＊葉良平

（中海石油舟山石化有限公司 浙江 316015）

某石化公司10000m3低壓瓦斯干式氣柜在一次高液位聯鎖事件中受損，致使部分零配件受損，密封皮膜被劃傷，低壓瓦斯出現泄漏。公司立即組織搶修，先后兩次對氣柜進行檢修處理，經過反復研究，終于消除了故障，將氣柜修復完畢。經過近十二年運行驗證，情況良好。本文通過對本次檢修過程中涉及的相關問題及解決過程的總結介紹，提出相關建議，以供使用或安裝單位在低壓瓦斯干式氣柜檢修維護時借鑒。

1.10000m3低壓瓦斯干式氣柜情況介紹

（1）基本情況。該公司10000m3為1段威金斯型橡膠密封儲氣柜，建于2007年3月。其主要參數如下：

（2）構造及特點。卷簾型橡膠密封干式氣柜，是一種不使用油和油脂及水密封的干式儲氣柜。其是由柜底板、立柱、側板和柜頂構成的圓柱型幾何體外殼，內有可移動的活塞，側板與T型擋板、活塞之間采用柔性合成橡膠膜連接形成圓筒型密封體。它是借助于柔性合成橡膠膜與可以上下移動的T型擋板和活塞相連接來密封瓦斯氣。

卷簾型橡膠密封干式氣柜由于內部活塞與氣柜側板間是用橡膠模連接起來形成密封機構的，活塞與柜壁之間的間隙較大，且無摩擦部件，因此對瓦斯氣的含塵量不敏感。同時由于密封采用柔性橡膠膜，活塞升降不受密封配合的限制，其具有密封性能好、安全可靠、結構簡單、活塞升降速度快、吞吐量大、造價和維護費用便宜等特點，目前已經普遍應用于煉化企業(yè)的瓦斯平衡系統(tǒng)中[1]。

（3）工作原理。氣柜未儲氣時，活塞至柜底板上，T型 擋板在T型擋板支撐臺架上。當氣柜收儲氣體達到一定壓力時，活塞上升，內側橡膠密封膜開始向上卷動。這時T型擋板及外側橡膠密封膜均不動作。當氣體不斷進入氣柜，活塞上升至桁架頂部，碰到T型擋板上部桁架頂板時，內部橡膠密封膜向上拉直，活塞已不能單獨上升。隨著氣體繼續(xù)進入，活塞與T型擋板將同時上升。柜內氣體壓力也同時上升，這時，外側橡膠密封膜開始向上卷動。最后，活塞及T型擋板上升到最高位置，外側橡膠密封膜也被向上拉直，氣柜就達到最大儲氣量。當氣柜向外送氣時，活塞運行過程與上述過程相反。

2.檢修處理及故障原因分析

（1）損壞情況。2010年8月11日，在一次氣柜高液位聯鎖中皮膜受損，氣柜西南側的皮膜出現多處破裂，系被上、下限位輪的鋼支架撞擊所致；皮膜的裂紋呈縱向劃口，有21處破裂紋（最長破裂紋約長1500mm，最短約為250mm）；活塞頂上與鋼絲繩連接的吊鉤發(fā)生變形，部分絲扣損壞；氣柜頂上的有多個大滑輪軸承已經損壞；個別小滑輪的滑道有磨損現象；部分鋼絲繩出現局部斷絲現象；活塞周邊的不少側板有位移現象，側板之間的間隙大小不一，有的缺少固定螺栓；發(fā)現四個放散閥關閉時，密封性欠佳；氣柜外壁上配重塊的導軌部分變形，氣柜活塞位置發(fā)生嚴重的偏離，單邊間隙大的一邊約為520mm，最小間隙約為220mm。有三個下限位輪的固定板，在外力作用下撕裂后脫落，有八個上限位輪的固定板，在外力作用下撕裂后脫落。氣柜損傷嚴重，需要進行大修處理。

（2）處理措施。針對氣柜損壞情況，為抓緊時間進行修復，綜合考慮公司安全生產和施工專業(yè)等因素，提出兩種處理辦法同步進行的措施：①請原氣柜施工單位派專家來指導維保單位檢修施工，同時聯系皮膜原供應商派專人進廠對損壞的皮膜進行修補。②要求采辦部緊接啟動采購新皮膜的工作，如舊皮膜修補失敗，則馬上更換新皮膜。

①第一種處理措施實施情況

經聯系，原氣柜施工單位先后派二位施工專業(yè)人員進廠，幫助分析故障原因和指導氣柜修復工作，他們根據現場了解的情況，沒有分析出這次氣柜損壞原因。

皮膜原供應商修補人員攜帶修補材料到廠后立即對損壞的皮膜進行修補，由于修補技術和膠水等原因，對修補完成后的皮膜進行氣密試驗時，發(fā)現全部出現泄露情況，修補失敗。

接著公司請鎮(zhèn)海石化建安公司總部的專業(yè)修補輸送皮帶的技術人員，來重新修補損壞的皮膜。他們帶來了粘結輸送皮帶的專用膠水，采用對新舊皮膜打磨至第一層簾布后，再進行粘結。然而，修補完后對皮膜進行氣密時，發(fā)現所有修補后的皮膜只有三塊暫時不漏，其余都全部泄漏。

分析造成二次皮膜修補粘結失敗的原因：一是皮膜損壞的地方實在太多，且裂縫又長；二是舊的皮膜由于已經使用了兩年多，皮膜中滲透著較多的石油制品成分，降低了專業(yè)膠水的粘結功效，對修補工作帶來很大的困難。由上述情況分析，橡膠皮膜本身雖具有耐臭氧性、耐硫化氫氣體腐蝕性、耐候性、耐芳香烴容積性的特點，但是修補膠水與本公司所存介質中的某些組分具有排斥效應，膠水效能未達到能夠適應各種不用組分介質的程度。

鑒于這種情況，公司決定采用第二種措施，即待新皮膜采購到位之后，邀請氣柜專業(yè)檢維修隊伍（江蘇環(huán)能工程有限公司），對氣柜整體進行檢修施工。

②第二種處理措施實施情況

經安徽美祥實業(yè)有限公司推薦，公司獲悉江蘇環(huán)能工程有限公司是一家專業(yè)的煤氣柜施工企業(yè)，是中國工程建設協會頒布的《橡膠膜密封儲氣柜工程施工質量驗收規(guī)程》編制參與單位，在國內對干式氣柜的檢修施工業(yè)績顯著，經公司采辦部聯系落實后，他們承擔了此次氣柜檢修任務。

8月27日，江蘇環(huán)能工程有限公司派施工人員到達我公司，緊接著就按照事前商定的施工方案開展對氣柜的檢修作業(yè),氣柜的主要檢修過程為：

A.對氣柜內部初步檢查發(fā)現，氣柜內壁的焊縫沒有進行有效的打磨，搭接處不光滑有毛刺，皮膜在運行過程中翻卷時容易劃傷，故事先要求建安公司舟山項目部對氣柜內焊縫進行打磨，并防腐刷漆。

B.把新皮膜從氣柜的西側運送進氣柜，其方法為：在氣柜西側割開出一個長2360mm，寬2400mm的通道孔，皮膜連同包裝箱被吊裝到架子上后，通過自制的軌道，滑行到氣柜內的活塞中間頂上（見圖1、2、3、4）。

C.對活塞的水平度進行復查和調整。為了便于今后操作人員在維護中檢查水平度，這次施工單位特地在活塞頂上增設了一個活塞傾斜度檢測裝置，并標記好水平基準點，以便定期檢查、調整（使活塞水平度控制在±30mm）。另將檢測信號接入值班室，達到能夠實時監(jiān)控活塞水平運行狀況的功能（見圖5）。

圖2 軌道通向活塞中間

圖3 新皮膜在運至柜內開箱

圖4 新皮膜全部展開

圖5 增設的活塞水平檢測裝置

D.更換了活塞和鋼絲連接的吊鉤，吊鉤螺栓尺寸由原來的M27增大到M33，調整了活塞周邊的側板間隙，使之基本成等間隙，同時還配齊了擋板固定螺栓（見圖6）。

圖6 更新后吊鉤和調整后的側板

E.更換了氣柜頂上大滑輪軸承12套，同時將小滑輪軸承全部進行更換，對滑道磨損的小滑輪進行修復，并對這些滑輪進行維護保養(yǎng)，保證滑輪轉動靈活（見圖7）。

圖7 更換過的柜頂滑輪及軸承

F.對有斷絲的部分鋼絲繩進行了更換，共更換8根鋼絲繩（每根57m），保證了每組配重塊的二根鋼絲繩拉緊程度一致；同時在鋼絲繩上涂抹潤滑脂，以延長其使用壽命；此外，還校正了配重塊的滑行軌道，使之滑行靈活。

G.對關閉不嚴密的放散閥進行修復，具體內容為：對放散閥密封面腐蝕部份進行修復，更換密封橡膠墊，并對放散閥鋼絲繩進行調整，潤滑保養(yǎng)，從而保證了放散閥放散靈活，密封良好。

H.重新調整了活塞與鋼絲繩的連接位置，使活塞處在氣柜的中間位置。

I.對被損壞的上、下限位滑輪進行修復，并安裝在原始位置上。

J.拆除舊的皮膜，安裝新的皮膜。

（3）檢修后的第一次調試。江蘇環(huán)能工程有限公司在施工結束后，對氣柜進行升降試驗，當活塞升到頂部，皮膜全部展開后，發(fā)現此時的活塞不能處在氣柜中間位置。當活塞回降到約8.3m時，又發(fā)現氣柜外面的配重塊出現晃動。此時，氣柜內的觀察人員也感覺到活塞在震動，出現這些情況后，立即將氣柜活塞降落至2.5m后，安裝活塞支撐柱，并對活塞及其皮膜進行檢查，確定受損情況。發(fā)現活塞頂被已經撞落的下限位輪螺栓頂破（見圖8）。

圖8 活塞底板被限位輪螺栓頂破

由于這次調試中活塞升降了兩次，一個下限位輪撞落，造成柜壁上固定皮膜的固定圈，有一處被撞變形（見圖10）；在7#、9#、10#立柱處的新皮膜，也被限位輪劃出了約12道口子，裂縫的長度在10～30mm不等，所幸裂縫位置比較集中，對裂紋位置進行了貼補處理，尺寸分別為250mm×250mm、250mm×200mm、200mm×150mm，損壞位置（見圖9），這次氣柜活塞升降調試以失敗告終。

圖9 氣柜新皮膜被劃破

圖10 柜壁固定圈被撞變形

①調試失敗原因分析。經對氣柜內各部件的詳細檢查，通過調試過程中的運行狀態(tài)及損壞部位現場查看分析所得，調試失敗的主要原因是：新皮膜在安裝時，由于皮膜上所開的固定孔，要比氣柜壁的固定螺栓多了6個，導致皮膜在安裝最后，無法實現完全對稱安裝，多出來的皮膜出現褶皺，它對活塞產生較大的內力。當在調試的過程中，隨著活塞往上升，原先已褶皺皮膜需釋放外力，當活塞上升到最高點（14m以上），褶皺皮膜完全展開，外力釋放完畢。這樣，當活塞再重新往下降時，此時的活塞下降軌跡就完全偏離原來中心軌跡，產生較多的偏心，活塞與氣柜的單邊間隙只有約180mm，導致限位輪在活塞下降力的作用下和氣柜壁發(fā)生碰撞，從而劃破皮膜。

通過這次調試，我們分析失敗原因，總結經驗教訓，得出以下兩個要點：

其一，皮膜升到14m以上全部展開后，在回落的過程中，活塞行程軌跡出現了較大程度的偏心，造成這一缺陷的原因我們認為是由于當初氣柜施工建設時，中石化第二建設公司在施工制作過程中存在瑕疵，在氣柜壁安裝固定螺栓時，沒有按照施工圖進行施工，少安裝了6個螺栓?？梢酝茰y，當時在交付生產前做調試時，活塞沒有升到14m以上的高度，加上我廠在日常的生產中，為保證瓦斯系統(tǒng)穩(wěn)健運行，氣柜容量都留有較大的余量，在絕大部分時間里，都把活塞行程控制在13m以下，所以這個缺陷沒有暴露，沒有造成設備損壞事件。

其二，在氣柜新皮膜安裝時，江蘇環(huán)能公司的施工人員雖然已經發(fā)現了這個情況，但是由于他們之前一直沒有碰到過這種現象，所以在技術認知上存在輕視思想。沒有引起他們足夠的重視，沒有聽取我們的意見并采取有效措施，只是把皮膜上6個多余的孔消化到6m弧長的范圍內（相當于每1m多出1個孔），皮膜的內應力沒有對稱消化，導致氣柜這次調試失敗。

②再次對皮膜進行安裝。按照本公司的要求，江蘇環(huán)能公司施工人員采取了三個整改措施：一是對新皮膜進行重新安裝，按氣柜圓周內徑均勻六等分，來消化皮膜上多余的6個孔，使活塞受力均勻；二是把對活塞配重進行調整的吊點，恢復到檢修前初始的位置；三是修補新皮膜被限位輪劃破的裂縫。

（4）再次整體調試。采取了三個整改措施后，再次對活塞進行升降試驗，已基本符合《橡膠膜密封儲氣柜工程施工質量驗收規(guī)程》。13m以下最小單邊間隙約為350mm，在13m以上只有一處，最小單邊間隙約為320mm。另外，活塞升降軌跡沒有發(fā)生變化，四周單邊間隙尺寸都在標準內，滿足正常使用條件。

3.結束語

氣柜運行中密封皮膜、活塞組件以及活塞調平裝置是氣柜的核心設備，其是否完好是決定氣柜安全運行的關鍵因素。在日常運行中要加強氣柜活塞調平裝置中導輪和鋼絲繩的定期檢查和潤滑維護，同時增設活塞水平監(jiān)測裝置是十分必要的，其能夠幫助操作人員隨時監(jiān)控活塞水平運行情況，可以及時發(fā)現活塞初期不平衡狀態(tài)，將隱患消滅在萌芽階段。同時定期進入柜內檢查活塞（T擋板）與側板間隙，當間隙超過規(guī)定值時必需對活塞進行調平。關于皮膜材質，目前氣柜在用皮膜為丁腈橡膠與聚氯乙烯的共混料，總體壽命在6～8年之間，經過多年的使用驗證，其材質滿足2個檢修周期（6年）運行的需求。另吸取本次氣柜首次調試失敗的經驗教訓，建議新建氣柜的試運行必須達到全行程，周期性檢修之后的試運行也應該為全行程試運。