kör plakanın açıklığı. Suyun olduğu yerde tahliye borusundan boşaltılmayacaktır. Bu durumda ihmal edilmesi kolaydır.

2.3 Ortam sıcaklığı değişimi

Due to the water storage in the lead pipe in the tank for 23 days, there were 4 days of low temperature (ambient temperature – 5 ℃) from the time the tank was filled with water to the time it was started to run and before the leakage occurred. On December 6, 2008, the weather suddenly changed, with the lowest ambient temperature of – 8 ℃ and the highest temperature of about 6 ℃. Due to the repeated changes of the ambient temperature, the accumulated water in the pipe freezes at the flanş bağlantısı ve sıcaklık yükseldiğinde tekrar erir. Sonuç olarak, asbest paspası 23 gün boyunca suya batırılır, mukavemeti ciddi şekilde zarar görür ve sızıntı meydana gelmesi kolaydır.

3. Çözümler ve önleyici tedbirler

Delinme ve sızıntı durumunda acil durdurma. Tank dökme, değiştirme ve acil durum işlemlerini işletme prosedürlerine göre gerçekleştirin.

• 1) Basınçlı kapların kurşun borularındaki suyu tamamen boşaltın. Sekiz basınçlı kabın yapıları aynı olduğundan ve tanklarda kurşun borular bulunduğundan, sekiz basınçlı kabın kurşun borularındaki alt flanşları çıkarın ve basınçlı kapların kurşun borularındaki suyu boşaltın.
• 2) Tümünü değiştirin metal wove contalar. Sekiz basınçlı kabın tüm flanş bağlantı parçalarını dikkatlice inceleyin. Sadece her bir basınçlı kabın Şekil 1'de gösterilen 2 adet # kör plakası asbest peddir. Ardından 8 basınçlı kabın flanşını çıkarın, orijinal asbest pedi çıkarın ve flanş sızdırmazlık yüzeyini temizleyin. DN50 metalin değiştirilmesi spiral sargılı conta GB 50160-92 hükümlerine de uygundur: tüm yanıcı ve patlayıcı basınç flanş bağlantıları metal spiral sargılı conta ile kapatılmalıdır.
• 3) Basınçlı hava ile mukavemet ve sızdırmazlık testi yapın. Sekiz basınçlı kabın özel iç yapısı nedeniyle tankta 3 kurşun boru (orijinal tasarım) bulunmaktadır. Su ile basınç testi için, her bir basınçlı kabın kurşun borusundaki flanşın drenaj için çıkarılması gerekir. Ayrıca, her bir basınçlı kabın tabanından zemine kadar olan yükseklik 5 m'dir, bu da kullanımı zor ve ağır iş yükü demektir. Basınçlı Kapların Emniyet Teknolojisine İlişkin Denetim Yönetmeliği'nin ilgili hükümlerine göre, basınç testi için basınçlı hava ve değiştirme için azot kullanılır. Bu tür kazaların tekrarlanması önlenmiştir.
• 4) Bir sonraki tank denetimi sırasında, tanktaki kurşun borunun değiştirilmesi ve su depolanmasını önlemek için diğer parçaların değişmeden kalması önerilmektedir.

4. Sonuç

Önleyici tedbirler alındıktan sonra, flanş bağlantısında delinme ve sızıntı oluşumu ortadan kaldırılmış ve basınçlı kap sızıntısının neden olduğu patlama kazası önlenmiştir. Şimdiye kadar 8 basınçlı kap güvenli bir şekilde çalışmıştır.

Kaynak: Çin Kör Flanş Üreticisi - Yaang Pipe Industry Co, Limited (www.pipelinedubai.com)