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(gong)藝指標(biao)的控制


1. 操作壓力和操作溫度


  操(cao)作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)(li)和(he)(he)(he)操(cao)作(zuo)溫度(du)是(shi)(shi)不銹(xiu)(xiu)鋼壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)(dao)使用過程兩個最重(zhong)要的(de)(de)工藝控制(zhi)指標,是(shi)(shi)管(guan)道(dao)(dao)(dao)設(she)計、選材(cai)、制(zhi)造和(he)(he)(he)安裝的(de)(de)主要依據。只有(you)在安全(quan)(quan)操(cao)作(zuo)規程中規定的(de)(de)控制(zhi)指標內運行(xing),才能(neng)保證不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)使用安全(quan)(quan)。操(cao)作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)(li)和(he)(he)(he)操(cao)作(zuo)溫度(du)的(de)(de)控制(zhi)要點是(shi)(shi)保證管(guan)道(dao)(dao)(dao)不超(chao)過最高工作(zuo)壓(ya)(ya)力(li)(li)和(he)(he)(he)極限(xian)工作(zuo)溫度(du)。超(chao)溫超(chao)壓(ya)(ya)將導(dao)致管(guan)壁應力(li)(li)值的(de)(de)增(zeng)加或材(cai)料機械強度(du)的(de)(de)下(xia)降,尤(you)其是(shi)(shi)在焊(han)縫和(he)(he)(he)法蘭、彎(wan)頭、閥門(men)、異徑(jing)管(guan)等幾何(he)結構不連續處的(de)(de)局部(bu)應力(li)(li)和(he)(he)(he)峰值應力(li)(li)會(hui)大幅度(du)增(zeng)加,成為疲(pi)勞(lao)破壞(huai)的(de)(de)源頭。過低的(de)(de)操(cao)作(zuo)溫度(du)則將引(yin)起材(cai)料韌(ren)性下(xia)降,從(cong)而有(you)可能(neng)導(dao)致脆(cui)性破壞(huai)。



 2. 交變(bian)載荷(he)的控制(zhi)


 在(zai)(zai)反復交(jiao)(jiao)變(bian)載(zai)荷的(de)作用下,不銹(xiu)鋼管(guan)道將(jiang)生(sheng)產(chan)疲(pi)勞破壞(huai)。壓力(li)管(guan)道的(de)疲(pi)勞破壞(huai)主要(yao)是屬于金屬的(de)低(di)周疲(pi)勞,其特點是應(ying)力(li)較大而變(bian)頻率較低(di)。在(zai)(zai)幾何結構不連續的(de)地方(fang)和焊縫(feng)附近存在(zai)(zai)應(ying)力(li)集(ji)中,有的(de)可能達到甚至超過材料(liao)的(de)屈服(fu)極限。這些應(ying)力(li)如果交(jiao)(jiao)變(bian)地加載(zai)與卸載(zai),將(jiang)會使受(shou)力(li)最(zui)大的(de)部位(wei)產(chan)生(sheng)塑(su)變(bian)并逐(zhu)漸(jian)發展為細微的(de)裂紋。隨著(zhu)應(ying)力(li)周期變(bian)化,裂紋將(jiang)逐(zhu)步擴展,最(zui)后導致破壞(huai)。管(guan)道交(jiao)(jiao)變(bian)應(ying)力(li)產(chan)生(sheng)的(de)因(yin)素(su)主要(yao)有以下方(fang)面


  ①. 因間(jian)斷(duan)輸送介質而對(dui)管道反復地增壓和卸壓、升溫和降(jiang)溫。


  ②. 運行中壓力波(bo)動(dong)較大。


  ③. 運行中溫(wen)度(du)(du)發生周(zhou)期性變(bian)化,產生管壁溫(wen)度(du)(du)應力的反(fan)復變(bian)化。


  ④. 因其他設備、支撐的交(jiao)變(bian)外(wai)力和受迫振動


 為了防止不銹鋼(gang)管道的(de)(de)疲勞破壞,應保證平穩操作,盡量避(bi)免(mian)不必(bi)要的(de)(de)頻繁的(de)(de)加壓和(he)卸壓,避(bi)免(mian)過(guo)大的(de)(de)壓力和(he)溫度波動。


3. 腐蝕介質含量控制(zhi)


  原料(liao)性質的(de)惡劣(lie)及(ji)腐蝕(shi)(shi)(shi)介質含(han)量對(dui)不銹鋼壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道的(de)危害很(hen)大,在(zai)用(yong)壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道對(dui)腐蝕(shi)(shi)(shi)介質含(han)量及(ji)工況應有嚴格的(de)工藝指標進(jin)行監控。對(dui)于高(gao)(gao)強鋼壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道,當二(er)(er)氧化(hua)硫含(han)量超過一定值(zhi),并在(zai)伴有水分(fen)的(de)情(qing)況下,就大大增加了管(guan)(guan)(guan)壁產生應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)開裂(lie)的(de)可能性。尤其當焊縫(feng)的(de)硬度值(zhi)偏高(gao)(gao)時,如二(er)(er)氧化(hua)硫超標,極易(yi)導(dao)致焊縫(feng)的(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)(shi)(shi)。此外,腐蝕(shi)(shi)(shi)介質的(de)成(cheng)分(fen)、 氣液相狀態的(de)不同(tong)、流速差異等都會影(ying)響到管(guan)(guan)(guan)道腐蝕(shi)(shi)(shi)失效(xiao)的(de)程度。總之,不銹鋼壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道介質成(cheng)分(fen)的(de)控制(zhi)是壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)(guan)(guan)道運行控制(zhi)中重(zhong)要的(de)內容之一,對(dui)于介質超標等違反工藝操作規(gui)程的(de)行為(wei),使用(yong)單位必須(xu)做出明確(que)規(gui)定,堅(jian)決制(zhi)止。


  在運(yun)(yun)(yun)行(xing)過程中(zhong),操(cao)作人員應嚴(yan)格(ge)控制工藝指(zhi)標,正確操(cao)作,嚴(yan)禁超壓、超溫(wen)運(yun)(yun)(yun)行(xing)。加(jia)載(zai)和卸載(zai)的(de)速度(du)不能(neng)過快,高溫(wen)或低溫(wen)(-20℃以(yi)下)條件(jian)下運(yun)(yun)(yun)行(xing)的(de)管道(dao)(dao),加(jia)熱或冷(leng)卻(que)應緩慢進行(xing)。管道(dao)(dao)運(yun)(yun)(yun)行(xing)時(shi),應盡量避免壓力和溫(wen)度(du)的(de)大幅度(du)波動,盡量減(jian)少管道(dao)(dao)的(de)開停次數,并嚴(yan)格(ge)控制介質組(zu)分。




二(er)、管道(dao)系統的診斷方法


 管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)在各種外力、輸送介質和(he)周圍環境因素的(de)作用下(xia),逐漸產生變形(xing)、磨損、腐 蝕(shi)、泄(xie)漏和(he)振動,從而影響(xiang)(xiang)管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)整體性(xing)能。管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)診斷就是在管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)正(zheng)常(chang)運行(xing)過程中,或基本(ben)不影響(xiang)(xiang)管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)正(zheng)常(chang)運行(xing)的(de)情(qing)況下(xia),通過觀察(cha)、測(ce)試來掌握系(xi)統(tong)(tong)的(de)運行(xing)狀況,判斷可能產生故障(zhang)的(de)部位,預報信息,安排計劃,進行(xing)維修的(de)一項綜合技術,防(fang)患于事故發生前。


管道系統的診斷方法如下。


  ①. 直接觀(guan)察(cha)。通過現場觀(guan)察(cha),獲得第一手資(zi)料,這種方法依賴于(yu)操作者的(de)豐富經驗(yan), 并借助于(yu)一定的(de)儀器(qi),常(chang)用于(yu)跑、冒、滴、漏的(de)診斷。


  ②. 振(zhen)動、噪聲觀測(ce)。通過觀測(ce)發生(sheng)(sheng)異(yi)常的振(zhen)動、噪聲現象,預測(ce)其發生(sheng)(sheng)的部位和影響的范圍(wei)。


  ③. 溫(wen)(wen)度(du)測量。通(tong)過對介(jie)質溫(wen)(wen)度(du)和(he)保(bao)溫(wen)(wen)層表面溫(wen)(wen)度(du)的測量,判斷管道(dao)系(xi)統的運(yun)行情況和(he)保(bao)溫(wen)(wen)效果。


  ④. 壓(ya)力測量。通(tong)過對介(jie)質壓(ya)力的(de)測量,判斷管道系統的(de)運行情況和管網有無泄漏。


  ⑤. 流(liu)量測量。通過對介(jie)質流(liu)量的測量,判斷管道系統的運行情況和(he)管網有無泄漏。


  ⑥. 應力應變測(ce)量(liang)。測(ce)定管子的疲勞(lao)狀(zhuang)態等(deng)。

 

  ⑦. 不銹鋼(gang)管(guan)道壁厚(hou)(hou)測(ce)量。通過測(ce)厚(hou)(hou)儀測(ce)定管(guan)子的腐蝕(shi)、磨(mo)損量、減薄情況(kuang)。


通(tong)過上述觀察測量,隨時掌握不銹鋼管道的運行情況和運行狀態(tai),預測可能產生故(gu)障的特(te)點(dian) 和部位,以便確定維修方案。




三(san)、管(guan)道(dao)系統的巡回檢查


 使用單(dan)(dan)(dan)位(wei)(wei)應(ying)根據本單(dan)(dan)(dan)位(wei)(wei)工藝流(liu)程和(he)(he)各(ge)(ge)裝置(zhi)單(dan)(dan)(dan)元分布情(qing)況劃(hua)分區(qu)域,明確職(zhi)責(ze)(ze),做到每(mei)(mei)條不銹鋼管(guan)線(xian)、每(mei)(mei)個(ge)閥(fa)門、每(mei)(mei)個(ge)管(guan)架等都有專人(ren)負責(ze)(ze),不允許出(chu)(chu)現(xian)無人(ren)管(guan)轄的(de)管(guan)段。同時要(yao)制訂(ding)嚴格的(de)不銹鋼管(guan)管(guan)道系(xi)統巡(xun)回檢(jian)查(cha)(cha)(cha)制度,明確檢(jian)查(cha)(cha)(cha)人(ren)員(yuan)、檢(jian)查(cha)(cha)(cha)時間(jian)、檢(jian)查(cha)(cha)(cha)部位(wei)(wei)、應(ying)檢(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)項(xiang)目,操作人(ren)員(yuan)和(he)(he)維修人(ren)員(yuan)均要(yao)按照(zhao)各(ge)(ge)自的(de)責(ze)(ze)任和(he)(he)要(yao)求定期按巡(xun)回檢(jian)查(cha)(cha)(cha)路(lu)線(xian)完(wan)成每(mei)(mei)個(ge)部位(wei)(wei)、每(mei)(mei)個(ge)項(xiang)目的(de)檢(jian)查(cha)(cha)(cha),并(bing)做好(hao)巡(xun)回檢(jian)查(cha)(cha)(cha)記錄(lu)。尤(you)其是對于新建(jian)裝置(zhi)或單(dan)(dan)(dan)元,由于可能存(cun)在(zai)設(she)計、制造(zao) 和(he)(he)安裝等方面的(de)問(wen)題(ti),在(zai)運行(xing)初期,問(wen)題(ti)就會暴(bao)露出(chu)(chu)來,此(ci)時的(de)巡(xun)檢(jian)更為重要(yao),檢(jian)查(cha)(cha)(cha)中(zhong)一旦發(fa)現(xian)異常(chang)情(qing)況,應(ying)立即匯報和(he)(he)處理(li)巡(xun)回檢(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)項(xiang)目主要(yao)包括以(yi)下方面。


  ①. 各(ge)項工藝操作指(zhi)標參(can)數及運行(xing)情(qing)況(kuang)。


  ②. 管道、閥(fa)門及各管件密(mi)封有無(wu)泄漏。


  ③. 防腐保溫層是否完好。


  ④. 管(guan)道振(zhen)動情況(kuang)。


  ⑤. 管道支、吊架的緊(jin)固、腐濁和支承情況:


  ⑥. 管道之間、管道與相鄰構件(jian)的磨(mo)擦(ca)情(qing)況:


  ⑦. 安(an)(an)全閥、壓力表、溫度計等(deng)安(an)(an)全保護裝置(zhi)的完(wan)好(hao)狀況。


  ⑧. 靜電(dian)跨接、接地設施、抗腐(fu)蝕陰(yin)陽(yang)極等保護設施的完好(hao)狀況。


  其中對下列不銹鋼(gang)管應特別加強檢査(cha)和(he)維護(hu):


  ①. 生(sheng)產(chan)流程的(de)要害部(bu)位。如(ru)加熱爐出口、塔底(di)部(bu)、反應器底(di)部(bu)、高溫高壓(ya)機泵、壓(ya) 縮機的(de)進(jin)出口等處的(de)管道。


  ②. 輸送(song)易燃、易爆、有(you)毒(du)或腐蝕性介質的管道。


  ③. 管道(dao)的(de)底部和(he)彎頭等最易(yi)發生(sheng)腐(fu)蝕和(he)磨(mo)損的(de)部位。


  ④. 管道上易被忽視的部(bu)位以及(ji)易痤(cuo)為(wei)“盲(mang)腸”的部(bu)位。


  ⑤. 工作(zuo)條件苛刻、承受交變應力的管道。


壓力管(guan)道巡(xun)回檢查(cha)項目和(he)內容見表 5-1 。


表 1.jpg


 如(ru)遇(yu)到(dao)下(xia)列(lie)情況(kuang)之(zhi)一,操作人員應立(li)鄧(deng)采取(qu)緊急措施,避免更大事故的發生,同時(shi)向 上級有關部門報告(gao)。


  ①. 管道超(chao)溫、超(chao)壓、過冷,經處理仍然無(wu)效.


  ②. 管(guan)道(dao)發生泄漏或破裂,危及安(an)全生產:


  ③. 發生火災、爆炸或(huo)相鄰設備(bei)和(he)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)道(dao)發生事故直接危(wei)及管(guan)(guan)道(dao)安全運行(xing)。



四、管道的維護保養


維(wei)護保養(yang)(yang)工作是延長不銹鋼(gang)壓力管(guan)道使用周期(qi)的(de)基礎(chu)。維(wei)護保養(yang)(yang)的(de)主要內容就是日常的(de)維(wei)護保養(yang)(yang)措施。


  ①. 要經常檢查(cha)壓力(li)管道(dao)的防腐措施保證其完好(hao)無損。


  ②. 閥門的操作機構要定(ding)期(qi)進(jin)行活(huo)動,保證還其開關靈活(huo)。


  ③. 安(an)全閥、壓力表要(yao)確保其靈敏,準確,并(bing)按(an)時進行檢(jian)查和(he)校驗。


  ④. 要定(ding)期檢(jian)查緊固螺栓,做到齊全、不(bu)銹蝕、絲(si)扣完整(zheng)、連接可靠(kao)。


  ⑤. 壓力管道因外界因素產生較大振(zhen)動(dong)時,應采取隔斷(duan)振(zhen)源、加強(qiang)支(zhi)承等(deng)減振(zhen)措施(shi)。 發現摩擦等(deng)情況應及時采取措施(shi)。


  ⑥. 靜(jing)電跨接、接地裝置要保(bao)持良好、完整,及時消除缺陷(xian),防止故障的(de)發(fa)生。


  ⑦. 停用的(de)壓力管道(dao)應(ying)排除內(nei)部的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕性介質(zhi),并進行置換(huan)、清洗和(he)干燥(zao),必要時用氮氣保(bao)護。外表面應(ying)涂刷防(fang)腐(fu)(fu)(fu)油漆,防(fang)止(zhi)環境因素腐(fu)(fu)(fu)蝕。對有保(bao)溫層的(de)管道(dao),要注(zhu)意保(bao)溫層下(xia)的(de)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)和(he)支座處的(de)防(fang)腐(fu)(fu)(fu)。


  ⑧. 及時消除跑、冒(mao)、滴(di)、漏。


  ⑨. 高溫(wen)管(guan)道(dao),在開工(gong)升溫(wen)過程中需對管(guan)道(dao)法蘭(lan)連(lian)接螺栓進行熱(re)緊;對低(di)溫(wen)管(guan)道(dao),在降溫(wen)過程中需進行冷(leng)緊。



五、定點(dian)測厚


  隨著各石化企(qi)業加(jia)工原油重(zhong)質化、多樣化及(ji)高(gao)硫高(gao)酸(suan)的(de)趨(qu)勢日(ri)益(yi)加(jia)重(zhong),為(wei)了保證生(sheng)產裝置管(guan)道的(de)完(wan)好(hao)運行,對重(zhong)要(yao)的(de)不(bu)銹鋼(gang)壓(ya)力管(guan)道進(jin)行定(ding)(ding)點測厚,依(yi)靠(kao)大量的(de)數據來判斷管(guan)道的(de)腐(fu)蝕狀況和剩余壽命,并及(ji)時(shi)消除(chu)事(shi)故隱患,對防止發生(sheng)壓(ya)力管(guan)道安全(quan)事(shi)故是(shi)十分有效的(de)手段之一(yi)。定(ding)(ding)點測厚主要(yao)針對管(guan)道的(de)均勻腐(fu)蝕和沖刷腐(fu)蝕相對監測效果較好(hao)。


 1. 不銹鋼管(guan)布點(dian)原則(ze)


  ①. 定點(dian)(dian)測(ce)厚布點(dian)(dian)應(ying)根據工藝流程、操作條件、介質的(de)腐蝕(shi)性及以往的(de)腐蝕(shi)檢查情況確定。


  ②. 在腐蝕突出的(de)部位設置固定(ding)的(de)監測點(dian),考(kao)慮現場實際(ji)情(qing)況,一般將測厚(hou)點(dian)選(xuan)在檢(jian)測人員容易操作的(de)位置(腐蝕較嚴重和需特別重視的(de)部位除外(wai))


  ③. 定點測(ce)厚(hou)布點必須有明(ming)顯的(de)標記,以保(bao)證數據的(de)真(zhen)實性,有保(bao)溫的(de)管(guan)道應安(an)裝可拆卸式(shi)保(bao)溫罩。


  ④. 定點測厚布點應優先考(kao)慮彎頭、大小頭、三通、集合管、盲腸死角及噴嘴、閥(fa)門(men)、孔板等附近(jin)易(yi)(yi)腐(fu)蝕和(he)易(yi)(yi)沖蝕部位,直管段(duan)可酌情考(kao)慮,常見結(jie)構的布點位置參考(kao)圖5-1。


  ⑤. 對于介質腐蝕性較強的管道,當直管段(duan)長(chang)度大于20米(mi)時,一(yi)般(ban)縱向安(an)排(pai)3處測厚(hou)點,長(chang)度為10-20m時,一(yi)般(ban)安(an)排(pai)2處,小(xiao)于10m時可安(an)排(pai)1處。


  ⑥. 水平直管段同(tong)一(yi)截面處原則(ze)上安排4個測厚點,管徑(jing)較小時可在腐蝕(shi)可能(neng)嚴重的部位安排1處。


 2. 不(bu)銹鋼管測厚(hou)頻率


  ①. 定點測厚原則上每6個月(yue)檢測一(yi)次(ci),然后(hou)根(gen)據腐蝕速(su)率(lv)(毫米/年,m/a )適(shi)當增(zeng)減(jian)頻次(ci)。腐蝕速(su)率(lv)最近(jin)2次(ci)所測某(mou)點的差值/間隔時間。


  ②. 當腐蝕速率(lv)小于0.1mm/a時,可延長至每(mei)年(nian)進行一次測厚。


  ③. 當腐蝕(shi)速率在(zai)0.3-0.5mm/a時,應縮(suo)減(jian)至每3個月進行一(yi)次測厚。


  ④. 當腐蝕速率大于(yu)0.5mm/a時,應對該管道進(jin)行監控,根據(ju)具體情況適當增加測厚布點和測厚頻(pin)次。


  ⑤. 當(dang)工藝(yi)條件(jian)發(fa)生較大變動(dong)(dong)時,在發(fa)生變動(dong)(dong)3個月后應進行一次(ci)測厚


  ⑥. 裝置停工檢修期(qi)間應對所有的定(ding)點(dian)測(ce)厚布點(dian)進行常溫測(ce)厚。


圖 1.jpg


 3. 測厚的基本要求


  ①. 測厚(hou)工作應確保(bao)定(ding)點,要數據準確,測厚(hou)儀(yi)器精(jing)度不應低于±0.1mm。


  ②. 每次(ci)測厚(hou)時應及時記錄,如(ru)發現(xian)與上(shang)次(ci)測厚(hou)結(jie)果相差較大時,應首先(xian)核對數(shu)據準確(que)性(xing),并重新進(jin)行測厚(hou)。如(ru)確(que)認無(wu)誤,應認真分析原因(yin)并提出(chu)處理意見。


  ③. 對于(yu)腐蝕(shi)減(jian)薄量較大的(de)(de)不(bu)銹鋼管(guan)道,應(ying)按照有關標準進行(xing)剩余(yu)(yu)壽命的(de)(de)估算,剩余(yu)(yu)壽命的(de)(de)可靠程度取(qu)決于(yu)測厚數據(ju)的(de)(de)準確性且只(zhi)能(neng)用于(yu)均勻腐蝕(shi),只(zhi)宜參(can)考,不(bu)宜作為判廢依據(ju)。