一种磁吸式电线管安装支架在石油储罐上的应用

吴龙海衣 巍

1.中石化青海石油分公司 西宁 810003；2.济南鲁纺仪佳自控技术有限公司 济南 250015

1 概述

按照国家安全生产监督管理总局关于对易燃易爆石油储罐加强安全防护自动化系统建设的要求,青海省石油分公司某一油库在油罐安全联锁防护自动化改造施工时,需要在已运行使用的油罐罐体上增加油位上限液位开关。液位开关选用的是外贴式超声波液位开关,这种液位开关可以在不动电焊的情况下直接依靠磁力吸附在油罐罐体的外壁上,但是如何将液位开关的信号电缆敷设引至控制室成了施工中一个难题。

按照工业自动化仪表施工与验收规范要求,该信号电缆自超声波液位开关接线盒引出后,需先穿入一根防爆挠性软管,防爆软管的另一端再与电线管相连,整根电线管自罐体上部引至罐体地面。对于一个5000m3的成品油储罐,其高度为12m左右。按照施工规范要求,电线管自罐体上部敷设至罐体地面需要在中间设置2～3个电线管固定点,以便将电线管与罐壁牢固地固定在一起。但是按照油库安全施工规范管理要求,严禁在油罐区域内动用电焊、气焊或电钻工具进行施工,如何在油罐罐体外壁上增加电线管固定支架成了安装单位进行施工的一个难题。

传统的安装施工方法有二种,一种是先将储罐内的易燃易爆液体暂时排出,然后进行蒸汽反复吹扫,并进行反复可燃气体浓度测量,当证明储罐内可燃气体浓度确实低于安全允许值时,方可允许在储罐外将电线管的固定支架采用电焊方法焊接在储罐罐壁上。采用这种施工方法,从易燃液体排出,到接入蒸汽吹扫,再到反复的可燃气体浓度测试,操作过程复杂,工作量很大,危险因素较多,施工费用非常高。还有一种方法是借用储罐外面罐壁上已有的爬梯支架、避雷线支架等作为电线管固定支架,这种方法只能依据合适的油罐现场原有支架作为电线管敷设位置,需要根据原有各种其它用途支架的形状和尺寸进行测绘,并设计和加工成相适应的新的电线管固定支架。这种方法施工费用不高,但是需要因罐而异,一个支架一个形状,很难做到电线管敷设路径合理,整齐美观,加工和安装的工作量同样比较大。

2 几种常见的施工方法比较

如何不违背油罐区域内安全施工规范要求,又能在油罐现场不采用电焊/气焊以及不动用电钻等工具的情况下将电线管自罐体外壁上可靠固定并敷设至罐体地面,通常会采用三种方法。

2.1 借助罐体上的环形爬梯钢架进行电线管的敷设和固定

首先在罐体上部将外贴式超声波液位开关安装就位,自液位开关接线盒引出的信号电缆穿电线保护管敷设到罐体上部的爬梯钢架旁,再根据爬梯的转弯弧度分段加工电线管,采用特制的电线管管夹将电线管固定在爬梯钢架上。由此可知,采用这种方式在油罐罐体上进行电线管的敷设和固定,会增加电线管和电缆的长度,费工费料。

2.2 借助油罐罐体上已有的电线管支架用来进行对新增电线管的敷设固定

对已经投运使用的储油油罐,在罐体外壁上通常留有以往用于固定电线管或避雷线的固定支架,可以借助这些固定支架作为新增电线管的固定使用。由于限于安全施工规范的规定,不允许现场采用电焊/气焊或电钻工具在罐体罐壁上进行支架的加长、钻孔等改造,只能沿着原来的电线管或接地线路径,借用原来的电线管支架,采用钢丝绑扎的方式,将新增加的电线管固定在原有的电线管支架上。采用这种方法进行施工的结果是敷设的电线管极不美观,随着日久天长,钢丝存在生锈、脱落的危险,容易发生事故。

2.3 采用一种磁吸式电线管安装固定支架用于储罐外壁上的电线管敷设固定方式

针对储油罐罐体材质均为铁质材料,具有导磁性能好的特点,将一个带有一对永久磁铁的磁吸式电线管安装固定支架直接应用于罐体外壁的电线管敷设固定。这种施工方法在油罐现场实用性强,可根据现场需要在罐体的任一个方向直接敷设电缆,施工效率高,美观整齐,省工省料。这对永久磁铁的吸力可达40～60kg,可抗10级大风,并且长达20年磁力不减,能保证电线管在油罐罐壁上长期可靠固定使用。

3 磁吸式电线管安装固定支架的施工方法

为应对以上在储存有易燃易爆液体的储罐罐体上敷设电线管施工方法上的不足,采用上述磁吸式电线管安装固定支架用于石油储罐外壁上的电线管敷设固定方式应为最佳方法,可以做到在现场不动火,不动电,能直接在储罐外壁任何位置上使用磁吸式电线管安装固定支架完成电线管敷设施工。

这里所指的磁吸式电线管安装固定支架包括一个电线管管夹,一个管夹底座,还有一对永久磁铁。其中电线管管夹采用316L材质不锈钢钢板加工,由二个对称的与电线管外径相适应的Ω弧形管夹组成,管夹的二边留有二个对称管夹的固定螺孔。在下面的一个电线管管夹的中心处铆嵌着一个采用316L材质不锈钢材质加工的立柱,管夹可以以立柱为中心进行0～360°的自由旋转,能适应对不同方向电线管的现场敷设要求。其中管夹底座采用316L材质不锈钢钢板加工,呈四方形,在管夹底座的中心留有与电线管管夹立柱连接固定的螺孔,管夹底座的四边留有翻边,既可用于增加管夹底座的机械强度,又可在翻边上留有用于管夹底座与二边的永久磁铁固定连接的螺孔。这对永久磁铁对称安装在管夹底座的二边。这对永久磁铁与管夹底座采用四个螺丝固定后,每个永久磁铁均能以上下二个固定螺丝为轴心进行转动,转动范围为0～45°,能适应不同罐体外壁的弧度变化。

图1 磁吸式电线管安装固定支架在罐壁上的安装

安装单位可以根据现场罐体的高度和电线管敷设的路径决定使用磁吸式电线管安装固定支架的数量,根据电线管的外径来选择不同的电线管管夹。

将按照以上方法加工的这种磁吸式电线管安装固定支架直接用于这个油库的油罐安全防护自动化系统改造,实践证明这种方法很有创造性,施工简单,可以提高工效10倍,降低安装费用2倍,电缆敷设效果简捷、美观,维护方便,并可保证电缆电线管的安装施工质量。对于按照国家安全规范施工规定不允许采用电焊、气焊、电钻等施工方法的场所,尤其是对储存有易燃、易爆液体或气体的储罐进行罐体外壁电缆敷设时,均可采用这种磁吸式电线管安装固定支架用于电线管的敷设安装。