不銹鋼壓力管道的可靠性首先取決于其設計、制造和安裝的質量,但如果由于操作不當或維護不力,往往會引起管道失效而降低其使用性能和周期,甚至引發事故。由此可見,不銹鋼壓力管道的安全可靠性與使用的關系很大,使用單位需不斷強化工藝指標和工藝紀律,落實崗位責任制,認真執行巡回檢查,這樣才能保證壓力管道的使用安全。操作人員應熟悉本崗位壓力管道的技術特性、系統結構、工藝流程、工藝指標和可能發生的事故及應對措施,并要做到“四懂三會”,即要懂原理、懂性能、懂結構、懂用途和會使用,會維護保養、會排除故障。



一(yi)、工藝指標的控制


1. 操(cao)作壓力和操(cao)作溫(wen)度


  操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力和(he)(he)(he)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度(du)是不(bu)銹(xiu)鋼壓(ya)力管(guan)(guan)道使用過程(cheng)兩個最重要的(de)(de)工藝控制(zhi)指標(biao),是管(guan)(guan)道設計、選(xuan)材、制(zhi)造和(he)(he)(he)安裝的(de)(de)主要依據。只(zhi)有在安全操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)規程(cheng)中規定的(de)(de)控制(zhi)指標(biao)內運行,才能保(bao)(bao)證不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)道的(de)(de)使用安全。操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力和(he)(he)(he)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度(du)的(de)(de)控制(zhi)要點是保(bao)(bao)證管(guan)(guan)道不(bu)超過最高工作(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力和(he)(he)(he)極限(xian)工作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度(du)。超溫(wen)超壓(ya)將導致管(guan)(guan)壁應(ying)力值(zhi)的(de)(de)增(zeng)加或材料(liao)機械強度(du)的(de)(de)下降(jiang),尤其(qi)是在焊縫(feng)和(he)(he)(he)法蘭、彎頭、閥門(men)、異徑管(guan)(guan)等幾何結構(gou)不(bu)連續處的(de)(de)局部應(ying)力和(he)(he)(he)峰值(zhi)應(ying)力會大幅(fu)度(du)增(zeng)加,成為(wei)疲勞破壞的(de)(de)源頭。過低的(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度(du)則(ze)將引起材料(liao)韌性下降(jiang),從而(er)有可(ke)能導致脆性破壞。



 2. 交(jiao)變載荷的控制(zhi)


 在(zai)反復交(jiao)變(bian)載(zai)荷的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下,不(bu)銹鋼管(guan)道(dao)將生(sheng)產疲勞(lao)破(po)(po)壞(huai)。壓力(li)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)疲勞(lao)破(po)(po)壞(huai)主要是屬于金屬的(de)(de)(de)低周(zhou)疲勞(lao),其特點(dian)是應(ying)(ying)(ying)力(li)較(jiao)大而變(bian)頻率較(jiao)低。在(zai)幾(ji)何結構不(bu)連(lian)續的(de)(de)(de)地方和焊縫附近存在(zai)應(ying)(ying)(ying)力(li)集(ji)中,有的(de)(de)(de)可能達到(dao)甚至超過材(cai)料的(de)(de)(de)屈服極限。這些應(ying)(ying)(ying)力(li)如果交(jiao)變(bian)地加載(zai)與卸(xie)載(zai),將會使受力(li)最大的(de)(de)(de)部(bu)位產生(sheng)塑變(bian)并(bing)逐漸(jian)發展為細微的(de)(de)(de)裂紋(wen)。隨著應(ying)(ying)(ying)力(li)周(zhou)期變(bian)化(hua),裂紋(wen)將逐步擴展,最后導致(zhi)破(po)(po)壞(huai)。管(guan)道(dao)交(jiao)變(bian)應(ying)(ying)(ying)力(li)產生(sheng)的(de)(de)(de)因素(su)主要有以下方面


  ①. 因間(jian)斷(duan)輸(shu)送介質而對(dui)管(guan)道反復(fu)地增壓和卸壓、升溫(wen)和降溫(wen)。


  ②. 運行中壓力(li)波動(dong)較大。


  ③. 運行中溫(wen)度發生(sheng)周(zhou)期(qi)性變化,產生(sheng)管壁溫(wen)度應力的反復(fu)變化。


  ④. 因其他設備、支撐的交變外力和受迫振(zhen)動


 為了防止不(bu)銹鋼(gang)管道(dao)的(de)(de)疲勞破壞,應保證平穩操作,盡量避免不(bu)必要的(de)(de)頻繁的(de)(de)加壓和(he)卸壓,避免過大的(de)(de)壓力(li)和(he)溫度波動。


3. 腐(fu)蝕介質含量(liang)控制


  原(yuan)料性質(zhi)(zhi)的(de)(de)惡劣及(ji)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)含(han)(han)量對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)危害(hai)很(hen)大,在(zai)用壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)對腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)含(han)(han)量及(ji)工況(kuang)應有(you)嚴(yan)格的(de)(de)工藝指標進(jin)行(xing)(xing)監(jian)控(kong)(kong)。對于高強(qiang)鋼(gang)壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao),當(dang)二氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)含(han)(han)量超過一(yi)定值,并(bing)在(zai)伴(ban)有(you)水分的(de)(de)情況(kuang)下(xia),就大大增加了管(guan)(guan)(guan)壁產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)開裂(lie)的(de)(de)可能性。尤其當(dang)焊縫的(de)(de)硬度值偏(pian)高時,如二氧(yang)化(hua)(hua)硫(liu)超標,極易導(dao)致焊縫的(de)(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)。此外,腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)成(cheng)分、 氣液相(xiang)狀(zhuang)態的(de)(de)不(bu)同、流速差異等都會影響到管(guan)(guan)(guan)道(dao)腐(fu)蝕(shi)失效的(de)(de)程度。總之,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)介(jie)質(zhi)(zhi)成(cheng)分的(de)(de)控(kong)(kong)制是壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)運行(xing)(xing)控(kong)(kong)制中重(zhong)要的(de)(de)內容之一(yi),對于介(jie)質(zhi)(zhi)超標等違(wei)反工藝操作規程的(de)(de)行(xing)(xing)為,使用單(dan)位(wei)必須(xu)做(zuo)出明確規定,堅(jian)決制止(zhi)。


  在運行(xing)過程中(zhong),操作人員應(ying)嚴(yan)格控(kong)(kong)制工藝指(zhi)標,正確(que)操作,嚴(yan)禁超壓、超溫(wen)(wen)運行(xing)。加(jia)(jia)載(zai)和卸載(zai)的(de)(de)速度不能過快,高(gao)溫(wen)(wen)或低溫(wen)(wen)(-20℃以(yi)下)條件(jian)下運行(xing)的(de)(de)管道,加(jia)(jia)熱或冷卻應(ying)緩慢進行(xing)。管道運行(xing)時,應(ying)盡(jin)量(liang)避免壓力(li)和溫(wen)(wen)度的(de)(de)大幅度波動,盡(jin)量(liang)減少(shao)管道的(de)(de)開停次數,并嚴(yan)格控(kong)(kong)制介質組分(fen)。




二、管(guan)道(dao)系統(tong)的(de)診斷(duan)方法


 管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)在(zai)各種外力、輸(shu)送介質和周圍環境因素的(de)作用下,逐漸產生變(bian)形、磨(mo)損、腐 蝕、泄漏和振動,從而影響管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)整(zheng)體性能。管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)診斷(duan)就是在(zai)管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)正常運行過程中,或基本不影響管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)正常運行的(de)情況(kuang)下,通(tong)過觀察、測試來掌握系(xi)統(tong)(tong)的(de)運行狀況(kuang),判斷(duan)可能產生故障(zhang)的(de)部位(wei),預報信(xin)息,安排計劃,進行維(wei)修(xiu)的(de)一(yi)項(xiang)綜(zong)合技(ji)術,防患于事故發生前(qian)。


管(guan)道系統的診斷方法(fa)如下。


  ①. 直接觀察。通過(guo)現場觀察,獲得第(di)一(yi)(yi)手資料,這(zhe)種方法依(yi)賴于操(cao)作者的(de)豐富經驗, 并借助于一(yi)(yi)定的(de)儀器,常用于跑、冒、滴(di)、漏的(de)診斷。


  ②. 振動(dong)、噪(zao)聲觀(guan)測(ce)。通過觀(guan)測(ce)發生異(yi)常的振動(dong)、噪(zao)聲現象,預測(ce)其發生的部(bu)位和影(ying)響的范圍。


  ③. 溫度(du)(du)測(ce)量。通過(guo)對(dui)介質溫度(du)(du)和(he)保溫層表面溫度(du)(du)的測(ce)量,判斷管道系統的運行情況和(he)保溫效果。


  ④. 壓(ya)力測量。通過對介質壓(ya)力的(de)測量,判(pan)斷管道(dao)系統的(de)運行情況(kuang)和管網(wang)有無泄漏。


  ⑤. 流(liu)量(liang)測量(liang)。通過(guo)對介(jie)質流(liu)量(liang)的測量(liang),判斷管道(dao)系統的運行情況(kuang)和管網(wang)有(you)無泄(xie)漏(lou)。


  ⑥. 應(ying)(ying)力應(ying)(ying)變測量(liang)。測定管子的疲勞狀態等。

 

  ⑦. 不銹鋼管道(dao)壁厚(hou)測(ce)量。通過(guo)測(ce)厚(hou)儀測(ce)定管子的腐蝕、磨損量、減(jian)薄情況。


通過上述觀(guan)察測量,隨(sui)時掌(zhang)握不銹鋼管道(dao)的運(yun)行情(qing)況(kuang)和運(yun)行狀態,預測可能產生故障(zhang)的特(te)點 和部位,以便確(que)定維修方(fang)案。




三、管道系統的巡回檢查


 使用單位應(ying)(ying)根據本單位工藝流程和(he)各裝置(zhi)單元分布情況(kuang)劃(hua)分區域,明確(que)職責,做到每條(tiao)不銹鋼管(guan)線、每個(ge)(ge)(ge)閥門、每個(ge)(ge)(ge)管(guan)架等(deng)(deng)都有專人(ren)負責,不允許出現無(wu)人(ren)管(guan)轄的(de)(de)管(guan)段(duan)。同時要(yao)制訂嚴(yan)格(ge)的(de)(de)不銹鋼管(guan)管(guan)道系(xi)統巡(xun)(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)制度,明確(que)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)人(ren)員、檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)時間、檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)部位、應(ying)(ying)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)(de)項(xiang)目,操作人(ren)員和(he)維(wei)修人(ren)員均要(yao)按照各自的(de)(de)責任和(he)要(yao)求定(ding)期按巡(xun)(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)路線完成每個(ge)(ge)(ge)部位、每個(ge)(ge)(ge)項(xiang)目的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha),并做好巡(xun)(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)記錄。尤其(qi)是對(dui)于新(xin)建裝置(zhi)或單元,由于可能存(cun)在設計、制造(zao) 和(he)安裝等(deng)(deng)方(fang)面的(de)(de)問(wen)題(ti),在運(yun)行初(chu)期,問(wen)題(ti)就會暴露出來(lai),此(ci)時的(de)(de)巡(xun)(xun)檢(jian)(jian)(jian)(jian)更為重要(yao),檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)中一(yi)旦(dan)發現異常(chang)情況(kuang),應(ying)(ying)立即匯報和(he)處理巡(xun)(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)(de)項(xiang)目主要(yao)包括以下(xia)方(fang)面。


  ①. 各項工藝操作指(zhi)標參數(shu)及運(yun)行情(qing)況。


  ②. 管道、閥門(men)及各管件(jian)密封有無泄漏。


  ③. 防腐(fu)保溫(wen)層是(shi)否完好。


  ④. 管道振動情況。


  ⑤. 管(guan)道支、吊(diao)架的緊固、腐(fu)濁和支承(cheng)情況(kuang):


  ⑥. 管道之間、管道與相(xiang)鄰構(gou)件的磨擦情況:


  ⑦. 安(an)全(quan)閥、壓力表、溫度計等(deng)安(an)全(quan)保護裝置(zhi)的(de)完(wan)好狀況。


  ⑧. 靜電跨接、接地(di)設(she)施(shi)、抗腐蝕陰陽極等保護設(she)施(shi)的完好狀況。


  其中對下列不銹鋼管應(ying)特別加強檢査(cha)和(he)維護:


  ①. 生(sheng)產流程的要害部位。如加(jia)熱爐出口(kou)、塔底部、反應器底部、高溫高壓機(ji)泵、壓 縮(suo)機(ji)的進出口(kou)等處的管道。


  ②. 輸送易(yi)(yi)燃、易(yi)(yi)爆、有(you)毒或腐蝕性介質的管道。


  ③. 管(guan)道的(de)底部和(he)(he)彎頭等(deng)最易發生腐(fu)蝕(shi)和(he)(he)磨損的(de)部位。


  ④. 管道上易被忽視的部位(wei)以(yi)及易痤(cuo)為“盲腸”的部位(wei)。


  ⑤. 工作條件苛(ke)刻、承受交變應(ying)力的管道。


壓力管道巡(xun)回檢查項目和(he)內容見(jian)表 5-1 。


表 1.jpg


 如(ru)遇到下列情況(kuang)之(zhi)一,操作人(ren)員應立鄧采取(qu)緊急(ji)措(cuo)施,避免更大事(shi)故的發生(sheng),同(tong)時向(xiang) 上級有(you)關部門報告。


  ①. 管道超(chao)溫、超(chao)壓、過冷(leng),經處理仍(reng)然(ran)無效.


  ②. 管(guan)道發生泄漏或破裂,危及安全(quan)生產:


  ③. 發生火災、爆炸或相鄰設備(bei)和不銹鋼管道發生事故直接(jie)危(wei)及(ji)管道安全(quan)運行。



四(si)、管道的維護保養


維(wei)護(hu)保養(yang)工作是(shi)延(yan)長(chang)不(bu)銹鋼壓力管道(dao)使用周(zhou)期的(de)基礎(chu)。維(wei)護(hu)保養(yang)的(de)主要內容就是(shi)日常(chang)的(de)維(wei)護(hu)保養(yang)措施。


  ①. 要(yao)經常檢查壓(ya)力管道的防腐措施保證(zheng)其(qi)完好(hao)無損(sun)。


  ②. 閥門(men)的操作機構要定期進行(xing)活(huo)動,保(bao)證(zheng)還其開關靈活(huo)。


  ③. 安全閥、壓力(li)表要確保其靈(ling)敏,準確,并按時進行檢查(cha)和校驗。


  ④. 要定期檢查緊固螺栓,做到齊全、不銹蝕、絲扣完整、連接(jie)可靠。


  ⑤. 壓力(li)管道(dao)因(yin)外界因(yin)素產生較大(da)振動時(shi),應采(cai)取(qu)(qu)隔(ge)斷(duan)振源、加(jia)強支承等(deng)減振措(cuo)施。 發現摩擦等(deng)情況應及時(shi)采(cai)取(qu)(qu)措(cuo)施。


  ⑥. 靜電(dian)跨接(jie)(jie)、接(jie)(jie)地裝置要保持良好、完整,及時消除(chu)缺(que)陷,防(fang)止故(gu)障(zhang)的發(fa)生。


  ⑦. 停用的(de)(de)壓力(li)管道應(ying)排除內部的(de)(de)腐(fu)蝕性介(jie)質,并進行置換(huan)、清(qing)洗(xi)和干(gan)燥,必要(yao)時用氮氣(qi)保護。外表面應(ying)涂刷防(fang)腐(fu)油漆,防(fang)止環境(jing)因(yin)素腐(fu)蝕。對(dui)有保溫層的(de)(de)管道,要(yao)注意保溫層下的(de)(de)防(fang)腐(fu)和支座處(chu)的(de)(de)防(fang)腐(fu)。


  ⑧. 及(ji)時消除跑(pao)、冒(mao)、滴、漏。


  ⑨. 高溫(wen)管道(dao),在(zai)開工(gong)升溫(wen)過程(cheng)中(zhong)需對(dui)管道(dao)法蘭(lan)連接(jie)螺栓進(jin)行熱緊;對(dui)低溫(wen)管道(dao),在(zai)降(jiang)溫(wen)過程(cheng)中(zhong)需進(jin)行冷(leng)緊。



五、定點(dian)測厚


  隨著各(ge)石化(hua)企業加工原油(you)重質化(hua)、多樣化(hua)及(ji)高(gao)硫高(gao)酸的(de)趨勢(shi)日益加重,為了保(bao)證(zheng)生產裝置管(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)完好運行,對重要的(de)不銹鋼壓力(li)管(guan)道(dao)(dao)(dao)進行定點測厚(hou),依靠大(da)量的(de)數據來(lai)判斷管(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)腐(fu)蝕狀況和剩余壽命,并及(ji)時(shi)消除事(shi)故隱患,對防止發生壓力(li)管(guan)道(dao)(dao)(dao)安全事(shi)故是(shi)十分有(you)效的(de)手段之一。定點測厚(hou)主要針對管(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)均勻腐(fu)蝕和沖(chong)刷(shua)腐(fu)蝕相(xiang)對監測效果較好。


 1. 不銹鋼(gang)管(guan)布(bu)點(dian)原則


  ①. 定點(dian)測厚布點(dian)應(ying)根據工藝流(liu)程、操作條件、介質(zhi)的腐蝕(shi)性(xing)及以往(wang)的腐蝕(shi)檢查情況(kuang)確(que)定。


  ②. 在(zai)腐蝕突出(chu)的部(bu)位(wei)(wei)設置固定的監測(ce)點(dian),考慮(lv)現場實(shi)際情況,一般將(jiang)測(ce)厚點(dian)選(xuan)在(zai)檢測(ce)人員容(rong)易(yi)操(cao)作的位(wei)(wei)置(腐蝕較嚴重和需特別重視的部(bu)位(wei)(wei)除外)


  ③. 定點(dian)測厚布點(dian)必須有明顯的(de)標記,以保(bao)證數據的(de)真實(shi)性(xing),有保(bao)溫的(de)管道應安裝可拆(chai)卸式保(bao)溫罩(zhao)。


  ④. 定(ding)點(dian)測(ce)厚布(bu)點(dian)應優(you)先考慮彎頭(tou)、大(da)小頭(tou)、三通、集合(he)管、盲腸死角及噴嘴、閥(fa)門、孔板等附近易(yi)腐蝕和(he)易(yi)沖蝕部位,直管段可酌情(qing)考慮,常見結(jie)構的布(bu)點(dian)位置參考圖5-1。


  ⑤. 對于(yu)介質腐蝕性較強的管道,當直管段長(chang)度(du)(du)大(da)于(yu)20米時,一般(ban)縱向安(an)排3處測厚點,長(chang)度(du)(du)為(wei)10-20m時,一般(ban)安(an)排2處,小于(yu)10m時可安(an)排1處。


  ⑥. 水(shui)平直管段同一截面處(chu)原則(ze)上安(an)排4個測厚點,管徑較(jiao)小時可在腐(fu)蝕可能嚴重(zhong)的部位安(an)排1處(chu)。


 2. 不(bu)銹鋼(gang)管測(ce)厚(hou)頻率


  ①. 定點(dian)測厚原則(ze)上每6個月(yue)檢(jian)測一次(ci),然后根據腐(fu)蝕速(su)率(lv)(毫米/年(nian),m/a )適當增減頻次(ci)。腐(fu)蝕速(su)率(lv)最近(jin)2次(ci)所測某點(dian)的差值(zhi)/間隔時間。


  ②. 當腐蝕速率小于0.1mm/a時,可延長(chang)至每年進行一次測厚。


  ③. 當(dang)腐蝕速率在0.3-0.5mm/a時,應(ying)縮(suo)減至每(mei)3個月進行一次測(ce)厚。


  ④. 當腐(fu)蝕(shi)速率大于(yu)0.5mm/a時,應對該管道進行監控,根據具(ju)體情況適當增(zeng)加測厚(hou)布點(dian)和(he)測厚(hou)頻次。


  ⑤. 當(dang)工藝條(tiao)件發(fa)(fa)生較大(da)變動時,在(zai)發(fa)(fa)生變動3個月后應進行一次測厚


  ⑥. 裝置停工檢修期間應對(dui)所(suo)有的定點測(ce)厚布點進行常溫測(ce)厚。


圖 1.jpg


 3. 測(ce)厚(hou)的基(ji)本要求


  ①. 測(ce)厚工作應確保定點,要數據準(zhun)確,測(ce)厚儀(yi)器精度(du)不應低于±0.1mm。


  ②. 每次測(ce)厚(hou)時(shi)應及時(shi)記錄,如發現與上次測(ce)厚(hou)結果(guo)相差較大(da)時(shi),應首先核對數(shu)據(ju)準確(que)性,并(bing)重新進行測(ce)厚(hou)。如確(que)認無誤,應認真(zhen)分(fen)析原因并(bing)提(ti)出處理意見(jian)。


  ③. 對(dui)于腐蝕(shi)減薄量(liang)較大的(de)不銹鋼管道,應按照有(you)關標準進行剩余壽(shou)命的(de)估(gu)算,剩余壽(shou)命的(de)可靠程度取決于測(ce)厚數據的(de)準確性且只能用于均勻腐蝕(shi),只宜參考,不宜作為判廢依據。