罐区VOC改造闪爆事故思考2：管道安装的施工质量到底该如何把控？
The following article is from 化工客栈 Author 闫长岭
近期某公司在进行罐区苯储罐VOC改造项目施工过程中，因焊接动火作业造成苯罐闪爆，我在第一篇文章中《罐区VOC改造闪爆事故思考：储罐氮封的最大意义到底是什么》，基于风险分析的角度，已经论述了可燃液体常压储罐设置氮封的重要性，本篇文章作为系列文章的第二篇，结合官方发布的事故调查报告，再继续讨论另外一个话题，就是管道安装过程中的质量控制问题。
我们先来看一下事故调查报告中的事故经过：
根据事故调查报告的披露，我们知道该项目在进行储罐油气回收管道改造过程中，在管道安装施工过程中，施工单位是从两头同时施工的，其中北侧（北头）是从集气总管上引出的分支管+阻火器+切断阀，而南侧（南头）则是直接从罐顶上方引出的油气回收分支管线，然后沿着罐壁竖直向下铺设，然后两头齐头并进，在竖直管线底部完成对接，示意图如下：
但是非常不巧，可能是因为两头各自施工的过程中，彼此之间的尺寸同步未能把握到位，导致在最后的管道会师对接的过程中，发生了一点意外，也就是两个预制管线的中心线并不在一个点上，专业术语叫有一定的错边量，其实干过工程的都知道，管道对接过程中出现错边是很正常的现象，只要错边量不超过标准规定的限制，还是可以继续焊接的。但是本次事故项目中，错边量严重超标了，错边量将近2cm，什么概念呢？我们先来看一下标准规定：
按照标准规范的要求，管道对接的错变量不能超过母材厚度的10%，且不应大于2mm。我们按照通常油气回收支管的尺寸以DN150mm为例，其标准壁厚约在7mm~8mm之间，加厚型的壁厚约在10mm~11mm之间。按照标准规范来计算的话，其错边量不应超过1mm，而实际错边量却高达20mm，整整超过了限值的20倍，施工的质量可想而知了。
那么面对如此之大的错边量，该怎么调整呢？由于粗管道的刚度一般过大，且错边量较大，人工调整无法调整到位，故施工单位准备采用机械强力矫正，也就是在管道上临时点焊上两块钢板，然后采用螺纹顶丝的方式，利用机械力量来强力矫正错边量，其工作原理示意图如下：
那么工程上采用这种强力矫正的方式是否可行呢？这个是分场景的，在筒体类设备制造（塔、容器、换热器等）施工过程中，对于一些厚壁钢板或者管道，如果错边量不大，可以采用此方法进行矫正，但是由于此方案一般在焊接完成后，焊缝会存在很大的变形应力，故往往在焊接结束之后，要进行整体热处理来消除残余应力。
某容器在制造厂进行的热处理
那么该强力矫正方式到底适用不适用本次事故的场景呢？我只能说，该强力矫正方式虽然也能解决管道组对过程中的错变量，但是该方法并不是首先方案，在管道安装工程实践中，很少采用此类螺纹顶丝的方式来调整错边量，为什么呢？费时费力不说，关键是还牵涉到动火作业，存在很大的安全风险。更关键的是，完全有更简易更可靠的方法来调整管道的错变量，什么方法呢？很简单，就是一根吊带和一个手拉葫芦（倒链）的事情。由于现场竖管部分已经搭设了脚手架了，完全可以把葫芦挂在脚手架杆上当固定点，然后挂上吊带，吊带套上管道，只需要轻松一拉，管道就能慢慢移动对中了。我实在是想不明白，施工单位为啥不用如此简单可靠的方案，反而舍易求难，用风险很高的螺纹顶丝的方式来调整。下图是为了便于大家理解，我手绘了一张吊带+手拉葫芦调整错变量的原理图，外加一张现场实际安装运用的照片。
而对于本次事故案例中的场景，由于两头的管道都已经和各自的设施连接完成，在最后组对过程中，发现错边量很大，如果强行矫正组对的话，那么焊接完成后，整个管线就会存在很大的应力，这种场景又无法做整体热处理，所以整根管线残余应力会持续存在，其中焊缝处应力最大，长时间运行之后，焊缝就会发生撕裂甚至断裂的风险。
综上所述，本次事故的初始原因就在于施工单位对于管道安装质量的把控没有做到位，如果一开始管道的组对很顺利的话，也就不会采用强力矫正的方式来组对了，或者也可以采用非动火的方式来调整（例如吊带+葫芦），自然也就没有后续的钢板点焊作业了，本次事故也就可以避免了。但是事故是没有如果的，也是不能假设的，我们只能从初始阶段严格按照流程步骤，做好每一阶段的质量把控，避免原生问题的出现，才能给后续作业创造一个良好且安全的环境基础。
但是我们知道事故的发生虽然存在着初始和直接的原因，但是初始原因能否发展成后来的事故，也离不开一系列的中间因素的。包括我在第一篇文章中写到的氮封问题，还有焊工的焊接方式问题，储罐设施的等电位连接问题这三种因素，如果这些因素现场都做到位的话，那么初始的点焊操作也不会引发后来的闪爆事故。这个在事故调查报告中给出的直接原因中有直接的印证：
至于后两个因素，即焊工的焊接方式和储罐设施的等电位连接问题，也是引发此次事故的关键因素，我会在第三篇文章中，继续深度探讨焊工的焊接方式是如何引发此次事故的，以及储罐本体设施做等电位连接的必要性，欢迎大家继续关注。
其实国内对施工质量的管理并非无章可循，早在1988年，原化工部就颁布了381号文《化学工业大型装置生产准备及试车工作规定》，文中首次提出了“三查四定”的概念，即查设计漏项，查施工质量，查未完工项目。此后“三查四定”成为了石油化工行业在项目中交之前必经的一个过程。
2013年安监总局发布的88号文《国家安全监管总局关于加强化工过程安全管理的指导意见》，第十五条再次强调了“三查四定”。
2022年新修订发布的《AQ/T 3034-2022 化工过程安全管理导则》，则将“三查四定”工作直接纳入了过程安全管理的要素之中。
结论：
加强承包商的施工质量管理在任何阶段都是势在必行的，不要错误地认为施工质量是监理负责的事，和安全无关。安全是一种科学，安全事故是各种相关因素互相交织，在时间和空间上复杂演变的结果。那些被我们忽视的质量缺陷，一旦形成就属于原生问题，这些原生问题会蒙蔽我们的双眼，然后以不受控的方式自我发展演变，犹如一颗深埋在地下的定时炸弹一样，至于何时会引爆，完全取决于各种不确定性因素。短则几天，长则几年，甚至十几年。
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