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、工藝指(zhi)標的控制


1. 操(cao)作壓力和操(cao)作溫度


  操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)是(shi)不銹鋼壓(ya)力(li)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)使用(yong)(yong)過(guo)程(cheng)兩個最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)(de)工(gong)藝控(kong)制(zhi)指(zhi)標,是(shi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)設計、選(xuan)材、制(zhi)造和(he)(he)安(an)裝的(de)(de)主要(yao)依據。只有在安(an)全操(cao)作(zuo)規(gui)程(cheng)中規(gui)定的(de)(de)控(kong)制(zhi)指(zhi)標內運行,才能保(bao)證不銹鋼管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)使用(yong)(yong)安(an)全。操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)的(de)(de)控(kong)制(zhi)要(yao)點是(shi)保(bao)證管(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)不超過(guo)最(zui)高工(gong)作(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)極限(xian)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)。超溫(wen)超壓(ya)將導(dao)致管(guan)(guan)(guan)壁(bi)應(ying)力(li)值的(de)(de)增(zeng)加(jia)或材料(liao)(liao)機械強(qiang)度(du)的(de)(de)下降,尤其是(shi)在焊縫和(he)(he)法蘭、彎頭、閥門(men)、異徑管(guan)(guan)(guan)等幾何結構不連續處的(de)(de)局部應(ying)力(li)和(he)(he)峰值應(ying)力(li)會大幅(fu)度(du)增(zeng)加(jia),成為疲勞破(po)壞的(de)(de)源(yuan)頭。過(guo)低(di)的(de)(de)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)則將引起材料(liao)(liao)韌(ren)性下降,從(cong)而有可能導(dao)致脆(cui)性破(po)壞。



 2. 交(jiao)變載荷的(de)控(kong)制


 在(zai)反(fan)復交(jiao)變(bian)(bian)載荷的作用(yong)下,不銹鋼管(guan)道將生產(chan)疲勞破(po)(po)(po)壞。壓(ya)力管(guan)道的疲勞破(po)(po)(po)壞主(zhu)(zhu)要(yao)是屬于金屬的低(di)周(zhou)疲勞,其(qi)特點是應(ying)力較(jiao)大(da)而變(bian)(bian)頻率較(jiao)低(di)。在(zai)幾何(he)結構(gou)不連(lian)續的地方和焊縫附近(jin)存(cun)在(zai)應(ying)力集(ji)中,有的可能達到(dao)甚至(zhi)超(chao)過材(cai)料的屈服極限。這些應(ying)力如果(guo)交(jiao)變(bian)(bian)地加載與(yu)卸載,將會(hui)使受(shou)力最大(da)的部(bu)位產(chan)生塑(su)變(bian)(bian)并(bing)逐漸發展(zhan)為細微的裂(lie)紋。隨著(zhu)應(ying)力周(zhou)期變(bian)(bian)化,裂(lie)紋將逐步擴展(zhan),最后導致(zhi)破(po)(po)(po)壞。管(guan)道交(jiao)變(bian)(bian)應(ying)力產(chan)生的因(yin)素主(zhu)(zhu)要(yao)有以(yi)下方面


  ①. 因間斷輸送(song)介質而對管道反復地增(zeng)壓和(he)卸(xie)壓、升溫和(he)降溫。


  ②. 運行(xing)中壓力波(bo)動較大。


  ③. 運行中溫度發生周期(qi)性變化,產生管壁(bi)溫度應力的(de)反復(fu)變化。


  ④. 因其(qi)他設(she)備、支撐(cheng)的交變外力和受迫振動(dong)


 為了防止不銹鋼管(guan)道(dao)的疲勞(lao)破壞,應保證平穩操作,盡量(liang)避免(mian)不必(bi)要的頻繁的加壓(ya)和卸壓(ya),避免(mian)過大的壓(ya)力和溫(wen)度(du)波動(dong)。


3. 腐蝕介質含量控制(zhi)


  原料(liao)性質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)惡劣及腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)含量(liang)(liang)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)危害很大,在用壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)對(dui)腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)含量(liang)(liang)及工況應有嚴格(ge)的(de)(de)(de)工藝指標進行監(jian)控(kong)。對(dui)于高(gao)強鋼壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao),當(dang)二氧(yang)(yang)化硫含量(liang)(liang)超過一定(ding)值(zhi),并在伴有水分(fen)(fen)的(de)(de)(de)情況下,就(jiu)大大增加了管(guan)(guan)壁產生應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)可能(neng)性。尤(you)其(qi)當(dang)焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)硬度值(zhi)偏高(gao)時(shi),如(ru)二氧(yang)(yang)化硫超標,極易導(dao)致焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。此外,腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)成分(fen)(fen)、 氣液相狀態的(de)(de)(de)不(bu)同、流(liu)速差異(yi)等都會影響到管(guan)(guan)道(dao)腐(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效的(de)(de)(de)程(cheng)度。總之,不(bu)銹(xiu)鋼壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)控(kong)制是壓(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)運(yun)行控(kong)制中重要的(de)(de)(de)內容之一,對(dui)于介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)超標等違(wei)反工藝操作(zuo)規程(cheng)的(de)(de)(de)行為,使用單位必須做出明(ming)確規定(ding),堅決制止。


  在運(yun)行(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中,操作人員應(ying)嚴格控制工(gong)藝指標(biao),正確操作,嚴禁超(chao)壓(ya)、超(chao)溫(wen)運(yun)行(xing)(xing)。加載和卸載的(de)(de)速度(du)不能過(guo)快,高(gao)溫(wen)或低溫(wen)(-20℃以(yi)下)條件下運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道,加熱(re)或冷(leng)卻應(ying)緩慢(man)進行(xing)(xing)。管(guan)(guan)(guan)道運(yun)行(xing)(xing)時,應(ying)盡(jin)量避免壓(ya)力(li)和溫(wen)度(du)的(de)(de)大(da)幅度(du)波動,盡(jin)量減少管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)開停次數,并(bing)嚴格控制介質組分(fen)。




二、管道系統的診斷方法


 管(guan)道系(xi)(xi)統(tong)在(zai)各(ge)種外(wai)力、輸送介質(zhi)和(he)周圍環境因素的(de)作用下,逐漸產生(sheng)變形、磨損、腐(fu) 蝕、泄漏和(he)振動,從而影響管(guan)道系(xi)(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體性能。管(guan)道系(xi)(xi)統(tong)的(de)診斷就是在(zai)管(guan)道系(xi)(xi)統(tong)正(zheng)常運(yun)行(xing)過程中,或基(ji)本不影響管(guan)道系(xi)(xi)統(tong)正(zheng)常運(yun)行(xing)的(de)情況(kuang)下,通過觀(guan)察、測試來掌握系(xi)(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)狀況(kuang),判斷可能產生(sheng)故障的(de)部位,預(yu)報信息(xi),安排(pai)計(ji)劃,進行(xing)維修的(de)一(yi)項綜合技術,防患于事故發生(sheng)前。


管道系統的診斷(duan)方法如下(xia)。


  ①. 直接觀察。通過現場觀察,獲得第一手(shou)資(zi)料(liao),這種方法依賴于(yu)操作者的豐(feng)富經驗, 并借助于(yu)一定的儀器,常用于(yu)跑、冒、滴、漏的診斷。


  ②. 振動、噪聲觀(guan)測。通過觀(guan)測發(fa)生異常的振動、噪聲現象(xiang),預測其發(fa)生的部位和(he)影響的范圍。


  ③. 溫(wen)度測(ce)量(liang)。通過對(dui)介質(zhi)溫(wen)度和保溫(wen)層表面溫(wen)度的測(ce)量(liang),判斷管道系統的運(yun)行情況和保溫(wen)效果(guo)。


  ④. 壓力測(ce)量(liang)。通過對介(jie)質壓力的測(ce)量(liang),判(pan)斷管道系統的運(yun)行(xing)情況(kuang)和(he)管網有無泄漏。


  ⑤. 流(liu)量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)。通過對介質流(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang),判斷(duan)管(guan)道系統(tong)的(de)(de)運行情況和管(guan)網有(you)無(wu)泄(xie)漏。


  ⑥. 應力應變測量。測定管子的疲勞狀(zhuang)態等。

 

  ⑦. 不銹鋼(gang)管道壁(bi)厚測(ce)量(liang)。通過(guo)測(ce)厚儀(yi)測(ce)定管子的腐蝕(shi)、磨損(sun)量(liang)、減薄情況。


通過上述觀察(cha)測量,隨(sui)時掌(zhang)握不銹(xiu)鋼管道(dao)的運行情況和運行狀(zhuang)態,預測可能產生故(gu)障(zhang)的特點 和部(bu)位(wei),以便確定維(wei)修方案(an)。




三、管道系統的巡回檢查


 使用單(dan)(dan)位(wei)(wei)應(ying)根據(ju)本(ben)單(dan)(dan)位(wei)(wei)工(gong)藝流程(cheng)和(he)(he)各裝置單(dan)(dan)元(yuan)分布情況(kuang)劃分區域,明確職責,做到每(mei)條不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)線、每(mei)個(ge)閥門、每(mei)個(ge)管(guan)架(jia)等都有(you)專人(ren)負責,不(bu)允許出現(xian)無人(ren)管(guan)轄的管(guan)段(duan)。同(tong)時(shi)要(yao)(yao)制訂嚴格的不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)管(guan)道(dao)系統巡(xun)回(hui)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)制度,明確檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)人(ren)員、檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)時(shi)間、檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)部(bu)位(wei)(wei)、應(ying)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)的項目(mu)(mu),操(cao)作人(ren)員和(he)(he)維修(xiu)人(ren)員均要(yao)(yao)按(an)照(zhao)各自的責任和(he)(he)要(yao)(yao)求定期(qi)按(an)巡(xun)回(hui)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)路線完成每(mei)個(ge)部(bu)位(wei)(wei)、每(mei)個(ge)項目(mu)(mu)的檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha),并做好(hao)巡(xun)回(hui)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)記錄(lu)。尤其是對于新建(jian)裝置或單(dan)(dan)元(yuan),由于可(ke)能存在(zai)設計、制造 和(he)(he)安裝等方(fang)面(mian)的問題(ti),在(zai)運行初期(qi),問題(ti)就會暴露出來(lai),此時(shi)的巡(xun)檢(jian)更為重(zhong)要(yao)(yao),檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)中一旦發現(xian)異(yi)常情況(kuang),應(ying)立即匯報和(he)(he)處(chu)理巡(xun)回(hui)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)(cha)的項目(mu)(mu)主要(yao)(yao)包括以下方(fang)面(mian)。


  ①. 各項工藝操(cao)作指標參數及運行情況。


  ②. 管道、閥門及各管件密封有無泄漏(lou)。


  ③. 防腐保溫(wen)層是否(fou)完好。


  ④. 管(guan)道(dao)振動情況。


  ⑤. 管道(dao)支、吊(diao)架的緊固、腐濁和支承情況:


  ⑥. 管道之間、管道與相鄰(lin)構(gou)件(jian)的(de)磨擦情況:


  ⑦. 安全(quan)閥、壓力表(biao)、溫度計等安全(quan)保護裝置的完好狀況。


  ⑧. 靜(jing)電跨(kua)接、接地設(she)施(shi)、抗腐蝕陰(yin)陽(yang)極等保護設(she)施(shi)的完好狀況。


  其中(zhong)對下列不銹鋼管應特別(bie)加強檢査和維(wei)護:


  ①. 生產流程的要害部位。如加(jia)熱爐(lu)出口、塔底部、反應器底部、高溫高壓(ya)機泵、壓(ya) 縮機的進出口等處的管道(dao)。


  ②. 輸送易(yi)燃、易(yi)爆、有毒(du)或腐蝕(shi)性介質的管道。


  ③. 管道的底部(bu)和彎頭等最易發生腐蝕(shi)和磨損的部(bu)位。


  ④. 管道上易被(bei)忽視的部位(wei)以及易痤為“盲腸”的部位(wei)。


  ⑤. 工作(zuo)條(tiao)件苛刻、承(cheng)受交變應(ying)力的管道。


壓力管道巡回檢查項目和內容見表 5-1 。


表 1.jpg


 如遇到(dao)下列情(qing)況之一(yi),操作人員(yuan)應立(li)鄧(deng)采取緊急措施,避(bi)免更(geng)大事故的發生,同時(shi)向 上級(ji)有關(guan)部門報告。


  ①. 管道超溫、超壓、過冷(leng),經處(chu)理仍(reng)然(ran)無效.


  ②. 管道發生泄漏或破裂,危及安(an)全生產:


  ③. 發生火災、爆炸(zha)或相鄰(lin)設(she)備(bei)和不(bu)銹鋼管(guan)道發生事故直接危及管(guan)道安全運行。



四、管道的維護保養(yang)


維護(hu)保(bao)養工作(zuo)是延(yan)長(chang)不銹鋼壓力管道使用周期的(de)基礎。維護(hu)保(bao)養的(de)主(zhu)要內容就(jiu)是日常的(de)維護(hu)保(bao)養措施。


  ①. 要經常檢查(cha)壓力(li)管道的防腐措施保證其完好無損。


  ②. 閥門的操作機構(gou)要定期(qi)進行活動,保證還其開關(guan)靈活。


  ③. 安全閥、壓力表要確保(bao)其靈(ling)敏,準(zhun)確,并按(an)時進(jin)行檢查和校驗。


  ④. 要定期檢查(cha)緊固螺栓,做(zuo)到(dao)齊全(quan)、不銹蝕、絲(si)扣完整、連接可(ke)靠。


  ⑤. 壓(ya)力管道因(yin)(yin)外(wai)界因(yin)(yin)素(su)產生較大振(zhen)動時(shi),應采取(qu)隔(ge)斷振(zhen)源(yuan)、加強支承等減振(zhen)措(cuo)(cuo)施。 發(fa)現摩擦等情(qing)況應及(ji)時(shi)采取(qu)措(cuo)(cuo)施。


  ⑥. 靜電跨(kua)接、接地(di)裝置(zhi)要保(bao)持良好、完整,及時消除缺陷,防(fang)止(zhi)故障(zhang)的發生。


  ⑦. 停用的壓(ya)力管(guan)道應排除(chu)內部(bu)的腐(fu)(fu)蝕性(xing)介質,并(bing)進(jin)行置換、清洗和干(gan)燥,必要(yao)時用氮氣保(bao)(bao)護(hu)。外表面應涂刷防(fang)腐(fu)(fu)油(you)漆,防(fang)止環(huan)境因素腐(fu)(fu)蝕。對有(you)保(bao)(bao)溫層的管(guan)道,要(yao)注意保(bao)(bao)溫層下(xia)的防(fang)腐(fu)(fu)和支座處的防(fang)腐(fu)(fu)。


  ⑧. 及時消除跑、冒、滴、漏。


  ⑨. 高(gao)溫(wen)管(guan)道,在開工升溫(wen)過程中(zhong)需對管(guan)道法蘭連接(jie)螺栓進(jin)行(xing)熱緊(jin);對低溫(wen)管(guan)道,在降溫(wen)過程中(zhong)需進(jin)行(xing)冷緊(jin)。



五、定點測厚


  隨著各石(shi)化(hua)企業加(jia)工原油重(zhong)質化(hua)、多樣化(hua)及(ji)高(gao)硫高(gao)酸的趨(qu)勢日益加(jia)重(zhong),為了(le)保證生產(chan)裝置管(guan)(guan)道(dao)的完好運行(xing),對(dui)重(zhong)要的不(bu)銹鋼壓(ya)力管(guan)(guan)道(dao)進行(xing)定點測(ce)厚,依靠(kao)大量的數據(ju)來判斷管(guan)(guan)道(dao)的腐蝕狀況和剩余(yu)壽(shou)命(ming),并(bing)及(ji)時消除事(shi)故隱(yin)患,對(dui)防止發生壓(ya)力管(guan)(guan)道(dao)安全事(shi)故是十分有效的手(shou)段之一。定點測(ce)厚主要針對(dui)管(guan)(guan)道(dao)的均勻腐蝕和沖刷腐蝕相對(dui)監測(ce)效果較好。


 1. 不銹(xiu)鋼(gang)管布點原則(ze)


  ①. 定點測(ce)厚(hou)布點應根據工藝(yi)流程、操作條(tiao)件、介質(zhi)的腐(fu)蝕(shi)性(xing)及以往的腐(fu)蝕(shi)檢(jian)查情況(kuang)確定。


  ②. 在腐蝕突(tu)出的部(bu)位設置固定的監測(ce)點(dian)(dian),考慮現場(chang)實(shi)際情況,一般將測(ce)厚(hou)點(dian)(dian)選在檢測(ce)人員容易操作(zuo)的位置(腐蝕較嚴重和(he)需特別重視的部(bu)位除外)


  ③. 定(ding)點(dian)測(ce)厚布點(dian)必須有明顯的標記,以保(bao)證數據(ju)的真實性,有保(bao)溫的管道(dao)應安(an)裝(zhuang)可拆卸式(shi)保(bao)溫罩。


  ④. 定(ding)點測(ce)厚布點應優先考(kao)慮(lv)彎(wan)頭、大(da)小頭、三通、集(ji)合(he)管、盲腸死角及噴嘴(zui)、閥門、孔板等附近易腐蝕和(he)易沖蝕部位(wei),直管段可酌(zhuo)情考(kao)慮(lv),常見結構的布點位(wei)置參考(kao)圖5-1。


  ⑤. 對于介質腐蝕性較強的管道,當直管段長(chang)度大于20米時(shi),一般(ban)縱向安排3處(chu)測(ce)厚點,長(chang)度為10-20m時(shi),一般(ban)安排2處(chu),小于10m時(shi)可(ke)安排1處(chu)。


  ⑥. 水平(ping)直管(guan)段同一截面處原則上(shang)安排4個(ge)測厚(hou)點(dian),管(guan)徑(jing)較(jiao)小(xiao)時可在腐蝕可能嚴重的部位安排1處。


 2. 不銹鋼(gang)管測厚頻(pin)率(lv)


  ①. 定點(dian)(dian)測(ce)厚原(yuan)則(ze)上(shang)每6個月檢(jian)測(ce)一次(ci),然后(hou)根據(ju)腐(fu)蝕速(su)率(毫米(mi)/年,m/a )適當增減頻次(ci)。腐(fu)蝕速(su)率最近2次(ci)所測(ce)某點(dian)(dian)的差(cha)值(zhi)/間隔時間。


  ②. 當(dang)腐蝕速率小于0.1mm/a時,可(ke)延長至每年(nian)進行一次測厚。


  ③. 當腐蝕速率在0.3-0.5mm/a時,應縮減至每3個月進行(xing)一次測厚。


  ④. 當腐蝕速率大于0.5mm/a時,應對該管(guan)道(dao)進行監控,根據具體情況適(shi)當增(zeng)加測厚(hou)布點和測厚(hou)頻次。


  ⑤. 當工藝條件發生較大變(bian)動時,在發生變(bian)動3個月后應進(jin)行一次測厚


  ⑥. 裝(zhuang)置(zhi)停工檢修(xiu)期(qi)間應對(dui)所有的定點測厚布點進行(xing)常溫測厚。


圖 1.jpg


 3. 測厚的(de)基本(ben)要求


  ①. 測厚(hou)(hou)工作應確保定點,要數據準(zhun)確,測厚(hou)(hou)儀器精(jing)度不應低于(yu)±0.1mm。


  ②. 每次(ci)測(ce)(ce)厚時(shi)應及時(shi)記錄,如(ru)(ru)發現與上次(ci)測(ce)(ce)厚結果相差較大時(shi),應首先核(he)對數據準確(que)性(xing),并重新進行測(ce)(ce)厚。如(ru)(ru)確(que)認無誤,應認真分析原因(yin)并提出(chu)處(chu)理意見。


  ③. 對于腐蝕(shi)減薄量(liang)較大的(de)(de)不銹鋼(gang)管道(dao),應按照有關標(biao)準進(jin)行剩余壽(shou)命的(de)(de)估(gu)算,剩余壽(shou)命的(de)(de)可靠程度取決于測厚數(shu)據的(de)(de)準確性且只能用(yong)于均勻腐蝕(shi),只宜參考,不宜作為判廢依據。