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环保设施风险管理-环保设施防腐之安全事故

2020-05-23 09:41:23 东莞市中仁环保科技有限公司 阅读

随着环保行业的快速发展,如何确保环保设备设施的长期稳定运作,使其发挥较大的经济效益,其中离不开防腐蚀问题。以水处理行业为例,由于设备长时间受到污染水体水质的侵蚀,设备腐蚀非常严重,因此必须在投入使用前对其进行防腐蚀处理。近年来在防腐施工过程中已发生多起事故,环保设备防腐过程中的安全风险不容忽视。防腐蚀作业是一项专业性、技术性、危险性都很强的特殊行业。防腐蚀施工直接使用有毒有害、易燃易爆化学品,具有非常大的安全隐患。

一、与防腐有关的事故案例

01

2008年6月25日,某电厂二期脱硫工程烟囱内套筒安装定位工程中,施工人员在进行焊接作业时引燃玻璃钢内套筒的外保温层和粘接、防腐蚀材料,导致火灾,造成1人死亡,1人失踪。

02

2006年10月28日,安徽省防腐工程总公司27名施工人员在新疆独山子石化分公司原油储罐浮顶隔舱内进行刷漆作业,在作业接近结束时,隔舱突然发生爆炸,造成13人死亡、6人轻伤,损毁储罐浮顶面积达850平方米。

03

2011年4月11日,河南某公司在山西运城某公司一座94.5米高的造粒塔进行内壁防腐蚀作业时,由于升降台钢丝绳突然断开,致使升降平台发生倾斜,一名工人从20多米高的吊箱中坠落,坠落的涂料洒到塔底的大功率照明灯上,引起火灾,慌乱中多人从高塔半腰坠入塔底大火中,导致正在作业的23名工人中有8人被烧死,3人烧成重伤。

04

2017年3月4日9时15分,武汉科迪奥电力科技有限公司承接的珠海华丰纸业有限公司120米砼砖砌烟囱防腐工程施工过程中,发生一起闪燃引发高坠事故,造成6人死亡,直接经济损失1437.96万元。

05

2017 年11月28日下午4点30 分左右,北京清新环境技术股份有限公司对金泰环保热电有限公司正在建设的 5# 炉烟气脱硫尾气吸收装置塔进行防腐工程的施工过程中发生火灾,无人员伤亡。

二、事故原因分析及措施建议

原因分析

1、违规操作,安全保护措施不到位

新疆独山子爆炸事故中,施工单位违规私自更换防锈漆稀料,用含苯及甲苯等挥发性更大的有机溶剂替代原施工方案确定的主要成分为二甲苯、丁醇和乙二醇乙醚醋酸酯,在没有采取任何强制通风措施的情况下组织施工,使储罐隔舱内防锈漆和稀料中的有机溶剂挥发、积累达到爆炸极限;施工现场电气线路不符合安全规范要求,使用的行灯和手持照明灯具都没有防爆功能。电气火花引爆了达到爆炸极限的可燃气体,导致这起特大爆炸事故的发生。

由于防腐蚀作业需要在密闭空间、高空中进行,因此需要必要的安全保护措施。事故的发生往往是由于保护措施不到位而造成。

2、现场管理混乱,监理不到位

在许多事故中,负责建设工程的施工单位安全管理存在严重问题,如安全管理制度不健全,没有制定受限空间安全作业规程,没有按规定配备专职安全员,没有对施工人员进行安全培训,作业现场管理混乱,在可能形成爆炸性气体的作业场所火种管理不严等等。如新疆独山子事故中,施工现场还发现有手机、香烟盒打火机等物品;山西运城事故中,使用非防爆照明灯具等电器设备;珠海华丰纸业事故中,采用了非防爆型电气设备。

此外,部分负责建设工程监理的公司监理责任落实不到位,内部管理混乱,监理人员数量、素质与承揽项目不适应,监理水平低,对施工作业现场缺乏有效的监督和检查措施,安全监理不规范,不能及时纠正施工现场长期存在的违章现象。

措施建议

1、强化落实企业主体责任,提高本质安全水平。深入排查治理安全隐患,加强较大危险因素辨识管控,加强对生产现场监督检查,严防违章指挥、违规作业、违反劳动纪律的“三违”行为;加强对外包或出租项目的安全管理,依法履行统一协调、管理和安全检查职责。

2、作业前必须进行危险辩识和风险评价,所有活动风险必须受到控制,对所有活动的安全性必须进行检查评估。凡是危险性较大的作业和采用新施工工艺的作业,必须编制专项安全技术方案,并经过相关审查审批,否则不予开工。

3、加强作业人员的安全教育,制定安全培训计划,对危险作业和特种作业人员进行培训,切实提高从业人员的安全责任意识和安全技能。进一步加强宣传教育,突出隐患曝光,突出案例警示,突出事故教训,及时进行安全风险提示、警示。

三、环保设备防腐的必要性

腐蚀是由于化学作用使得物体受到破坏或消耗。腐蚀的定义有广义和狭义之分:从广义的角度来讲,腐蚀是材料与环境之间发生了电化学或者化学作用,从而使得材料的功能受到一定的破坏或消耗;从狭义的角度来讲,腐蚀是金属物质同环境之间发生了物理的以及化学的作用,从而使得金属物质的性能发生了改变,造成了环境、金属以及其系统受到了损失的现象。

在化工行业中,化工机械发生腐蚀是比较普遍的现象,该过程是自发的。当化工机械设受到腐蚀后,其色泽、外形以及机械性能等方面都会发生相应的变化,不仅仅造成设备的损坏,同时也严重的浪费了资源和能源,对企业造成巨大的损失。因此,为有效的防止环保设备的损失,需要研究环保设备发生腐蚀的原因,采取相应的保护措施,提高环保设备的防腐能力。不仅仅可以降低对能源和资源的消耗,同时也能促进经济的健康发展。

四、环保设备发生腐蚀的原因分析

腐蚀实质上是一种由化学或化学作用导致物体被破环的过程。环保设备的腐蚀则是指金属零部件在与空气、水及各种溶液接触的过程中发生化学反应,进而造成金属变形及尺寸变化而引起的破环。

1、内在因素

(1)由于设备本身的金属材质不同,使之对于各种介质的抗腐蚀能力也不相同,金属材料的晶粒越粗,腐蚀发生的速度就越快,反之腐蚀的速度就越慢,例如,以不锈钢作为主要材料的设备要比以铸铁为材料的设备抗腐蚀性能高。

(2)金属零部件的表面粗糙程度决定其抗腐蚀能力的强弱,表面越粗糙越容易被腐蚀。

(3)机械设置自身的形状也与腐蚀有着密切关系,如设备上较为突出位置的金属遭受腐蚀的速度相对较快。同时设备上的一些死角和缝隙也很容易出现腐蚀。

2、外在因素

(1)机械设备无可避免地会接触到大量带有腐蚀性的介质,如酸、碱、盐等等,这是造成设备腐蚀的重要原因。此外,介质的含氧量、化学成分、pH值等也是导致设备腐蚀的一大原因。

(2)当介质的温度不断升高时,其压力也会随之上升,这样便会加快腐蚀的速度,这主要是因为腐蚀本身属于一种化学反应。通常情况下,温度每升高10℃左右,会使腐蚀的速度加快1~3倍左右。同时温度升高还会导致扩散面积增大,这也会在一定程度上加快腐蚀速度。

(3)介质的流动速度越快,就越容易造成设备腐蚀,这是因为在介质流动的过程中,会对设备的防腐蚀保护层造成冲刷,当流动速度达到一定时,冲刷便会造成保层被破坏,进而造成失去保护的金属被腐蚀。

(4)机械设备在应力的作用下会引起金属内部变形,这样一来该部位的电极电位便会下降,从而导致微电池腐蚀加剧,进而形成腐蚀破裂。

五、环保设备防腐蚀设计

1、材料选择

碳素钢是机械制造业使用较为普遍的材料,其价格较同类材料较低,而且购买较为方便,同时具有易加工的特点。此类材料在普通的环境中不容易发生腐蚀,如果机械设备用这种材料,基本能满足设备的防腐蚀需求。但在环保设备设计中,需要选择耐腐蚀的材料才能保护机械设备免受强烈的腐蚀,普通低合金钢则是一种合适的制造基材。关键件采用不锈钢、耐热、耐磨钢。

2、机械结构与工艺选择

在实际应用中如果机械设备结构设计太过复杂或者设计不合理,则很有可能会导致热应力、积尘和积液等,从而使设备的某些接合部位发生腐蚀现象。因此,我们应该对机械的结构进行合理设计,从而提高机械设备的防腐蚀能力。

设计过程中要满足以下要求:机械部件的形状应该尽量简单;机械部件表面不能有缺陷或损坏;机械部件尽量使用一样的金属材料;机械部件中尽量不要有缝隙;机械表面要使用较好的防锈漆,这样可以避免机械部件和腐蚀介质的直接接触,起隔离作用。

在对焊缝涂漆时一定要注意,要保证机械部件的每一个部位,包括接缝处都要涂漆;涂漆前除锈,为提高附着力必要时可用磷化处理。在机械设备的设计方面,要尽量避免凹形状的出现,或者在设备上设计排水孔,预防水分在设置上滞留所导致的金属腐蚀;在焊接的过程中,要尽量采用连续焊接技术,且对焊接处的夹缝要进行合理设计。

六、设备防腐蚀方法

机械设备的防腐蚀方法有很多种,但大都是从金属本身特质方面考虑,尽量减少金属和具有腐蚀性的介质接触,或者是在金属的表面涂上防腐蚀的材料等。

常见的工业设备防腐蚀的方法主要有以下几种:

1、电化学保护法。电化学保护法是防护金属电化学腐蚀而采取的防护方法之一。常见的有阴极保护法和阳极保护法。

阴极保护法是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流,被保护结构物成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。

阳极保护,是基于金属钝化原理,对腐蚀性介质中的金属材料通过适当的阳极极化电流,使表面形成耐腐蚀性的钝化膜并维持其钝化状态,从而显著降低金属腐蚀速率的电化学保护措施。

2、添加缓蚀剂。以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时,可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物,因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1%~1%),但效果显著。这种保护金属的方法称缓蚀剂保护。缓蚀剂用于中性介质(锅炉用水、循环冷却水)、酸性介质(除锅垢的盐酸,电镀前镀件除锈用的酸浸溶液)和气体介质(气相缓蚀剂)。

3、选择各种耐腐蚀合金和有色金属制作设备。不少化学反应温度髙,介质腐蚀性极强,如生产固碱的降膜蒸发器,温度达400℃,碱液浓度由40%升至95%以上,需使用镍管;湿氯气冷却,可使用钛冷却器;浓硝酸贮存,须用铝罐;稀硝酸吸收塔,可选用不锈钢。

4、使用各种金属镀层和衬里。钢设备表面用喷镀、电镀、化学镀、热浸镀等方法可得到各种有色金属与合金的镀层,防止介质腐蚀。如国外普遍用喷铝的方法,保护桥梁,防止大气腐蚀。钢设备表面用挂衬、搪焊等方法可得到较厚的有色金属衬里层(一般为3〜5毫米),常用的是衬铅层,可防止稀硫酸等介质腐蚀。

5、选择各种非金属保护层。钢设备或混凝土设备表面衬橡胶、衬塑料、衬砖板和涂刷各种耐腐蚀涂料,将腐蚀介质与钢或混凝土表面隔离,起到保护作用。此外钢制反应釜、管道等还可用搪瓷、搪玻璃的方法防腐蚀。

6、选择各种非金属耐腐蚀材料制作设备,用非金属耐腐蚀材料可以制作反应设备和塔器、槽罐、管道、泵、阀等。常用的材料有各种工程塑料,增强塑料,电极石墨,化工陶瓷,玻璃,铸石和天然岩石等。

7、除去介质中有害成份,防止金属设备腐蚀,这是非常重要的一项防腐蚀措施。

来源:北极星VOCs在线



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