轻烃处理装置焊接作业杂散电流的危害与预防

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摘 要：在轻烃处理装置等易燃易爆场所中，从事焊接作业中会产生杂散电流，存在潜在危害。为了减少危害并预防事故的发生，本文主要结合轻烃处理装置的流程、设备特点，从杂散电流的产生方式、存在的特点、产生危害的方式及预防对策进行分析，减少或避免电焊施工中产生杂散电流的危害，提高轻烃处理装置检维修作业的安全系数。

关键词：轻烃处理；电焊；杂散电流；危害；预防

中图分类号：F41 文献标识码：A

在石油化工行业中，焊接技术（尤其是电焊技术）被广泛应用到生产施工中。在石油化工企业中，大部分生产区都是属于易燃易爆场所，而焊接作业属明火作业，特别是在轻烃处理装置的工艺改造，其危险性更大。但可以采取有效的措施进行防范，而在作业中产生的杂散电流，是无法被识别的，存在相当大的潜在的危险，其产生的后果更大。那么杂散电流到底如何产生的？有什么危害？又如何进行预防？针对这些问题，现从以下几个方面进行分析。

1 杂散电流的含义

杂散电流也叫漏电流。它是存在于电气网路之外（如大地、风水管、矿休和其它金属物体的杂乱无章的电流）。这种电流分布广，一旦进入雷管或爆破网路，就容易引起早爆事故。杂散电流是爆存人员最担心的一种早爆因素，杂散电流对电雷管的危险程度，主要是看其是否超过单发雷管的最小起爆电流。如果杂散电流大于雷管的最小起爆电流，就有爆炸危险。

2 杂散电流的来源

（1）动力电气设略去或照明线路漏电。动力电气设备或照明路线的绝缘层破坏时，容易发生漏电，尤其在潮湿环境和有金属导体时，杂散电流就更大。（2）架线式电机车牵引网络漏电。架线式电机车的电源来自直流变电所，经配电盘输至架空裸线，通过受电弓和电动机后，由铁轨返回，当轨道接头电阻较大，轨道与巷道底板之间的过渡电阻较小的情况下，就会有大量电流流入大地，形成杂散电流。

3 杂散电流的测量

由于杂散电流是杂乱无章的，被测的两点间介质的复杂多变，如有岩石矿物，金属物件，流体等。不同介质的电阻值相差很大，因此，杂散电流的测量是十分困难的。为了准确有效地测定杂散电流，而杂散电流测定仪的工作原理与普通电表不同，不是测定电压和电阻，而是采用等效电阻线路，直接测定出电流值，而对雷管有威胁的正是杂散电流的大小。杂散电流测定仪的工作原理：根据等效电阻受到电流作用后，两端电压降的数值，换算成杂散电流的大小，由测定仪直接读出杂散电流的数值。

4杂散电流的产生

4.1电焊作业的工作原理。

了解杂散电流，首先要知道电焊作业的工作原理。其原理是利用热能将两个分离的金属工件局部加热、熔化，藉原子或分子间的结合与扩散，紧密而牢固地连成一个整体的工艺过程。电焊（又叫电弧焊）是利用电能转换为电弧热能进行熔化焊接的一种工艺方法。而电弧的产生就是两电极间气体发生强有力、持久的放电过程。由电焊机、电焊电缆、电焊把钳、电焊条、电弧和被焊工件就组成了电气回路，所以在电焊作业中被焊工件属于带电体，因此在电弧产生的同时，也产生了杂散电流。杂散电流的电流通路多是以并联电路形式出现，其电流强度与该电路的电阻成反比，在电焊作业中，电焊工在焊接作业中将电焊机二次回路接线位置选择不当，例如利用生产区内金属框架构件、管线、设备等做电气回路，当它们接触不良或回路中有放电间隙而产生杂散电流。

4.2杂散电流的特点。

杂散电流是指从不符合安全要求或规定的通路通过的电流。产生的火花很小，在光线强的场所，产生的位置有时很隐蔽，不易被人察觉。它的电流通路有时是2条以上，不易被人们掌握。电流的能量及电势也较低，对人造成伤害极小，极易被人们忽视的一种引火源。

5 杂散电流的危害

（1）产生电火花，易成为引火源。（2）产生电磁感应，对电气仪表产生影响，易造成显示误差。杂散电流的主要危害在于其造成的火灾事故。如：1996年10月4日13点30分，某单位人员在黑龙江某炼油厂铁路油品装卸栈桥上施工。由于电焊机的接地线固定不牢，在铁路钢轨处不断打火。当时收油的零位罐内存油不多，油温较高，收油阀未关，致使挥发出来的油气自管线另一端的栈桥人口处溢出，蔓延扩散，遇到钢轨处的电火花着火，造成7000m3的地下零位罐（水泥结构）报废，原油泵房南侧砸塌。可见，事故发生，就是杂散电流造成的，其危害是严重的，后果也是严重的。

6 发生杂散电流火灾事故的条件

（1）杂散电流的电路中有火花放电间隙。（2）火花放电的能量必须大于易燃可燃气体的最小点火能量。（3）放电火花间隙中必须有易燃可燃气体存在，其浓度大于该气体的爆炸下限。

7 预防事故的对策

按照事故因果关系进行分析，电流的产生必须是有一个通路，只要将电流的通路阻断或旁路连通，就可以避免电火花的产生，同时如何焊接的设备、管线中不含有容易发生火灾爆炸事故的可燃气体或其浓度含量低，不能引燃，这样事故的发生就可以避免。

7.1技术措施。

（1）隔绝：将设备、管线等处进行切断隔离，从法兰端断开，从而阻隔杂散电流流动。（如图1）

（2） 旁路连通：如果已经知道或怀疑管线上存在杂散电流，就要离动火作业的管线、设备、框架等处使用接地线进行焊接作业，即保护接地。此接地线必须是独立接地极（不与系统接地网连接），必须保证其接地电阻值小于4Ω，由专职电工负责测试电阻值，若电阻值偏大，可以使用简易小接地网（由2-3个单独接地级并联在一起），来保证电阻值。（如图2）

（3）置换：在动火作业前，要将工艺系统、设备进行用水、蒸汽、氮气等介质进行置换，并测量工艺系统和设备的可燃气体浓度LEL%≤20% ，有条件的场所，可以进行惰性气体保护作业，向混合物中送入氮、二氧化碳、水蒸汽、烟道气等阻燃性气体，但其含氧量不得超过2%。

（4）充压：在电焊作业时，在易燃易爆场所中的设备、管线和容器必须进行充压保护，压力保持在0.05～0.1MP左右的微正压，可以杜绝火灾事故的发生。

7.2管理措施。

（1）建立健全管理制度，对易产生杂散电流的危险场所严格管理。（2）对电焊工进行有关防止杂散电流火灾事故的安全教育，特别是在易燃易爆场所，不得用金属框架构件管线做电焊的二次电气回路。（3）国家或者行业有关部门要建立有关防止杂散电流火灾事故的法定标准。从设计、施工和生产的全过程进行管理，做到有法可依。（4）电焊作业时，必须由专职电工负责测试接地电阻值，接地极要规范可靠，作业时，现场要有专人负责监护。

结语

通过合理的预防措施，可以杜绝在石油行业等易燃易爆场所电焊作业时产生杂散电流造成的危害，使得电焊广泛应用到工业生产中去，保证作业的安全性、可靠性。

参考文献

[1]曾乐主.现代焊接技术手册[M].第1版.上海：上海科学技术出版社，1993.

[2]傅积和，孙玉林.焊接数据资料手册[M].第1版.北京：机械工业出版社，1994.

[3]秦志国. 地铁杂散电流分布与监测防护系统的研究[D].长沙：湖南大学，2011.