石化工程现场焊接热处理施工What-if分析实践

摘要：本文介绍了故障假设分析方法（What-if）与过程，并以石油化工工程现场压力容器、压力管道焊接热处理施工为例，阐述了What-if在具体施工过程中应用的步骤和分析方法。

关键词：What-if（故障假设分析）风险分析 热处理

中图分类号：TG15文献标识码： A

1.现场焊接热处理简介

1.1 热处理工艺

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。这种工艺在石油、化工和电力等行业应用很广。尤其在石油化工行业，在对压力容器、压力管道焊接进行焊前预热、材料应力控制和腐蚀控制，以及各项性能的提高，常对其进行热处理。

1.2现场焊接热处理原理

焊接热处理是金属表面热处理的一种，是对合金类材料焊接主要的加工工艺之一，对材料应力控制和腐蚀控制，以及各项性能的提高有着重要作用。目前，石油化工广泛采用加热器、温度控制和保温结合的方式对压力容器、压力管道现场焊接进行热处理,主要分为焊前热处理和焊后热处理。

1.3热处理设备

1）热处理设备组成

现场焊接热处理设备由陶瓷履带式加热器、智能温控仪和保温材料三部分组成。这种热处理设备被广泛应用于石化工程现场焊接局部热处理施工中。

2）智能温控仪工作原理

控制回路：控制回路主要由热电偶/热电阻、测量电桥、线性放大器、A/D转换器、温度控制仪表、GKK可控硅移相调压触发器组成。

电气回路：电气回路主要由空气断路器、隔离变压器、双向可控硅、熔断器组成。温度控制设备通过空气断路器连通380V电源，给隔离变压器和GKK移相调压器提供220V的电源；220V的电压通过隔离变压器降压后，给温度控制仪、温度记录仪提供电源；双向可控硅通过GKK移相调压器触发后，向加热器提供50V∽220V的电源。

1.4焊接热处理流程

焊接热处理流程：热处理前检查―温控系统安装、检查调试―加热系统安装检查、调试―保温层安装―送电调试―热处理操作―工装拆卸―复查―验收交工。

2.现场焊接热处理What-if分析实践

What-if是故障假设分析的英文简称。What-if分析通常是由经验丰富的人员识别可能发生的事故的情况、结果，提出降低风险性的安全措施。其主要目的是识别危险性、危险情况或可能产生的意想不到的结果的事件。该分析方法可以对设计、安装、操作或技改过程中可能产生的偏差进行分析，同时也可以对施工过程中可能产生的偏差进行分析。一个完整的What-if分析流程图（图（1））。

图（1）:What-if分析流程图

2.1分析前的准备

在分析对象确定后，要完成What-if分析，必须从资料准备、分析团队组织和会议组织三方面做好充分准备。现场焊接热处理施工What-if分析资料准备主要有：热处理操作规程、温度控制仪的操作说明、温度控制仪的电气原理图、温度控制仪的工作原理图、施工平面布置图、安全技术交底记录、爆炸危险区域划分图（如果在老厂区），以及未遂事件和事故等资料。现场焊接热处理施工What-if分析分析团队：由1名电气工程师，1名安全专业人员和1名热处理工组成。

2.2分析单元的划分

本文从人、机、物、法、环四个方面，划分石化工程现场焊接热处理施工What-if分析单元（见表（1））。

序号 单元名称 单元说明

1 人员 热处理操作员、电工、其他辅助人员

2 机械设备 温度控制仪、加热器

3 物料、劳动用品、劳动保护设 保温棉、线缆、劳动保护用品、脚手架等

4 方法、程序 操作规程、操作说明

5 环境、天气 作业环境：雨天、雪天、阴天、大风、受限空间、高处、防爆区域等

表（1）：分析单元划分表

2.3故障假设分析内容

根据分析单元划分表，分析小组组长组织故障假设分析会议。在会上，分析组成员对每一单元提出故障假设，然后充分讨论每一种假设故障可能导致的危害或后果，并提出消除或减小故障危害的安全应对措施，及时把假设的故障、讨论分析的结果、提出的安全应对措施记录在分析表中，形成分析报告。另外, 小组成员应该对讨论结果达成共识, 对无法解决的问题记录在案，以便后续的分析。

2.4故障假设分析报告与建议

本文对石化工程现场焊接热处理What-if分析形成的分析报告（见总表表（2）部分）。

石化工程现场焊接热处理故障假设分析

分析对象 热处理施工过程 分析

人员 安全工程师、操作人员、电气工程师

分析日期

序号 故障

假设分析 后果/危险 安全对策措施

1 作业人员违反操作规程 可能发生触电、电击、烫伤、高处坠落、设备设施损坏 热处理员必须熟记操作要点，严格按照热处理操作规程、温度控制仪操作规程进行作业；管理人员要监督作业人员的作业行为。

3 非电工安装热处理系统 可能发生触电或电击 禁止非电工进行热处理作业；做好监督检查工作，确认作业人员资格。

4 温控设备内双向可控硅异常导通 发生触电或电击事故 做好设备外壳接地；操作设备前，用试电笔检测外壳是否带电；热处理管线、材料本体接地；温控设备输出端添加漏电保护器；作业人员必须正确佩戴绝缘手套、绝缘鞋。

5 温控设备输出端漏电保护器失效 发生触电或电击事故；发生电气火灾 热处理管线、材料本体接地；作业人员必须正确佩戴绝缘手套、绝缘鞋。

6 加热器陶瓷管、片破损，加热丝 发生触电或电击 及时检查，及时更换加热器；作业人员必须正确佩戴绝缘手套、绝缘鞋。

7 临边、洞口无防护 高处坠落、物体打击 施工前检查确认；落实临边洞口防护措施。

8 脚手架搭设不符合标准 高处坠落、物体打击、坍塌 施工前检查、验收脚手架；架子工整改不符合要求的脚手架。

9 进入受限空间前未检测受限空间内的气体 窒息、中毒、火灾、爆炸 施工前检测受限空间内的气体，做到未检测，不进入；申请作业票，无票不进入，不施工。

10 雨雪天气未采取防雨雪措施 触电或电击 采取防雨雪措施，避免雨雪进入热处理设备；作业人员必须正确佩戴绝缘手套、劳保鞋等劳保用品。

11 在防爆区域作业未采取防爆措施 爆炸、火灾 落实防火、防爆措施。

12 在潮湿环境、受限空间、钢结构框架中作业未使用安全电压照明 触电或电击，爆炸 使用36V、12V安全电压或电池供电，使用防爆安全手电

；作业人员必须正确佩戴绝缘手套、劳保鞋等劳保用品。

表（2）：现场焊接热处理过程 What-if分析记录总表（部分）

3.结束语

就某种施工过程风险分析而言，目前常用安全检查表和工作危险性分析（JHA）方法。本文采用故障假设分析（What-if）方法从另外一个角度(故障假设)对石化工程现压力容器、压力管道场焊接热处理施工过程进行风险分析和危险源辨识，用以指导现场焊接热处理施工安全管理，消除或减少隐患，确保生产安全。What-if分析方法简单，容易掌握，可以广泛应用于施工过程风险分析。

4.参考文献

[1]现场管道焊缝热处理施工工艺标准（QB-CNCCEC J22303-2006）

[2]王显政，杨 富.王新等.安全评价（第3版）

[3]毕凤群，张旭昀.热处理原理及工艺.石油工业出版社.2009.6