储罐软连接改造的思考：有的新规范真的不适用老装置

以下文章来源于化工客栈 ，作者闫长岭

我们先来看看最近的三个文件，第一个就是应急管理部在2022年2月发布的《关于开展高危细分领域安全风险专项治理工作的通知》，在附件《硝化企业安全风险隐患排查指南》中对可燃液体储罐的柔性连接要求如下： 第 二个 是应急管理部在2021年5月发布的35号文《关于开展大型 油气储存基地安全风险评估工作的通知》，在附件《油气储存企业安全风险评估指南》中，对于储罐的柔性连接要求如下： 第三个文件是应急管理部在2019年发布的78号文《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》，对于储罐的柔性连接要求如下：

以上只是选出来3个具有广泛影响力的条文来描述的，当然还有很多地方标准也有此规定，我就不再列举了。所引用的标准基本上都是GB 50160-2018 第6.2.25条。现在很多油库、罐区都在如火如荼地进行软连接改造，那么是不是所有的储罐都需要进行软连接改造呢？我们软连接改造的目的到底是出于对标准的机械执行还是确实存在现实的隐患呢？为了彻底捋清这两个问题，我打算分两个阶段来论述一下，第一个阶段就是柔性连接和软连接的关系，第二个就是储罐软连接改造的必要性。

先来讨论一个概念，什么是柔性连接。柔性连接实际上是配管专业常用的一个词汇，标准规范中对于柔性连接并没有给出明确的定义，但我们可以根据《SH/T 3041-2016 石油化工管道柔性设计规范》第3章节的内容，对柔性连接有一个感性的认识： 柔性连接是相对于刚性连接而言的，我们平常看到的金属管道，阀门等都属于刚性连接，刚性连接的一个缺陷就是不能对来自自身内外的各种约束应力进行释放或缓冲，只能默默承受这种约束应力，一旦有一天不堪重负，就会自身损坏，造成不可逆的永久变形，从而发生泄漏或者事故。所以管道柔性设计的目的就是平衡刚性管道受到的约束应力，这种应力可能来自于热胀冷缩，也可能来自于末端端点的位移，比如储罐的沉降对于罐根管道来说就构成了一个端点位移。 我们知道了柔性设计的目的，那么具体通过哪些手段来实施柔性设计呢？ 工程实践上一般通过优化管道布局走向来使管道具有自然柔性，常见的有π型弯，几字架等等，这种自然柔性的最大好处就是靠管道自身来吸收应力，且具有弹性，可以随着应力的消失而恢复常 态，并且不需要法兰连接，减少了潜在的泄漏源，这才是最关键的。

上述柔性设计有一定的限制因素，那就是现场具有可实施的空间，如果管道布局很紧凑，空间狭小，或者用地很紧张等等，无法实施管道自然柔性的话，只能采用专用柔性连接件来替代了。我们常说的软连接，就是属于专用柔性连接件，软连接也是个庞大的家族，化工企业常用的主要有金属软管、大拉杆、膨胀节。 采用柔性连接件主要的优势在于节省空间，不占用额外的空间，尤其是用地比较紧张的罐区，基本上防火间距都是紧卡规范的。所以几乎留不出管道施展的空间，退而求其次，只能采用这种柔性连接件。但是它的劣势也是显而易见的，第一，就是强度问题，在整个罐根管道系统中，柔性连接件属于薄弱环节，所以强度破坏首先会从柔性连接件开始。第二，就是柔性连接件基本上都是法兰连接，所以无形中增加了两个潜在的泄漏源。管道的设计规范中都是非必要不采用法兰连接的。 以上 内容基本明确了柔性设计和金属软连接二者之间的联系和区别，虽然金属软连接有上述固有的缺陷，但目前在罐区还是得到了大范围的应用的。 如何安全地使用，还是依赖于产品本身的质量和安装施工水平的高低，加之操作过程中避免压力的急剧变化，那么金属软管还是能够安全稳定运行的。另外有很多朋友问罐根金属软管该怎么安装，是不是保留一定的弯曲来满足位移变形的需要呢？其实不是这样的，金属软管的安装按照软管自身的标准长度安装即可，不用保持弯曲状态。因为金属软管不是靠本身的弯曲余量来平衡位移的，而是靠金属软管内部的波纹管的弹性来平衡位移的。 接 着我们继续讨论第二个问题，就是罐区软连接改造的必要性。 根据文章开篇的三个条文，大多数企业和工程公司都不假思索，按照规定执行了。 铺天盖地的大检查并没有给我们太多的时间去思考，所以呢，我想在这里谈谈自己的看法。

为了讲清楚这个问题，我们需要首先知道关于储罐本身的沉降问题，中大型储罐来说，一般都是采用桩基基础，也就是说桩的最底端需要打到地下岩土持力层上的,但是如果遇到一些地质条件比较复杂的区域，或者岩石和土壤分布不均匀的地域，即使采用桩基础，还是会有沉降的。由于沉降不可避免，对于沉降值是需要控制在一定范围内的，详情参考《SH/T 3528-2014 石油化工钢制储罐地基与基础施工及验收规范》表7.2.2，如下图： 那既然有了沉降的控制标准，我们在实际工程实践上怎么去验证呢？这就需要对储罐在整个施工周期内进行现场测量，包括基础施工阶段、盛水试验阶段和放水后使用阶段。详情参考《SH/T 3123-2017 石油化工钢制储罐地基充水预压监测规程》表8.1.3，截图如下： 注意一下，上面表格中注2，放水后观测时间不宜少于15天。 这里面我也延伸一下，实际上储罐的沉降从时间上来讲并不是均匀沉降的，而是随着时间的流逝，沉降越来越小，直至最后不再沉降。 所以才有上述两个标准对储罐最终沉降量的数值要求和沉降观测时间的控制。 讨论完储罐的沉降问题后，我要拿标准说事了，我们以被条文奉为圭臬的GB 50160-2018第6.2.25条“储罐的进出口管道应采用柔性连接”，作为基点并往上追溯，关于GB50160，其历次标准修订中关于柔性连接的要求如下表： 我把上述该表分成两个阶段，第一阶段是2008年之前，第二阶段是2008年之后。 2008年之前的规定，并没有强制要求储罐必须在进出口管道安装软连接，只是有个前提条件，什么条件呢？ 就是储罐在使用中存在继续下沉的可能时，才需要安装软连接。 换句话说，如果储罐在使用过程中，不存在继续下沉的可能时，自然就不需要安装软连接。

那么2008年之前的条文中，为什么对软连接安装的规定文本，使用带有“可能”两个字的假设语句呢，根据对标准语言逻辑的一般理解，含有假设性的内容，一般是属于小概率事件，但是确实是存在这种状况的。 所以当时标准中这句话的弦外之音，就是大部分储罐在投用一段时间后，基本上就不存在明显的沉降了，细微的沉降几乎可以忽略不计。 但是考虑到一些储罐的复杂地质状况，这些储罐在投用一段时间后，发现依然继续沉降，所以标准在考虑到这种现实的情况因素后，才考虑采用软连接来平衡这种沉降。由此可以看出 2008年之前的标准中，编辑和审核还是比较务实和理性的。

到了2008年之后，无论是08版的石化规还是18版的石化规，基本上就变成了强制性要求了，不管储罐投用后是否有可能继续沉降，都必须安装金属软连接了。由于标准在修订发布后，适用范围都是新建、改建和扩建，所以即使采用了一刀切的做法，但至少在役的储罐是可以不用修改的。因为在役的储罐，尤其是投用5年以上的储罐，基本上沉降已趋于稳定，储罐罐根和连接管道已处于完全同步的状态了，此时再安装软连接已经没有任何意义。所以，新规范发布后，特地注明适用范围是新建、改建和扩建，这个还是比较讲究的。

到了18年之后，一些发布的各种检查条文，像文章开篇的三个文件，无形中将新规范和老装置捆绑在一起了，很多人都在抱怨，新规范到底适用不适用老装置。关于这个问题，完全可以写个专篇都没问题。牵涉到文章篇幅原因，在此我就不再展开了，但是我想说的是，化工行业是一个务实性很强的行业，化工和机械、电子、汽车、航天等一样，都是建立在科学基础上的工程实践，所以化工注定也是随着技术的发展而向前发展的，自动化系统，工业互联网系统，安全仪表系统，智能监测和反馈系统等等，都是化工阶段性发展的产物。另外国家也是每隔一段时期发布一些淘汰的工艺和设备目录，其实这些淘汰的工艺和设备在以前也都是合法合规的，只不过在技术发展的潮流之下，注定是要退出历史舞台的。所以我对化工行业的新规范老装置的矛盾，只有一句话，持续性的技术革新和特异性的安全生产才是化工企业永恒的方向。举个简单例子，大家关注度高的气体泄露检测报警系统，以前这东西没发明之前，有的企业靠养鸟来判断有毒气体泄露，现在还有哪个企业靠养鸟来监测泄露呢。因为大家都知道这东西比鸟实用、可靠、准确，所以才会大量推广实用，直至最后变成强制性标准。 但是像储罐软连接系统，真的不能像GDS系统那样，来捆绑老旧装置了。 因为真的不适用，那些上了年纪的老旧罐区，如果到现在还没安装软连接系统的话，那么就不需要安装了，因为该沉降的基本上已经沉降完了，罐根和管道的连接也已经达到了最佳匹配状态了。 如果此时强行安装改造的话，不仅无益，而且还存在很大的安全隐患，罐区动火作业本来就险象环生，改造增加的两道法兰连接更是成为了潜在的泄漏源。 所以，不要为了一个虚无的“安全”，却要承担一个现实的风险，这对于讲究务实的化工安全来说，并不是一个理智的做法。