储罐区防火堤设计

储罐区防火堤设计

前言（1）

火灾危险性为甲、乙、丙类的液体储罐或储罐组，应设置防火堤，防止储罐爆炸起火时液体到处流散，造成火灾蔓延扩大。由于防火堤貌似简单，往往没有引起人们足够的重视，在实际设计中，总是存在这样那样的问题，就防火堤的设计浅谈几点认识与看法。

防火堤的设置条件（2）

不是所有可燃液体储罐都需要设防火堤。据现行有关规范规定，下列情况之一的储罐、堆场，如有防止液体流散的设施，可不设防火堤：

1．闪点超过120℃的液体储罐、储罐区。近年沿海地区的新建港区大量出现棕榈油成品油罐区，该油品为食用油，闪点远大于120℃，属于比较安全的可燃液体。出于运输成本考虑油罐区紧靠码头，用地十分紧张，因此，该类罐区往往不设防火堤，只设置了简易围堤，以保障基本安全。

2．桶装的乙、丙类液体堆场。例如桶装润滑油等，为便于运输中转，往往不设防火堤。

3．甲类液体半露天堆场。这类半露天堆场常常是一些有盖无墙的棚房，例如液化石油气实瓶间，一般不设防火堤。

除了上述几类情形，根据现行国家规范的有关规定，甲、乙、丙类液体的地上、半地下储罐或储罐组，应设置非燃烧材料的防火堤。

防火堤的基本要求（3）

防火堤的根本目的是临时存放围堤内储罐的事故漏油，防止漏油到处流淌，因此，它的基本要求有两个：其一是防火堤有效容积应能容纳事故漏油；其二是防火堤的设计强度应能承受所纳油品的静压力。简单地说，就是要满足“装得下”和“装得稳”的要求。

防火堤的有效容积在《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，1997年版，以下简称《建规》）和《石油库设计规范》（GBJ74-84，以下简称《石规》都有明确规定：1．对于固定顶罐，不应小于最大罐容量；2．对于内、外浮顶罐，不应小于最大罐容量的一半；3．当固定顶罐与内、外浮顶罐布置在同一组时，取上述两款最大值；4．对于半地下油罐，规定同上，但油罐容量按其高出地

面那部分与容量计算。

另外，《建规》和《石规》都规定，防火堤的实际高度（H）应比计算高度（Hj）高出0.2m，也就是说，防火堤的有效容积是指防火堤0.2m以下的实际容积，即H=Hj+0.2（m）。

防火堤的尺寸设计（4）

防火堤的尺寸设计，就是要确定防火堤的长（L）、宽（W）、高（H）的实际数值。总的要求是符合有效容积要求即可，这个问题貌似简单，实际上很多问题值得推敲。

1．防火堤的高度（H）：

《建规》的规定是1.0m≤H≤1.6m；《石规》的规定是1.0m≤H≤2.2m；两者不尽一致，笔者认为应该采用《建规》的规定。我国消防队员的平均身高在1.7m左右，1.6m已是消防队员平视的极限高度，为使灭火人员易于观察防火堤内的情况，应当控制防火堤的高度在 1.6m左右，这时计算高度Hj=1.6-0.2=1.4m。

有时候，由于受用地面积限制，不得不收缩防火堤长（L）、宽（W）尺寸，迫使防火堤高度（H）超过1.6m时，如何处置？笔者建议在设计时降低防火堤内的地坪标高，这样既提高了防火堤的有效容积又无需扩大防火堤面积。这种做法不但加强了防火堤的结构稳定，而且还使防火堤外的消防车道也构成第二道防火堤，提高储罐区的安全系数。

对于储存量在数十万立方米的大型储罐区，这种方法尤其值得推荐，其积极意义十分显著。

2．防火堤的长（L）、宽（W）：

据上所述，防火堤的高度在1.0m-1.6m之间选择一个合适数据后，就可以根据防火堤的有效容积经计算确定防火堤的长与宽尺寸。同时，在确定防火堤的长与宽以及防火堤本身的截面尺寸时，还应综合考虑以下两个因素：

①防火堤内坡基脚线至立式罐的距离不应小于罐高的一半，至卧式罐的距离不应小于3m；②防火堤外坡基脚线至消防车道的间距宜为5m，至其他建构筑物不应小于10m，或执行其他规范另有规定的较大值。

防火隔堤的设计（5）

对于沸溢性液体地上、半地下储罐，《建规》规定每个储罐应设一个防火堤或防火隔堤，而《石规》规定每个隔堤内不应超过两个，两部规范的要求不尽相同。沸溢性液体一般指含水率在0.3%-0.4%的油品，常见的有原油、渣油、重油等，由于这些油品的含水率较高，自由水在火灾的高温作用下汽化，体积急剧膨胀，将浮在上面的着火油品抛出罐体，发生可怕的沸溢现象。油品沸溢会造成火灾蔓延扩大，因此要设防火堤或隔堤来限制油品流淌。笔者认为，只要用地许可，都应尽可能实现“每罐一隔”而不是“每两罐一隔…。

根据《建规》和《石规》的规定，防火堤高度应高于隔堤高度不少于0.2m，至于防火隔堤的容积，《建规》和《石规》都没有明确规定。笔者认为，应与防火堤的有效容积要求一致，防火隔堤的对象是沸溢油品储罐，其容积如果太小，不能防止油品外溢，则失去了隔堤的意义。诚然，防火隔堤的有效容积是否可算至隔堤堤顶高度而无需减去0.2m高度，这点放宽，还是可以接受的。

防火堤的人行踏步设计（6）

上述两部规范规定，防火堤应设人行踏步，且不应少于两处。笔者认为，防火堤内如果设隔堤，隔堤形成的每个区域内应设不少于两处人行踏步，而且，至少应有一处人行踏步设于防火堤（外堤）上，以便于火灾情况下与堤外的直接交通联系。这点往往被设计人员忽视了。

防火堤的密封性设计（7）

由于防火堤的最根本目的是在油罐受破坏后临时存放事故漏油，所以对防火堤的设计有一个密封性要求，并能承受所纳油品的静压力，防火堤内的地坪和防火堤本身的选材及施工方法都应充分考虑密封性能，并要注意几个问题：

1．严禁在防火堤上开洞；2．含油污水排水管在出防火堤处应设水封设施，雨水排水管在出防火堤处应设截止阀门；3．工艺管、泡沫管、冷却给水管等管线在穿过防火堤时，应尽可能埋地，从地坪下面穿过防火堤，以确保防火堤的严密性。当明管穿过防火堤时，必须采用非燃烧材料严密填塞。无论以哪种方式过防火堤，都应在防火堤两侧的管线上设置截止阀门。

防火堤对操作阀门的保护设计（8）

在发生火灾时，油罐区的一些阀门是必须操作的，例如为了倒罐而开启、关闭某些输油管线阀门；为了灭火而选择开启、关闭某些泡沫管线阀门；为了供

应冷却水而选择开启、关闭某些冷却管线阀门；同时关闭排出雨水的管道阀门等等。这些阀门是不应受到大火威胁的。19世纪80年代，我国浙江省某个油罐区着火，就发生过两名工人冒险在防火堤附近操作阀门而被烧至重伤的事故。又如，1983年6月鲁宁输油管线临邑首站发生大火，火势猛烈难以控制，火场指挥员立即作出关闭流向火场的原油管线的阀门的决定，而那里的阀门平常是电力控制的，当时已失效，只能人工操作。这种大型阀门，人工关闭需20分钟，最后工人们冒着生命危险，在水枪和湿棉被保护下，轮番上阵，终于关闭了阀门，对控制火势发展直至集中力量一举扑灭火灾，起了关键作用。因此，在设计中要考虑对阀门的保护。首先，这些阀门不应设置在防火堤内，而应在防火堤外，否则在火灾下人员难以接近。其次，应局部提高阀门组附近的防火堤高度，使防火堤在着火区与阀门组之间构成一道屏障。

防火堤的选材（9）

《建规》和《石规》规定防火堤应采用非燃烧材料。常见的有泥土、块石、钢筋砼、粘土砖这几种材料，符合规范要求，各有优缺点：

1．泥土堤多见于上世纪五六十代，其截面为梯形，按规范要求，堤顶宽不应小于0.5米，以确保其稳定性。土堤的优点十分明显：经济；缺点是土方量大、占地面积大，并且需要在土堤表面种植草皮防止土壤流失。海上运输成本低。大型油库区多靠码头设置，港区寸土寸金，用地紧张；另外，在海边种植草皮难成活。因此，采用土堤并不理想。

2．块石堤多在靠山油库区采用，外观厚实，其优点是就地取材、经济可靠，常温下强度与密封性都比较好。其缺点是在油口着火后的高温作用下由于热膨胀和热分散作用，块石容易开裂塌落，甚至完全破坏；另外在扑救火灾时，灭火剂喷射在炽热的石材上，引起表层急剧冷却，在高温作用下岩石的CaCO3分解产物在生石灰CaO再和水化合成Ca（OH）2，加剧岩石破坏，失去防火堤作用。这个不利因素往往被设计人员忽视。

3．钢筋砼堤比较普通，多见于中小型油罐区，其优点是强度高，密封性好，且占地面积少；其缺点是不经济，施工较复杂，且耐高温性能差。在高温作用下，混凝土会脱水龟裂，强度和密封性都会受到影响。另外，混凝土在高温下受水枪喷射突然冷却时，其抗压强度比热态时还要低；钢筋在500℃的高温下，强度基本上丧失。根据四川消防科研所试验，在500℃的温度下，混凝土强度下降一半。常见的解决方法是在混凝土堤的内侧喷涂一种合适的防火涂料。

4．砖堤是一种比较理想的防火堤，其耐火性能好，在高温条件下其强度和

密封性能没有明显变化，能保证火灾条件下防火堤的稳定。值得指出的是粘土砖耐急冷急热性能好，高温下射水也不容易受破坏。其缺点是造价高。为了承受所纳油品的静压力，砖堤的截面尺寸有一定的要求，多呈梯形截面，再加上基础，整个砖堤的用砖量比较大。

储罐区防火堤设计——结论（10）

综上所述，各种防火堤各有优缺点。设计人员应寻找性能价格比更好的防火堤做法。笔者提出一个不成熟构思，就是“砖+土+砖”的三文治结构。具体做法是内侧砌厚240毫米砖，中间填土（截面为直角梯形），厚度可视实际情形定，这里假设上200毫米宽，下500毫米宽，外侧顺土坡砌厚60毫米砖，形成混合砖堤，堤顶压一皮砖，内、外侧及堤顶抹灰，截面仍呈直角梯形。

这种混合砖堤具有如下优点：

1．耐火性能好。它具有砖堤的各项优越性能。它的耐火极限之高是无需置疑的，据《建规》附录二所示，光是厚240毫米的砖墙的耐火极限已达8小时。另外，它和砖堤一样，耐急热急冷性能好，使火灾后防火堤基本不受损，减少灾后修补的费用。

2．与砖堤相比，减少造价。由于堤中间填土，大大减少了用砖量。按同样体量的砖堤计算，这种混合砖堤比砖堤减少用砖量一半以上。

3．具有土堤一样的厚实、可靠性能。由于它具有一定的截面尺寸，所以有较好的抗剪力性能，能较好地满足“承受所纳油品静压力”要求。另外，堤顶宽度在500毫米以上，可供消防人员站立，有利于灭火。

4．与土堤相比，减少了占地面积，土堤的堤顶宽不应小于50毫米，则堤底宽度应在160厘米左右。这种混合砖堤的底宽只有80厘米。所以占地面积减少了一半。

由于这种做法还没有实例，是否可行，还有待论证。

《承压设备无损检测》

编制说明

一、概况

JB 4730—1994《压力容器无损检测》是《压力容器安全技术监察规程》（以下简称容规）及有关的产品标准和GB 150《钢制压力容器》等的配套标准，由全国压力容器标准化技术委员

会提出，全国压力容器标准化技术委员会制造分会归口，原机械部、化工部、劳动部和中国石油化工总公司联合发布的强制性行业标准。该标准于1994年1月29日正式发布，1994年5月1日实施。1995年2月原劳动部下达1995年第65号文“关于贯彻执行JB 4730—1994《压力容器无损检测》标准的通知”，要求压力容器行业的设计、选材、制造、安装、使用、检验和修理等一律执行JB 4730。

JB 4730贯彻执行近10年来，对规范压力容器的管理，保障压力容器产品质量，提高压力容器行业设计、选材、制造、使用、检验水平以及减少爆炸事故等方面起到了积极的作用。但是在贯彻执行中也发现不少问题，如：有些《容规》中包括的有色金属材料制压力容器的检测方法在该标准中尚没有反映；压力管道的检测内容缺口比较大；与锅炉行业的关系不够明确；射线检测部分尚有一些条款不尽完善；此外，在用锅炉、压力容器及压力管道的无损检测内容尚无标准规范可循等等。上述问题有的通过标准修改单和标准宣贯进行了修改和说明，有的则尚未解决。

二、编制经过

为了促进科学技术的发展，将锅炉、压力容器及压力管道无损检测水平提高到一个新的阶段，适应向社会主义商品经济体制转变的要求，国家质量监督检验检疫总局锅炉局以及全国压力容器标准化技术委员会和全国锅炉标准化技术委员会决定对JB 4730进行修订。标准修订由合肥通用机械研究所负责，并成立了标准修订工作组。标准修订工作组自2000年1月开始，召开了多次会议，研究并制定了本标准的编制大纲和修订内容，确定了标准的修订原则和方案，在此基础上于2000年2月完成了JB 4730《压力容器无损检测》（标准修订征求意见稿）。上报国家质量监督检验检疫总局锅炉局以及全国压力容器标准化技术委员会和全国锅炉标准技术委员会，并发至行业近80个单位征求意见。标准修订组根据锅炉局和容标委会的指示精神以及回函意见，将锅炉、压力容器及压力管道无损检测的内容统一汇总在本标准中，并在充实和完善的过程中提出了JB 4730《承压设备无损检测》（标准修订征求意见讨论稿）。并于2001年9月在全国锅炉、压力容器标准化技术委员会暨制造分委员会的组织和直接指导下，在合肥对讨论稿进行了讨论，提出部分修改意见。2002年2月全国锅炉、压力容器无损检测资格考核委员会在苏州对讨论稿召开了一次研讨会，对标准提出一些有益的建议和看法。2002年3月根据锅炉局和全国锅容标委的指示精神，在JB 4730标准修订稿中加入在用检测的内容，并根据讨论会以及各方面的意见，对征求意见讨论稿进行了较大幅度的修改，2002年7月完成了本标准的送审稿并提交制造分会的委员和专家审查。同时遵照2002年9月23日锅炉局和全国锅容标委的指示精神，对标准修订工作组人员进行调整，同时对标准结构进行较大幅度的修改，完成标准的送审修订稿并提交2002年10月16～20日的全国压力容器标准化技术委员会制造分会全会进

行审查并获得通过。2003年3月13～14日在锅炉局和全国锅炉、压力容器标准化技术委员会的指导下，在制造分会组织和领导下，标准修订工作组在合肥对标准的修订原则和具体内容进行比较深入的讨论，达成一致的看法。

2003年4月在南昌对标准的射线检测和超声检测部分进行了逐字逐句的讨论和斟酌，在北京对标准的涡流检测部分进行了协调和讨论。2003年7月在北京对标准的磁粉检测部分进行了协调和讨论。标准的其他部分则通过信函、传真、电话进行了协调。在此基础上，2003年10月完成标准的修订稿。经过再一次征求意见和无损检测人员考核班的试用，2004年8月在沈阳进行最终统稿，目前已完成JB 4730修订的送审稿，现提交全国锅炉压力容器标准化技术委员会进行终审。

1. JB 4730根据国内多年的研究成果和应用经验（包括在用压力容器与管道重大危险源的检测方法的试验研究、薄壁小径管超声检测方法研究、高温压力容器超声检测方法试验研究、锅炉压力容器角焊缝超声检测方法研究、厚壁加氢反应器超声检测技术的试验研究、奥氏体不锈钢焊接接头超声检测技术的试验研究、焊缝缺陷自身高度超声测定技术的试验研究以及介质腐蚀环境下应力腐蚀裂纹荧光磁粉检测方法的试验研究等等），同时参考美国ASME第Ⅴ篇和日本JIS标准规范以及行业反馈意见进行修订,并参考和借鉴部分欧洲标准的内容。

2. JB 4730采用国际先进标准的技术要求，尽量和国际接轨。由于中国仍是一个发展中国家，为保护民族工业，需要增加合理和必要的技术壁垒。

3. 考虑锅炉、压力容器及压力管道介质易燃、易爆、有毒等特点，有关规定和参数更趋于严格。

4. 由于JB 4730是锅炉、压力容器及压力管道行业的行业标准，是一个配套标准，而不是通用方法和质量评定标准。因此其主要内容是以依据和遵照锅炉、压力容器及压力管道的法规、产品标准和技术规范的要求和规定为准，满足或尽量满足行业技术发展的要求。

四、JB 4730标准送审稿的结构

JB 4730送审稿共分为六个部分和32个附录：

1. JB 4730.1（通用要求）——①范围；②规范性引用文件；③术语和定义；④使用原则、

⑤一般要求。以及附录A一个附录。

2. JB 4730.2（射线检测）——①范围；②规范性引用文件；③一般要求；④具体要求；

⑤锅炉和压力容器熔化焊对接接头射线检测质量分级；⑥锅炉、压力容器、管子及压力管道熔化焊环形对接接头射线检测质量分级；⑦射线检测报告。以及附录A～附录H8个附录。

3. JB 4730.3（超声检测）——①范围；②规范性引用文件；③一般要求；④锅炉、压力容器和压力管道用原材料和零部件的超声检测；⑤锅炉、压力容器及压力管道焊接接头超声

检测；⑥锅炉、压力容器、管子和压力管道环向焊接接头超声检测；⑦在用锅炉、压力容器及压力管道超声检测；⑧超声检测报告和测厚报告。以及附录A～附录Q17个附录。

4. JB 4730.4（磁粉检测）——①范围；②规范性引用文件；③一般要求；④检测方法；

⑤磁痕显示的分类和记录；⑥复验；⑦退磁；⑧缺陷磁痕显示的分级；⑨磁粉检测报告。以及附录A～附录C3个附录。

5. JB 4730.5（渗透检测）——①范围；②规范性引用文件；③一般规定；④渗透检测基本程序；⑤渗透检测操作方法；⑥解释；⑦质量分级；⑧在用锅炉、压力容器及压力管道渗透检测；⑨渗透检测报告和验收标记。以及附录A和附录B两个附录。

6. JB 4730.6（涡流检测）——①范围；②规范性引用文件；③术语；④一般要求；⑤铁磁性钢管涡流检测；⑥非铁磁性金属管材涡流检测；⑦在用铁磁性钢管的远场涡流检测；

⑧在用非铁磁性管涡流检测；⑨检验结果的评定与处理；⑩检测报告及验收标记。以及附录A和附录B两个附录。

五、主要修订内容

1. JB 4730．1——通用要求

(1) 范围

本修订稿的主题内容与适用范围比1994版有较大程度的扩大：

①规定了射线、超声、磁粉、渗透和涡流检测等五种常规无损检测方法及质量等级评定。同时在某些特定条件下允许采用声发射、X射线实时成像等新的无损检测方法。

②锅炉、压力容器及压力管道都是承压设备，检测内容有许多共同点，参照ASME规定，本修订稿检测范围包括金属材料制锅炉、压力容器及压力管道。

③在用锅炉、压力容器及压力管道的数量和使用范围已达相当规模，一旦破坏将产生极其严重的后果，本修订稿增加了在用承压设备无损检测的内容。

④原锅炉、压力容器及压力管道行业对支承件和结构件的无损检测没有规定统一的处理办法，本修订稿增加了锅炉、压力容器及压力管道支承件和结构件的无损检测的内容。

(2) 无损检测方法使用原则

各种检测方法具有一定特点和局限性，本修订稿增加提出对无损检测方法使用的一些原则性要求：

①根据设备材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，选择最合适的无损检测方法。

②射线和超声检测适用于检测锅炉、压力容器及压力管道的内部缺陷；磁粉检测适用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷；涡流检测适用于检测导电材料表面和近表面缺陷；渗透检测

适用于检测非多孔性金属材料表面开口缺陷。

③允许重要锅炉、压力容器在制造安装或是在用检验时，可采用声发射检测方法进行补充检测。

④允许锅炉直管段环焊缝在生产线成批自动焊接或是其他设备在批量生产时，可采用X射线实时成象进行检测。

⑤当采用两种或两种以上的检测方法对锅炉、压力容器及压力管道的同一部位进行检测时，应符合各自的合格级别。如采用同种检测方法的不同检测工艺进行检测，当检测结果不一致时，应以危险度大的评定级别为准。

(3) 检测用仪器、设备

增加检测用仪器、设备性能应进行定期检验，并有记录可查的内容

(4) 无损检测工艺规程（通用工艺规程和工艺卡）

本修订稿增加对无损检测工艺规程和工艺卡的要求：

①无损检测通用工艺规程应根据相关法规、产品标准、有关的技术文件和本标准的要求编制，应遵照或严于现行法规、标准的要求，应针对检验单位的特点和能力编写。

②无损检测工艺卡应根据相关法规、标准、有关的技术文件和本标准的要求编制。产品零部件的无损检测工作应按无损检测工艺卡进行。

(5) 对新的检测方法和检测设备的具体规定

本修订稿对新的无损检测方法和无损检测设备的使用增加了部分具体规定：

①规定采用国外新检测方法时，这种方法和检测范围应是国外锅炉、压力容器及压力管道所允许使用的；

②规定采用国内新研制的检测方法和检测设备时，应经全国锅炉容器标准化技术委员会审定，报锅炉局批准后方可使用。

2. JB 4730．2——射线检测

(1) 射线检测要求部分

①增加了工业射线透照胶片系统（胶片系）的内容，将胶片分为T1、T2、T3、T4四类。增加附录A，对胶片系统的特性指标提出要求。

②增加了黑度计（光学密度计）内容。在附录B中对黑度计的定期校验方法作了明确规定。

③增加了对射线照相技术等级如何选择的内容。

④对钢、铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金不同厚度允许的最高管电压图进行修订。

⑤小径管对接接头的透照布置和透照次数的内容进行了修订。

⑥在附录B中增加了根据不同K值要求，相应对接环焊缝透照次数的确定方法

⑦增加Se-75射线源的应用及嚗光曲线的内容。

⑧对观片灯亮度的有关要求进行了修改。

⑨对原标准规定的不同射线源适用的底片黑度范围进行了修订。

⑩对不同透照厚度、不同透照方式射线底片的像质计要求进行了修订，灵敏度有所提高。

(2) 锅炉、压力容器对接接头射线照相质量分级部分

①碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、镍及镍合金射线检测厚度范围扩大到2mm～400mm。

②增加镍及镍合金压力容器射线照相检验质量分级内容。

③增加铜及铜合金压力容器射线照相检验质量分级内容。

(3) 压力管道环形对接接头射线照相质量分级部分

①增加了钢、镍、铜及铜合金制压力管道环焊缝的射线照相检验质量分级内容。纵焊缝和螺旋管焊缝的射线检测也可参照执行。