摘要:针对海上油气生产设施防爆电气设备防爆性能降低甚至失效的问题，对海上油气生产处理设施现场在用防爆电气设备安全检查常见问题进行总结、归类，结合GB3836系列标准及AQ3009—2007《危险场所电气防爆安全规范》相关要求，提出防爆电气设备常见问题的应对策略。
关键词:油气生产设施;防爆电气;常见问题;应对策略
《海上固定平台安全规则》要求，在任何危险区域或处所，应避免安装电气设备，若无法避免，则应根据需要选用适当的防爆电气设备［1］。但在海上油气生产设施的建造、调试、试生产和生产过程中，由于防爆电气设备产品质量、施工安装、机械损坏、自然老化等因素，会导致防爆设备的防爆性能下降甚至部分或完全失效［2］，特别是分布在危险区的防爆电气设备，如果防爆性能降低甚至是失效，存在很大的安全风险，极易发生闪爆事故。为此，进行不同阶段海上油气生产设施防爆设备存在的具体问题、风险及实施有效的应对策略分析。
1危险区划分及防爆电气设备概况
海上油气生产设施对于危险区域的划分规则，按照不同的标准有不同的划分方法，常见的按照国标将危险区域划分为0区、1区和2区［3］。其中，0区是指在正常操作条件下，连续地出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸气的区域;1类危险区是指在正常操作条件下，断续地或周期性地出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸气的区域;2类危险区是指在正常操作条件下，不大可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸气，但在不正常操作条件下，有可能出现达到引燃或爆炸浓度的可燃性气体或蒸气的区域。在海上油气生产设施的危险区，防爆电气设备被广泛使用。以渤海油田某平台为例，该平台共划分有11个危险区，安装使用防爆电气设备多达2598台，其中包括防爆灯具、防爆仪器仪表、防爆接线箱、防爆配电箱、防爆空调、防爆电机等。为确保防爆电气设备的本质安全，油田作业者会定期对防爆电气进行自检自查，或者委托有资质的专业机构进行防爆专项检查，检查内容一般包括防爆电气设备选型、安全标识、外观、紧固件、透明件、电缆引入装置、电气间隙和爬电距离、防爆参数、接地等。
2防爆电气设备问题及形式
渤海某公司近5年连续开展了海上油气生产设施防爆电气设备专项检查，涉及不同油气生产处理设施。从专项检查发现的问题分布情况来看，设计类问题占6%，采购类问题比26%，工程类问题占39%，生产类问题占29%，常见问题及表现形式如下。
2．1选型不当
选型不当常见于新建平台和老旧设施，新建平台选型问题主要集中在成橇设备自带的防爆电器，如存在非防爆电气设备，I类危险区使用n型防爆电气设备，“IIC”类气体环境(如电池间)使用“IIB”类设备等选型问题，主要是因为项目采办技术文件未详细说明成橇设备防爆电气要求，或者成撬设备出厂前验收工作不细致等。老旧设施，大多数是由于设施建造之初设计标准偏低，项目组专业工程师对防爆电气设备的认知或重视程度不够，油田作业者后期在设备检测、维护、保养等方面投入不足，导致历史遗留问题长期存在。
2．2防爆标识
防爆标识问题常见于老旧设施，在以往安全检查，包括防爆电气专项检查过程中常见的问题如，设备铭牌字迹模糊，无法识别设备防爆信息;设备无铭牌;铭牌缺少防爆合格证编号;铭牌缺少防爆标志;设备铭牌被油漆覆盖，内容无法识别;铭牌标识为隔爆型设备，实际设备隔爆接合面处加装有橡胶衬垫;铭牌上标识的防爆型式为隔爆型，产品结构型式不符合隔爆型的要求等。
2．3引入装置
GB3836．1—2010规定，电缆和导管引入装置安装到电气设备上时，防爆电气设备的防爆特性不应受到损害。电缆封堵问题主要表现在设备外部电缆引入导致封堵不合格，或者针对复合型防爆电器产品，不同类别腔体内过线孔的封堵问题。海上油气生产设施电气设备电缆分为填料式电缆引入装置，或密封圈式电缆引入装置。填料式电缆引入装置常见问题，如填料函式引入装置未安装填料或填料不符合要求，双组份填料未进行充分混合或者封堵长度小于20mm;电缆引入装置选择不当，如格兰头选择NPT格兰头，但壳体对应螺纹不是NPT螺纹;电缆铠装部分未进行压铠安装;仪表电缆未进行单端接地等。密封圈电缆引入装置常见问题，如电缆外径与密封圈内径不匹配，密封不严;冗余电缆引入孔未封堵或封堵不规范;填料函式引入装置填充填料时未剥离电缆护套。复合型防爆电气设备通常由2个腔体组成，带有打火元件的控制单元使用隔爆型，仅是接线部分的接线单元使用增安型，2个腔体的过线孔必须封堵。现场检查常见问题，如未按标准进行封堵。GB3836．2—2010规定，封堵需要用环氧树脂胶或能达到相应效果的密封胶进行分线浇封，浇封长度不小于20mm，常见问题是未进行分线或环氧树脂胶使用不正确，浇封长度不达标等。
2．4隔爆面
隔爆型产品主要是依靠隔爆面阻断爆炸火焰传到外部环境，引燃周围环境，并保证外壳不出现不可逆转的形变，所以，隔爆面应非常严密，并且有效长度要足够长，以达到降低火焰温度的效果。海上油气生产设施防爆面问题如隔爆面粗糙度过大，存在坑包、划痕等;焊缝缺陷导致隔爆面间隙超差，不能有效密封;隔爆面长度不足;隔爆面锈蚀严重;隔爆面存在胶质杂物;防爆面有油污;ⅡA级别气体环境隔爆接合面与固体障碍物之间的距离小于10mm。
2．5紧固件\透明件
紧固件问题相对简单，常常出现紧固件缺失，紧固件不一致等，一旦紧固件缺失或不匹配，导致隔爆面间隙超差，防爆电气设备失去防爆性能。透明件问题常出现于设备观察窗，以及控制箱上灯或者相关仪表的透明件护罩，主要存在于隔爆型设备中，做工不细，出现透明件粘结长度不足，私加胶垫;透明件破损等。
2．6接地
接地问题比较常见，如接地线断开、未连接;接地线由多个设备串联;接地线借用紧固螺栓或接地线接至安装螺栓，未接专用接地点;接地线虚接;仪表铠装接地，未进行单端接地;接地连接件未用专用线鼻子连接。
3应对策略
3．1选型不当
新建项目要做好源头控制，项目组应严格执行海上油气设施危险场所划分的设计要求，在项目采办技术文件和合同中明确提出设备厂家不得采购不符合国家标准、安全性能要求、能效指标以及国家明令淘汰的防爆电气设备;采购防爆电气设备要索要防爆合格证、生产许可证复印件、产品合格证、安装及使用维护保养说明、检验报告等相关技术文件;验收时应确认铭牌、安全标志及其说明等与防爆合格证和产品合格证内容一致。海上油气设施在建造阶段，项目组应重点检查布置在危险区的，由供应商提供的成撬设备，避免选型错误的防爆电气设备存在。针对老旧设施，应重新评估危险区划分是否合理，根据危险区划分图及气体类别进行现场核查，对于检查不合格的防爆电气设备，应按照风险大小，制定整改计划逐批次更换到位。
3．2防爆标识
针对铭牌字迹模糊、无铭牌或铭牌标识信息不清晰、信息错误等问题，通过查询防爆电气设备档案，进一步核实防爆电气设备本身是否有防爆方面的问题，如果防爆电气设备防爆本身没有问题，应重新标识设备防爆信息，重新制作设备铭牌，替换原来的不合格铭牌。针对缺少防爆合格证编号、缺少防爆标志的问题，应重点核查防爆电气设备的防爆性能，如果设备防爆性能不符合要求，必须根据危险区划分图，参照AQ3009第5条相关规定重新选型并更换。
3．3引入装置
针对新建项目，从采办防爆电气设备的验收工作做起，重点检查设备所配备的附件是否符合标准要求，2个腔体间的穿腔孔是否按标准进行封堵，现场安装前，确保安装人员具备防爆电气安装技能，监理人员具备防爆电气专业知识，重点检查安装合理情况，针对在役设施，聘请专业机构进行防爆电气设备专项检查，利用停产检修时间彻底整改，如针对引入口与挠性管直接连，引入口处无引入装置的问题，必须加装与设备防爆型式及引入口螺纹型式相匹配的引入装置并正确安装。
3．4防爆面
针对新建项目，工程项目组应把好防爆设备产品验收关，发现防爆电气设备防爆面方面的质量问题，必须返修、返工或退换货处理;在安装阶段，应汲取以往防爆电气设备安装方面的教训，避免施工单位现场粗暴安装引起防爆面损坏等;针对已经投用的防爆电气设备，油气生产设施现场应加强对防爆电气设备的检查和维修保养力度，及时清理隔爆面夹杂物等。
3．5紧固件\透明件
海上油气设施现场应定期检查，针对紧固件缺失等现象，要及时增补同型紧固件并将紧固件安装到位;透明件粘结问题属于产品质量问题，针对不合格产品，应协调厂家解决，现场无法解决的，分批次完成更换。
3．6接地针对外
接地线导线截面积小于4mm2，以及接地线未连接到接地体上的问题，将外接地连接件与接地系统用截面积不小于4mm2的多股软绞丝线进行可靠连接;针对外接地连接件锈蚀严重问题，更换外接地连接件，一旦检查发现问题，要及时修复。
4做好防爆电气设备全生命周期管理
防爆电气设备涉及加工制造、采购、安装、检测、维修保养等多个环节，任何一个环节出现差错，都会影响防爆电气质量，降低防爆性能［4］，企业应加强防爆电气设备的全生命周期管理，即从设计、生产、选型、采购、安装、使用、维护、检查、检修到最终报废的全过程管理。维修部门应建立防爆电气设备档案(包含设备台账、防爆合格证、安装区域、位号、使用说明书、维护保养记录等)，防爆电气设备使用、维保人员应经过各种防爆型式、安装实践、以及危险场所划分的专业培训，具备必要的知识和能力。对于日常检查检验发现的问题，根据风险等级采取应对措施，确保防爆电气设备本质安全。
参考文献
［1］国家安全生产监督管理总局．海上固定平台安全规则［S］．北京:国家安全生产监督管理总局出版社，2014．
［2］李晓宁，马经纲．防爆电气设备的安全评价探讨［J］．电气防爆，2004(1):13-17．
［3］胡海滨．海洋石油平台防爆电气设备选型研究［J］．中国石油和化工标准与质量，2018(7):143-144．
［4］张群，杨洪所，胡双．海洋石油平台电气设备和仪表的防爆问题探究［J］．石化技术，2017(7):132-132．
作者:杨秘 杨轶 徐渐晗 单位:中海石油(中国)有限公司曹妃甸作业公司 中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司中海油天津化工研究设计院有限公司
