1．溫差引起的輸油管內(nèi)壓力變化的原因是什么?應(yīng)采取什么預(yù)防措施?
(1)溫差引起的輸油管內(nèi)壓力變化的原因 由于氣溫、日照等因素的變化，輸油管內(nèi)油溫也將隨之發(fā)生變化。在密封的充滿油品的管路內(nèi)，由于在相同溫差下，管材和油品的體積溫度膨脹系數(shù)相差近20—30倍，所以，當(dāng)溫度上升時(shí)，油品的膨脹大于管體金屬的膨脹，使管內(nèi)壓力升高，發(fā)生熱脹；當(dāng)溫度下降時(shí)，則會(huì)使管內(nèi)出現(xiàn)液柱分離(或稱空穴)現(xiàn)象。這兩種情況都將引起管路滲漏(女口在法蘭連接處)，閘閥的損壞，甚至于脹裂管路，而引起跑油事故。
(2)預(yù)防措施
①對(duì)于每條輸油管線，應(yīng)在最高位置的油罐閥門前設(shè)置脹油管，并應(yīng)注意在進(jìn)出油作業(yè)時(shí)關(guān)閉；停止作業(yè)時(shí)打開脹油管上的閥門。因脹油管的入罐管端只伸人油罐的氣體空間，所以，進(jìn)油時(shí)如不關(guān)閉，容易使脹油管同時(shí)進(jìn)油，并從油罐氣體空間噴入油罐，增大油罐靜電電荷的積聚，造成事故。發(fā)油時(shí)，如脹油管閥門不關(guān)閉，則油品流動(dòng)時(shí)，由于引射作用，將會(huì)使罐內(nèi)蒸氣進(jìn)入發(fā)出油品中，一方面，影響油品計(jì)量精度；另一方面，氣體進(jìn)入油品中也會(huì)加劇靜電的產(chǎn)生，并在自由液體表面釋放，增大了在裝油容器中發(fā)生靜電事故的危險(xiǎn)。
②管線中設(shè)置的隔斷閥，應(yīng)在作業(yè)后保持常開，或加設(shè)旁路安全閥，以使其不形成沒(méi)有泄壓保護(hù)的死管段。
③收發(fā)油作業(yè)后，打開管線透氣支管，放空部分管線，使油品能自由膨脹，不至在管線內(nèi)形成超壓。
④對(duì)于較長(zhǎng)的管線，在溫度有較大降低情況下啟動(dòng)油泵時(shí)，當(dāng)壓力表指示正常以后，應(yīng)注意緩慢地打開出口閥門，使分離液柱逐漸彌合，以避免產(chǎn)生劇烈的沖擊和增壓。
⑤地下管線盡管溫差較小，但由于進(jìn)油溫度接近氣溫，在冬、夏季節(jié)進(jìn)油溫度與地下管線間的溫差較大時(shí)，也容易出現(xiàn)熱脹或空穴，管線上也應(yīng)在罐前設(shè)置脹油管或采取其他泄壓保護(hù)措施。
2．為什么在油庫(kù)管路中會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力?
管路的安裝大都是在大氣溫度下進(jìn)行的，但是由于輸送介質(zhì)的溫度變化和季節(jié)的變更，管路都會(huì)隨溫度的變化而產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。由于管路安裝在固定支座上，管路不能自由伸縮，這樣必然在管路內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力。產(chǎn)生的熱應(yīng)力使管路受到縱向推力的作用，這個(gè)推力很大，若不采取措施加以消除的話，勢(shì)必會(huì)對(duì)管路等設(shè)備造成重大的破壞，而發(fā)生跑、冒油的事故。
3．管路中產(chǎn)生水擊的原因是什么?
在油品輸送過(guò)程中，由于某種外界因素(如閥門突然動(dòng)作或泵突然停止等)使液流速度突然改變，這種因液體動(dòng)量的變化而引起管內(nèi)壓力的突變(急劇交替上升或下降)現(xiàn)象稱為水擊。引起輸油管路水擊的主要原因如下：①開關(guān)線路上的閥門；
②發(fā)動(dòng)機(jī)(泵)突然停下；③開泵、停泵；④改變泵的轉(zhuǎn)速；⑤原動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)；⑥空氣進(jìn)入管線和泵內(nèi)；⑦汽蝕；⑧安全閥突然開啟或關(guān)閉等。
4．水擊會(huì)對(duì)油庫(kù)管路系統(tǒng)產(chǎn)生什么樣的危害?應(yīng)采取哪些措施來(lái)減弱水擊?
水擊產(chǎn)生的增壓波和減壓波會(huì)使管線發(fā)生超壓、液柱分離和汽蝕，造成設(shè)備損壞、管子破裂、管線震動(dòng)和噪聲，甚至于破壞整個(gè)輸油系統(tǒng)。水擊產(chǎn)生的增壓波由于在原來(lái)壓強(qiáng)上疊加了一個(gè)水擊壓強(qiáng)，提高了管線的動(dòng)壓，油庫(kù)輸油管線由于承受壓力一般不高，一般輸油管線上的閥門等附件多為低壓(小于981kPa)設(shè)備，因此，水擊就有可能造成管線超壓，甚至破裂，閥門等附件損壞，泵和閥門，填料函等的密封部位損壞，而發(fā)生跑、漏油料事故，甚至于引起更大的燃燒爆炸事故。
對(duì)于水擊產(chǎn)生的減壓波的危害也不能忽視，由于減壓波所到之處液壓降低，流速減慢，但其下游的液流在慣性的作用下繼續(xù)以原來(lái)速度流動(dòng)，二者速度的差別使液體稀疏。當(dāng)液流的絕對(duì)壓力降到液體在當(dāng)時(shí)溫度下的飽和蒸氣壓力以下時(shí)，液體就會(huì)汽化，產(chǎn)生氣泡。實(shí)際上，這種情況一般發(fā)生在管線拔高的地方，氣泡大多聚集在高點(diǎn)的下游，液流則從其下方通過(guò)，如圖3—7所示。
一經(jīng)形成，其容積就會(huì)不斷增大，直到氣泡上游與下游的液流速度相等為止，這就叫液柱分離。氣泡容積的大小，決定于氣泡形成到上下游液流速度相等的時(shí)間及這一段時(shí)間內(nèi)的平均流速差。此后，上游液流將追擊下游液流，兩個(gè)液柱又接合了起來(lái)，并在速度差的作用下產(chǎn)生較大的增壓，有可能造成設(shè)備的損壞，管線超壓。而且散布于液流中的氣體，既不易被液體吸收，也不容易排除出去，造成輸油不穩(wěn)。此種現(xiàn)象同泵發(fā)生汽蝕相似，故又稱“管內(nèi)汽蝕”。
針對(duì)上述水擊對(duì)管路造成的危害，應(yīng)采取以下措施來(lái)減弱水擊。
(1)壓力降(液柱分離)減輕方法
①安裝飛輪 增大了泵的慣性，從而抑制了回轉(zhuǎn)速度、流量和壓力的急劇降低。
②變更管路的形狀 因?yàn)樵诒贸隹谔幑苈芳彼偕仙腿菀滓鹨褐蛛x，若將泵出口處的管路布置平緩，就可以避免出現(xiàn)負(fù)壓，保證管路安全。
③設(shè)置自動(dòng)吸氣閥 若管路有可能出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，可以在管路出現(xiàn)負(fù)壓最大的地方設(shè)置吸氣閥。當(dāng)負(fù)壓發(fā)生時(shí)，讓它吸人空氣，以減輕由于液柱彌合而產(chǎn)生的水擊壓力。
④設(shè)置單向平衡罐 在出現(xiàn)負(fù)壓最大的地方設(shè)置平衡容器，容器和管路之間裝有單向閥，正常時(shí)與管路切斷。當(dāng)管路內(nèi)的壓力低于容器壓力時(shí)，逆止閥便開啟，向管路補(bǔ)充液體。
⑤設(shè)置空氣罐 在泵的排出端設(shè)置一密閉的空氣(或惰性氣體)容器，當(dāng)動(dòng)力被切斷時(shí)，流速急劇減少時(shí)，空氣罐內(nèi)被壓縮的空氣把流體壓向排出管，從而減弱水擊作用。
(2)防止超壓的措施
①妥善地進(jìn)行工藝設(shè)計(jì) 正確地選定工作壓力，選定工作壓力時(shí)應(yīng)把突然停泵和突然關(guān)閥等可能產(chǎn)生水擊的因素考慮進(jìn)去。
②采用防止超壓的設(shè)備 如安全閥、止回閥、空氣罐等。
③正確地進(jìn)行操作 嚴(yán)格地遵守規(guī)程和動(dòng)作要領(lǐng)，對(duì)于防止管線超壓有重要的作用。
④在泵的操作管理方面 開停泵的動(dòng)作要緩慢而平穩(wěn)；司泵員應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心，經(jīng)常監(jiān)視儀表，嚴(yán)禁隨意開停泵，開關(guān)閥門，隨意調(diào)節(jié)。
⑤在閥門操作方面 輸油開泵前，管線上的閥門應(yīng)打開，閥井上鎖；關(guān)閉閥門時(shí)，前70％的行程可快關(guān)，以后應(yīng)減慢，到最后應(yīng)很慢，按反射波返回的時(shí)間考慮，開閥則應(yīng)先很慢，后70％可快開；在進(jìn)行輸油過(guò)程中，不得隨意開關(guān)管線上的閥門。換罐時(shí)，應(yīng)先打開通向另一個(gè)罐的閥門，然后再關(guān)這個(gè)油罐的閥門。
5．簡(jiǎn)述輸油管路的腐蝕及預(yù)防措施。
油庫(kù)的輸油管路無(wú)論是安裝在洞(室)內(nèi)、洞(室)外，還是安裝在地上、地下或管溝內(nèi)，由于都會(huì)與外界介質(zhì)，如大氣、水分、土壤、油品等接觸，以及雜散電流的影響，不可避免地都會(huì)產(chǎn)生化學(xué)或電化學(xué)腐蝕。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，管道的腐蝕和防腐層老化等問(wèn)題日益嚴(yán)重，加上油庫(kù)現(xiàn)階段對(duì)地下輸油管線無(wú)可靠的檢漏技術(shù)，這種輸油管道由于腐蝕穿孔出現(xiàn)的跑冒油料事故，以及由此而帶來(lái)的火災(zāi)、爆炸、環(huán)境污染等問(wèn)題日益嚴(yán)重，給國(guó)家、企業(yè)和社會(huì)帶來(lái)了巨大的損失，因此，加強(qiáng)對(duì)輸油管路防護(hù)和管理，延長(zhǎng)管路的使用壽命，對(duì)于防止跑漏事故的發(fā)生具有重要的意義。
目前，油庫(kù)輸油管路防護(hù)方法主要采用涂料防腐和陰極保護(hù)兩種方法。
涂料防腐的原理是將防腐涂料均勻致密地涂于經(jīng)除銹的金屬管道表面，使其與各種金屬腐蝕環(huán)境隔絕，切斷電化學(xué)腐蝕電池的回路，達(dá)到金屬管路防腐絕緣的目的。
陰極保護(hù)法就是將被保護(hù)金屬(管道)進(jìn)行外加陰極極化，以減小或防止金屬腐蝕的方法。金屬管道陰極保護(hù)主要采取兩種方法，一種是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)，另一種是外加電流陰極保護(hù)。
6．地震會(huì)對(duì)輸油管路造成哪些破壞?如何避免這些破壞?
地震引起輸油管路的破壞形式主要有：建(構(gòu))筑物倒塌或物體落下將管道砸壞，與輸油管路連接的設(shè)備(如油罐，油泵等)、支架等的搖晃振動(dòng)產(chǎn)生相對(duì)位移將管路拉斷；地基發(fā)生不均勻下沉使設(shè)備產(chǎn)生相對(duì)變位將管道拉斷；地層斷裂，土壤發(fā)生拉伸或壓縮使直埋管道剪斷、扭曲或擠裂；管道與設(shè)備、構(gòu)筑物發(fā)生共振而斷裂；地基液化導(dǎo)致地下管道嚴(yán)重變形，有時(shí)甚至將大直徑管道浮起，將支管拉斷；地震引起的滑坡等使管道損壞。
防止輸油管路遭受地震破壞的措施如下。
(1)從設(shè)計(jì)上考慮到地震可能造成的管路破壞 這里主要考慮兩點(diǎn)，一是慣性地震力引起的管路破壞，這一點(diǎn)主要是防止由于振動(dòng)而引起的管路損壞；二是由于相對(duì)位移而引起的管路破壞，這種破壞在地震引起的輸油管道破壞中占很大的比例，這是設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的重點(diǎn)。如管路與油罐，管路與油泵等連接部位，在地震時(shí)由于油罐、油泵等設(shè)備與管路產(chǎn)生了相對(duì)位移，就會(huì)在管路上產(chǎn)生抗、壓、剪、扭、彎等復(fù)雜的應(yīng)力組合，而且地震引起的振動(dòng)使油罐、油泵等設(shè)備與接管部位產(chǎn)生了應(yīng)力集中，從而造成連接部位的破壞。
目前，國(guó)內(nèi)尚無(wú)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范來(lái)確定相對(duì)位移在管路上產(chǎn)生的應(yīng)力大小。現(xiàn)在比較常用的用來(lái)防止這種破壞的方法是在設(shè)備與管路之間安裝金屬軟骨以補(bǔ)償設(shè)備與管道之間的位移。
(2)加強(qiáng)對(duì)地震前的防范準(zhǔn)備工作 這是目前能采用的較好辦法，對(duì)于防止事故的發(fā)生、避免事故的擴(kuò)大都能起到積極的作用。在這方面，主要應(yīng)做好以下幾點(diǎn)。
①臨震期間應(yīng)盡量不收發(fā)油品，井對(duì)所有輸油管路放空。
②檢查管路所通過(guò)地區(qū)的建(構(gòu))筑物設(shè)備的抗震設(shè)防情況，確保地震時(shí)不倒塌、不位移、不傾斜、不沉陷，對(duì)可能會(huì)對(duì)管路產(chǎn)生威脅的建(構(gòu))筑物、設(shè)備等應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理或?qū)苈凡扇∠鄳?yīng)措施進(jìn)行防護(hù)。
③對(duì)于架空管道段，要防止管道下滑或支架位移而造成管道的損壞，在一定距離設(shè)柔性管道段。
④地震區(qū)的埋地管道在高低點(diǎn)，易集油處，應(yīng)設(shè)有進(jìn)氣、排氣孔。對(duì)較長(zhǎng)的管道，為防止大量跑油，隔一定距離應(yīng)設(shè)置緊急關(guān)閉閥。
⑤管道穿越建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)時(shí)，管道應(yīng)與基礎(chǔ)保持一定距離，最好在此處改成地溝式架空敷設(shè)。管道穿過(guò)可液化層時(shí)，應(yīng)對(duì)管道采取抗浮措施。管道出入地面的部位，三通、閥門和設(shè)備連接部位應(yīng)采用柔性連接。
⑥管道的敷設(shè)應(yīng)盡量避開活斷層、滑坡地段和可液化土層。滑坡是斜坡上的大量土體或巖體的邊界產(chǎn)生剪切破壞，在重力或其他外力作用下，土體或巖體沿軟弱面整體下滑的一種物理地質(zhì)現(xiàn)象。由于地震的影響，大量的巖體或土體在重力作用下就會(huì)沿一定的滑動(dòng)面下滑而導(dǎo)致滑坡，由于滑坡位移而使管道中產(chǎn)生較大的應(yīng)力，就有可能導(dǎo)致管道的損壞。因此，在臨震期間，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)滑坡地段的位移和管道應(yīng)變的監(jiān)測(cè)和巡視，通過(guò)對(duì)滑坡和管道的監(jiān)測(cè)，以便對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)采取措施，避免管道發(fā)生事故。在臨震期間，還要對(duì)監(jiān)測(cè)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并到實(shí)地調(diào)查滑坡地段的活動(dòng)情況，分析滑坡的穩(wěn)定性，并對(duì)危險(xiǎn)較大的滑坡進(jìn)行整治。
⑦在臨震期間，要分析地震可能造成管路損壞的地段以及管路損壞可能導(dǎo)致的二次事故(火災(zāi)、爆炸、污染)，并據(jù)此制定有關(guān)的搶險(xiǎn)救災(zāi)預(yù)案，以便到時(shí)能及時(shí)地、有條不紊地組織人員、設(shè)備進(jìn)行搶救。
⑧臨震期間，加強(qiáng)對(duì)管路的巡視，檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。
⑨做好搶險(xiǎn)救災(zāi)的人員、物質(zhì)、車輛等的準(zhǔn)備工作。
⑩成立應(yīng)急搶修分隊(duì)，以便在地震以后能及時(shí)對(duì)損壞管路進(jìn)行搶修。
