论文部分内容阅读
摘 要:在油气田产建工程施工过程中,图纸会明确要求:“不能保证良好接地的阀门、法兰等采用软铜线跨接”。竣工验收组专家,都会要求场站内所有四眼(含)以下法兰跨接。其目的是为了防止发生静电事故。那么在什么情况下需要跨接?是不是全部法兰都需要跨接?下文用查阅规范、做实验的方法进行探讨。
关健词:法兰跨接 电阻
1.序言
在油气田产建工程施工过程中,电气专业图纸会明确要求:“不能保证良好接地的阀门、法兰等采用软铜线跨接。”但“不能良好导电”这一关键词该如何定义呢?其次竣工验收组专家,都会要求场站内所有四眼(含)以下法兰跨接。其目的是为了防止发生静电事故。那么在什么情况下需要跨接?是不是全部法兰都需要跨接?下文用查阅规范做实验的方法进行探讨。
2.现行规范中的相关规定:
下面根据现行国家规范、行业标准中的相关规定的角度进行探讨。
2.1根据规范《压力管道规范—工业管道 第4 部分 制作与安装》(GB/T20801.4-2006)、《工业金属管道工程施工规范》(GB 50235—2010)、《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》(GB50517-2010)、《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》(SH 3501-2001)的规定:有静电接地要求的管道,各段间应导电良好。每对法兰或螺纹接头间电阻值大于0.03Ω时,应设导线跨接。
2.2《石油化工静电接地设计规范》(SH 3097-2000)该规范第4.3.3条规定,在管道系统上,当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时,一般可不必另装静电连接线,但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。
2.3《石油库设计规范》(GB 50074-2002)第14.2.14 条规定:输油(油气)管道的法兰连接处应跨接。当不少于5根螺栓连接时,在非腐蚀环境下可不跨接。
2.4《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB 50156—2002 )第10.3.3条规定: 在爆炸危险区域内的油品、液化石油气和天然气管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于5根时,在非腐蚀环境下,可不跨接。
2.5《化工企业静电安全检查规程》(HG/T23002-92)作为静电安全检查的行业标准,第5.1.2条规定:金属设备与设备之间,管道与管道之间,如用金属法兰连接时可不另接跨接线,但必须有两个以上的螺栓连接。
由以上规范可以看出,法兰是否需要跨接,取决于2点要素:1、四眼及四眼以下法兰;2法兰间电阻值大于0.03Ω。只有同时满足这2点条件才需要跨接。但法兰间电阻究竟是多少,与规定值0.03Ω相差几何,下文通过实验进行说明。
3.实验过程
3.1实验仪器
利用电仪数字化施工项目部的一台回路电阻测试仪(最小测试精度为0.1 uΩ)做实验仪器,对不同型号法兰间电阻进行测试。结果表明完全满足待测试品0.03Ω的期望值,测量过程中会产生200A左右的大电流因此只能在实验室内完成实验。
3.2对比试验:
实验共制作2组对比试品,每组有2个试品,试品法兰型号分别是HGT20592-97 WN DN20 PN25 RF 304和HGT20592-97 WN DN25 PN40 RF 20#。这两种材质的法兰是场站经常使用的,具有说服力。每组试品分别置于露天环境与实验室内,放置时间为6个月,比较不同环境对试品的影响。
3.2.1第一组试品的材质为不锈钢,法兰型号为HGT20592-97 WN DN20 PN25 RF 304,测量前清除测试表笔与法兰接触面的污物,1#试品在实验室放置,测量结果为630.8uΩ=0.0006308Ω。2#试品在露天放置,测量结果为1087.1 uΩ=0.0010871Ω。
从测试结果上看2个试品法兰间电阻均小于0.03Ω,但是2#试品由于在露天放置加速各个接触面的腐蚀速度,电阻有所增大,但很微小。
3.2.2第二组试品的材质为20#钢,测量前清除测试表笔与法兰接触面的污物,1#试品在实验室放置,测量结果为4705 uΩ=0.004705Ω。2#试品在露天放置,测量结果为5954 uΩ=0.005954Ω。
从测试结果看2个试品法兰间电阻均小于0.03Ω,2#试品依然在露天放置电阻较1#试品有所增大,但很细微。
对比试验结论:从实验结果看纵向对比,环境对法兰间电阻有影响,无论不锈钢还是20#钢,置于露天环境的试品电阻会比室内放置的高,但仍然小于0.03Ω。横向对比,20#钢法兰之间的电阻比不锈钢法兰之间的电阻高,可能由于材质的差别所导致,也仍然小于0.03Ω。
3.3时间推移实验:
此实验的主要目的是测试随着时间的推移,法兰间电阻会产生怎样的变化并得出结论。测试分别抽取4个试品,所有试品均露天放置且未防腐。
1#试品系2005年出厂的闸阀,由于7年时间一直放置于露天环境,阀门已经严重锈蚀,对阀门自带两法兰之间电阻进行测试,阻值为11521 uΩ=0.011521Ω仍然小于0.03Ω。依次重复,其余试品生产日期依次为2008、2010、2012年,相对应阻值为6401 uΩ、4604 uΩ、4008 uΩ。从试验数据中可以看出:随着时间的增长,法兰间电阻会逐渐增大,仅从这4个试品的阻值来看,依然小于0.03Ω。由于设备采用大电流测试也不能在任何场站内测试。因此,可以分析得出:随着时间的推移,法兰间电阻会慢慢增大,最终大于0.03Ω。
4.结论
综上所述,并不是所有金属管道法兰必须全部跨接。是否需要跨接,要看其设计文件是否有静电接地要求。如果看不到设计文件,只能通过分析介质和测量电阻值的方式确定,同时跨接的2点要素:1、四眼及四眼以下法兰;2法兰间电阻值大于0.03Ω。只有同时满足这2点条件才需要跨接。但是通过实验数据可以推测场站在建成后的10年内所有法兰间电阻不会超标,四眼法兰不需要跨接。
笔者认为,鉴于法兰间电阻会随着时间的推移慢慢增大,最终大于0.03Ω。因此,在场站建设初期针对敏感部位(如:呼吸阀、安全阀等)还是推荐法兰跨接。静电跨接连线用不小于6mm2的铜软线连接。以保证在场站建成后能长期安全运行。
关健词:法兰跨接 电阻
1.序言
在油气田产建工程施工过程中,电气专业图纸会明确要求:“不能保证良好接地的阀门、法兰等采用软铜线跨接。”但“不能良好导电”这一关键词该如何定义呢?其次竣工验收组专家,都会要求场站内所有四眼(含)以下法兰跨接。其目的是为了防止发生静电事故。那么在什么情况下需要跨接?是不是全部法兰都需要跨接?下文用查阅规范做实验的方法进行探讨。
2.现行规范中的相关规定:
下面根据现行国家规范、行业标准中的相关规定的角度进行探讨。
2.1根据规范《压力管道规范—工业管道 第4 部分 制作与安装》(GB/T20801.4-2006)、《工业金属管道工程施工规范》(GB 50235—2010)、《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》(GB50517-2010)、《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》(SH 3501-2001)的规定:有静电接地要求的管道,各段间应导电良好。每对法兰或螺纹接头间电阻值大于0.03Ω时,应设导线跨接。
2.2《石油化工静电接地设计规范》(SH 3097-2000)该规范第4.3.3条规定,在管道系统上,当金属法兰采用金属螺栓或卡子紧固时,一般可不必另装静电连接线,但应保证至少有两个螺栓或卡子间具有良好的导电接触面。
2.3《石油库设计规范》(GB 50074-2002)第14.2.14 条规定:输油(油气)管道的法兰连接处应跨接。当不少于5根螺栓连接时,在非腐蚀环境下可不跨接。
2.4《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB 50156—2002 )第10.3.3条规定: 在爆炸危险区域内的油品、液化石油气和天然气管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于5根时,在非腐蚀环境下,可不跨接。
2.5《化工企业静电安全检查规程》(HG/T23002-92)作为静电安全检查的行业标准,第5.1.2条规定:金属设备与设备之间,管道与管道之间,如用金属法兰连接时可不另接跨接线,但必须有两个以上的螺栓连接。
由以上规范可以看出,法兰是否需要跨接,取决于2点要素:1、四眼及四眼以下法兰;2法兰间电阻值大于0.03Ω。只有同时满足这2点条件才需要跨接。但法兰间电阻究竟是多少,与规定值0.03Ω相差几何,下文通过实验进行说明。
3.实验过程
3.1实验仪器
利用电仪数字化施工项目部的一台回路电阻测试仪(最小测试精度为0.1 uΩ)做实验仪器,对不同型号法兰间电阻进行测试。结果表明完全满足待测试品0.03Ω的期望值,测量过程中会产生200A左右的大电流因此只能在实验室内完成实验。
3.2对比试验:
实验共制作2组对比试品,每组有2个试品,试品法兰型号分别是HGT20592-97 WN DN20 PN25 RF 304和HGT20592-97 WN DN25 PN40 RF 20#。这两种材质的法兰是场站经常使用的,具有说服力。每组试品分别置于露天环境与实验室内,放置时间为6个月,比较不同环境对试品的影响。
3.2.1第一组试品的材质为不锈钢,法兰型号为HGT20592-97 WN DN20 PN25 RF 304,测量前清除测试表笔与法兰接触面的污物,1#试品在实验室放置,测量结果为630.8uΩ=0.0006308Ω。2#试品在露天放置,测量结果为1087.1 uΩ=0.0010871Ω。
从测试结果上看2个试品法兰间电阻均小于0.03Ω,但是2#试品由于在露天放置加速各个接触面的腐蚀速度,电阻有所增大,但很微小。
3.2.2第二组试品的材质为20#钢,测量前清除测试表笔与法兰接触面的污物,1#试品在实验室放置,测量结果为4705 uΩ=0.004705Ω。2#试品在露天放置,测量结果为5954 uΩ=0.005954Ω。
从测试结果看2个试品法兰间电阻均小于0.03Ω,2#试品依然在露天放置电阻较1#试品有所增大,但很细微。
对比试验结论:从实验结果看纵向对比,环境对法兰间电阻有影响,无论不锈钢还是20#钢,置于露天环境的试品电阻会比室内放置的高,但仍然小于0.03Ω。横向对比,20#钢法兰之间的电阻比不锈钢法兰之间的电阻高,可能由于材质的差别所导致,也仍然小于0.03Ω。
3.3时间推移实验:
此实验的主要目的是测试随着时间的推移,法兰间电阻会产生怎样的变化并得出结论。测试分别抽取4个试品,所有试品均露天放置且未防腐。
1#试品系2005年出厂的闸阀,由于7年时间一直放置于露天环境,阀门已经严重锈蚀,对阀门自带两法兰之间电阻进行测试,阻值为11521 uΩ=0.011521Ω仍然小于0.03Ω。依次重复,其余试品生产日期依次为2008、2010、2012年,相对应阻值为6401 uΩ、4604 uΩ、4008 uΩ。从试验数据中可以看出:随着时间的增长,法兰间电阻会逐渐增大,仅从这4个试品的阻值来看,依然小于0.03Ω。由于设备采用大电流测试也不能在任何场站内测试。因此,可以分析得出:随着时间的推移,法兰间电阻会慢慢增大,最终大于0.03Ω。
4.结论
综上所述,并不是所有金属管道法兰必须全部跨接。是否需要跨接,要看其设计文件是否有静电接地要求。如果看不到设计文件,只能通过分析介质和测量电阻值的方式确定,同时跨接的2点要素:1、四眼及四眼以下法兰;2法兰间电阻值大于0.03Ω。只有同时满足这2点条件才需要跨接。但是通过实验数据可以推测场站在建成后的10年内所有法兰间电阻不会超标,四眼法兰不需要跨接。
笔者认为,鉴于法兰间电阻会随着时间的推移慢慢增大,最终大于0.03Ω。因此,在场站建设初期针对敏感部位(如:呼吸阀、安全阀等)还是推荐法兰跨接。静电跨接连线用不小于6mm2的铜软线连接。以保证在场站建成后能长期安全运行。