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、工藝指標的控制


1. 操(cao)作壓力和操(cao)作溫(wen)度


  操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)壓力和(he)(he)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)是(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼壓力管(guan)(guan)(guan)道(dao)使(shi)用過程兩個最重(zhong)要的(de)(de)工藝(yi)控制指標,是(shi)管(guan)(guan)(guan)道(dao)設(she)計、選材、制造和(he)(he)安裝的(de)(de)主(zhu)要依(yi)據。只有(you)在安全操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)規程中(zhong)規定的(de)(de)控制指標內運行,才(cai)能(neng)保證不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)使(shi)用安全。操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)壓力和(he)(he)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)控制要點(dian)是(shi)保證管(guan)(guan)(guan)道(dao)不(bu)超過最高工作(zuo)(zuo)壓力和(he)(he)極限工作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)。超溫(wen)(wen)超壓將(jiang)導(dao)致(zhi)管(guan)(guan)(guan)壁應力值(zhi)的(de)(de)增加或材料(liao)機(ji)械強度(du)(du)(du)的(de)(de)下(xia)降,尤其是(shi)在焊縫和(he)(he)法蘭、彎頭、閥門、異徑(jing)管(guan)(guan)(guan)等幾何(he)結(jie)構不(bu)連續處的(de)(de)局(ju)部應力和(he)(he)峰值(zhi)應力會(hui)大幅度(du)(du)(du)增加,成為疲勞破壞的(de)(de)源頭。過低的(de)(de)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)則將(jiang)引起材料(liao)韌性下(xia)降,從而有(you)可能(neng)導(dao)致(zhi)脆性破壞。



 2. 交變載荷的控制


 在(zai)反復交變(bian)(bian)載(zai)荷的(de)作用下,不銹鋼管(guan)道將生(sheng)產(chan)疲勞(lao)破壞。壓力(li)管(guan)道的(de)疲勞(lao)破壞主要(yao)是(shi)屬于金屬的(de)低周疲勞(lao),其特(te)點是(shi)應(ying)力(li)較(jiao)大(da)(da)而變(bian)(bian)頻(pin)率較(jiao)低。在(zai)幾(ji)何結構不連(lian)續的(de)地方(fang)和焊(han)縫(feng)附近存在(zai)應(ying)力(li)集(ji)中,有的(de)可能(neng)達到(dao)甚(shen)至超過材料(liao)的(de)屈服極(ji)限。這(zhe)些應(ying)力(li)如果交變(bian)(bian)地加載(zai)與卸載(zai),將會使受力(li)最(zui)大(da)(da)的(de)部位產(chan)生(sheng)塑(su)變(bian)(bian)并(bing)逐漸(jian)發展(zhan)為細微的(de)裂紋(wen)。隨著應(ying)力(li)周期變(bian)(bian)化,裂紋(wen)將逐步擴展(zhan),最(zui)后(hou)導(dao)致破壞。管(guan)道交變(bian)(bian)應(ying)力(li)產(chan)生(sheng)的(de)因(yin)素主要(yao)有以下方(fang)面(mian)


  ①. 因(yin)間斷輸送介質而對管道(dao)反復地增壓和卸壓、升溫和降溫。


  ②. 運行中壓力(li)波動較(jiao)大。


  ③. 運行中溫(wen)度(du)發生周期性變化,產(chan)生管壁溫(wen)度(du)應力的(de)反復變化。


  ④. 因其他設備、支撐的交(jiao)變外力和受(shou)迫振動


 為了防止不銹(xiu)鋼管道的疲勞破壞,應(ying)保證平穩操作(zuo),盡量(liang)避(bi)免不必要的頻繁(fan)的加壓(ya)(ya)和卸壓(ya)(ya),避(bi)免過大的壓(ya)(ya)力(li)和溫度波動。


3. 腐蝕介質含量控制


  原料性質的(de)惡(e)劣及腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質含量對不銹鋼壓(ya)力(li)管道(dao)的(de)危害很大,在(zai)用壓(ya)力(li)管道(dao)對腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質含量及工(gong)況應有(you)嚴格的(de)工(gong)藝指標進行監控。對于高強(qiang)鋼壓(ya)力(li)管道(dao),當(dang)(dang)二氧(yang)化硫含量超(chao)過(guo)一定值,并在(zai)伴(ban)有(you)水分(fen)的(de)情況下,就大大增(zeng)加(jia)了管壁產生(sheng)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)開裂的(de)可能性。尤其當(dang)(dang)焊(han)縫的(de)硬度值偏高時,如(ru)二氧(yang)化硫超(chao)標,極(ji)易導致焊(han)縫的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)。此外,腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質的(de)成分(fen)、 氣液相狀態的(de)不同、流速差(cha)異等都(dou)會影響到管道(dao)腐(fu)蝕(shi)(shi)失效的(de)程度。總之(zhi),不銹鋼壓(ya)力(li)管道(dao)介(jie)質成分(fen)的(de)控制(zhi)(zhi)是壓(ya)力(li)管道(dao)運行控制(zhi)(zhi)中(zhong)重要的(de)內容(rong)之(zhi)一,對于介(jie)質超(chao)標等違反工(gong)藝操(cao)作規程的(de)行為,使用單位必須做(zuo)出明確規定,堅決制(zhi)(zhi)止(zhi)。


  在運行過程中(zhong),操(cao)作(zuo)人員應嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)工(gong)藝指標,正確操(cao)作(zuo),嚴(yan)禁超壓、超溫(wen)(wen)運行。加載和卸載的(de)速度(du)不能過快,高溫(wen)(wen)或(huo)低溫(wen)(wen)(-20℃以下)條件下運行的(de)管(guan)道(dao),加熱(re)或(huo)冷卻應緩慢進行。管(guan)道(dao)運行時,應盡量避(bi)免壓力和溫(wen)(wen)度(du)的(de)大(da)幅度(du)波動,盡量減少(shao)管(guan)道(dao)的(de)開(kai)停(ting)次數,并嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)介質(zhi)組分。




二(er)、管道系統的診斷方法


 管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)在各種外力(li)、輸(shu)送(song)介質(zhi)和(he)周圍環境因素的(de)(de)作用下,逐漸產生(sheng)(sheng)變形、磨損、腐 蝕、泄漏(lou)和(he)振動,從而影(ying)響管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)的(de)(de)整體性能(neng)。管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)的(de)(de)診斷就是在管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)正常運行(xing)(xing)過(guo)程中,或基本(ben)不影(ying)響管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)正常運行(xing)(xing)的(de)(de)情況下,通過(guo)觀察、測試來掌握系(xi)統(tong)的(de)(de)運行(xing)(xing)狀況,判斷可能(neng)產生(sheng)(sheng)故障的(de)(de)部位,預(yu)報(bao)信息,安排(pai)計劃(hua),進行(xing)(xing)維(wei)修的(de)(de)一項綜合技術,防患于事(shi)故發生(sheng)(sheng)前。


管道系統(tong)的診斷(duan)方法如下。


  ①. 直接觀察(cha)。通(tong)過(guo)現場觀察(cha),獲得第一(yi)手(shou)資(zi)料,這種方(fang)法依(yi)賴于(yu)操作者的(de)(de)豐富(fu)經驗, 并(bing)借助于(yu)一(yi)定(ding)的(de)(de)儀(yi)器,常用于(yu)跑、冒、滴、漏(lou)的(de)(de)診斷。


  ②. 振動、噪(zao)聲觀(guan)測(ce)。通過觀(guan)測(ce)發生異(yi)常的振動、噪(zao)聲現(xian)象,預測(ce)其發生的部位和影響的范圍。


  ③. 溫(wen)度測量。通過對(dui)介質溫(wen)度和保(bao)溫(wen)層表面溫(wen)度的(de)測量,判斷管道系統的(de)運行情況和保(bao)溫(wen)效果(guo)。


  ④. 壓力測(ce)(ce)量(liang)。通過對介質壓力的測(ce)(ce)量(liang),判斷(duan)管道系統的運行情況(kuang)和管網有無(wu)泄(xie)漏(lou)。


  ⑤. 流量測(ce)量。通(tong)過對介質流量的測(ce)量,判斷管道系(xi)統的運行情(qing)況和(he)管網有無泄漏(lou)。


  ⑥. 應(ying)力應(ying)變測量。測定管(guan)子的疲勞狀態(tai)等。

 

  ⑦. 不(bu)銹鋼(gang)管道(dao)壁厚測(ce)量(liang)。通過測(ce)厚儀測(ce)定管子的腐蝕、磨損(sun)量(liang)、減薄情況。


通過上述(shu)觀(guan)察測量,隨時掌(zhang)握不(bu)銹鋼管道的(de)運(yun)行(xing)(xing)情況和運(yun)行(xing)(xing)狀態(tai),預(yu)測可(ke)能產生故障的(de)特點 和部位,以便(bian)確定維(wei)修方案(an)。




三、管道系統的(de)巡回檢查


 使用單(dan)位(wei)應根據本單(dan)位(wei)工藝流程(cheng)和各裝置單(dan)元分(fen)布情(qing)(qing)況(kuang)劃(hua)分(fen)區域,明確職(zhi)責(ze),做到每(mei)條不銹鋼管線(xian)、每(mei)個閥門(men)、每(mei)個管架等都有專(zhuan)人(ren)負責(ze),不允(yun)許(xu)出(chu)現無人(ren)管轄(xia)的(de)(de)(de)管段。同時要(yao)(yao)制訂嚴(yan)格的(de)(de)(de)不銹鋼管管道系統巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)制度,明確檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)人(ren)員(yuan)、檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)時間、檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)部(bu)位(wei)、應檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)項(xiang)目,操作人(ren)員(yuan)和維(wei)修人(ren)員(yuan)均要(yao)(yao)按照各自(zi)的(de)(de)(de)責(ze)任和要(yao)(yao)求定(ding)期按巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)路線(xian)完成每(mei)個部(bu)位(wei)、每(mei)個項(xiang)目的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha),并(bing)做好(hao)巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)記(ji)錄(lu)。尤其(qi)是對于(yu)新建裝置或單(dan)元,由于(yu)可能(neng)存(cun)在設計、制造 和安裝等方面的(de)(de)(de)問題(ti),在運行初期,問題(ti)就會暴露出(chu)來,此時的(de)(de)(de)巡檢(jian)(jian)更為(wei)重要(yao)(yao),檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)中(zhong)一(yi)旦發(fa)現異常(chang)情(qing)(qing)況(kuang),應立即(ji)匯報和處理巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)項(xiang)目主(zhu)要(yao)(yao)包(bao)括以下方面。


  ①. 各項工(gong)藝(yi)操作(zuo)指標參數(shu)及運行情況。


  ②. 管道、閥門及(ji)各(ge)管件(jian)密封有無(wu)泄漏。


  ③. 防腐保(bao)溫(wen)層(ceng)是否完好。


  ④. 管道振動情況。


  ⑤. 管(guan)道支(zhi)、吊架的緊(jin)固、腐濁和支(zhi)承情況:


  ⑥. 管道之間、管道與(yu)相鄰(lin)構件(jian)的(de)磨擦(ca)情況:


  ⑦. 安(an)全(quan)閥、壓力表、溫度(du)計(ji)等安(an)全(quan)保護裝置的(de)完好狀況(kuang)。


  ⑧. 靜電跨(kua)接、接地(di)設施(shi)、抗腐(fu)蝕陰陽(yang)極等保護設施(shi)的完好狀況。


  其中對下列不銹鋼管(guan)應特(te)別加強檢査和維(wei)護:


  ①. 生產流程的要害部位。如(ru)加(jia)熱爐出(chu)口、塔底部、反(fan)應器底部、高溫高壓(ya)機泵(beng)、壓(ya) 縮機的進(jin)出(chu)口等處的管道。


  ②. 輸送易燃(ran)、易爆(bao)、有毒或(huo)腐蝕性介質的(de)管道。


  ③. 管道(dao)的(de)底部和彎頭(tou)等最易發生腐(fu)蝕和磨(mo)損的(de)部位。


  ④. 管(guan)道上易(yi)被忽視(shi)的(de)部(bu)位以及易(yi)痤為“盲腸”的(de)部(bu)位。


  ⑤. 工作條件苛刻(ke)、承受交變應力的管道。


壓力(li)管道巡(xun)回檢查項目和內容見表 5-1 。


表 1.jpg


 如遇(yu)到下列情況(kuang)之一(yi),操作人員應立鄧采取緊(jin)急措施,避免(mian)更大事故(gu)的發生,同時向 上級有關(guan)部門報告。


  ①. 管道超溫(wen)、超壓(ya)、過冷,經處理(li)仍然無效.


  ②. 管道(dao)發生泄(xie)漏或(huo)破裂,危及安全生產:


  ③. 發生火(huo)災、爆炸(zha)或相鄰設備和不銹鋼管道(dao)發生事(shi)故(gu)直(zhi)接危及(ji)管道(dao)安(an)全運行。



四(si)、管道的(de)維護保養


維護保(bao)養工作是延長不銹鋼壓(ya)力管(guan)道(dao)使用(yong)周期的基礎(chu)。維護保(bao)養的主要內容就是日常的維護保(bao)養措施。


  ①. 要經(jing)常檢(jian)查壓力管(guan)道的防(fang)腐措施保證(zheng)其完好無(wu)損。


  ②. 閥門的(de)操作機構要(yao)定期進行活(huo)動,保證(zheng)還(huan)其開關靈活(huo)。


  ③. 安全閥、壓力表(biao)要確保其(qi)靈敏(min),準(zhun)確,并(bing)按時(shi)進(jin)行檢(jian)查和(he)校(xiao)驗。


  ④. 要定期檢查緊固(gu)螺栓(shuan),做到齊全、不銹蝕、絲扣(kou)完整、連(lian)接可靠。


  ⑤. 壓力管道因(yin)外界因(yin)素產生較大振動時,應(ying)采(cai)取隔斷(duan)振源(yuan)、加強支承等減(jian)振措施。 發現摩擦等情況應(ying)及時采(cai)取措施。


  ⑥. 靜電跨(kua)接(jie)、接(jie)地裝置要保持(chi)良好、完整,及時消(xiao)除缺陷,防止故障的發生(sheng)。


  ⑦. 停用的壓力管道應排除(chu)內部的腐(fu)蝕(shi)(shi)性介質,并進行(xing)置換(huan)、清(qing)洗和(he)干燥(zao),必要時用氮氣保(bao)護。外表面應涂刷防腐(fu)油漆,防止環境因素腐(fu)蝕(shi)(shi)。對有保(bao)溫(wen)層的管道,要注(zhu)意保(bao)溫(wen)層下的防腐(fu)和(he)支(zhi)座處的防腐(fu)。


  ⑧. 及時消(xiao)除跑、冒、滴、漏(lou)。


  ⑨. 高溫管道,在(zai)(zai)開(kai)工升溫過程中需(xu)對管道法蘭(lan)連接螺栓進(jin)行(xing)熱緊;對低溫管道,在(zai)(zai)降溫過程中需(xu)進(jin)行(xing)冷(leng)緊。



五、定點測厚(hou)


  隨(sui)著(zhu)各石化(hua)企(qi)業加工原油重質化(hua)、多樣化(hua)及高硫高酸的(de)趨勢日(ri)益加重,為(wei)了保證生(sheng)產(chan)裝置管(guan)道(dao)(dao)的(de)完好(hao)運(yun)行(xing),對重要的(de)不銹(xiu)鋼壓力管(guan)道(dao)(dao)進行(xing)定點(dian)測(ce)厚,依靠大量(liang)的(de)數(shu)據來判斷管(guan)道(dao)(dao)的(de)腐(fu)蝕狀況(kuang)和剩余壽(shou)命(ming),并及時消(xiao)除事故(gu)(gu)隱患(huan),對防止發生(sheng)壓力管(guan)道(dao)(dao)安全事故(gu)(gu)是(shi)十分(fen)有效的(de)手(shou)段之一。定點(dian)測(ce)厚主要針對管(guan)道(dao)(dao)的(de)均勻腐(fu)蝕和沖刷腐(fu)蝕相對監測(ce)效果較好(hao)。


 1. 不銹鋼管(guan)布點原則


  ①. 定(ding)點測厚(hou)布點應根據(ju)工(gong)藝流程、操作(zuo)條件、介(jie)質的(de)(de)腐蝕(shi)性(xing)及以往的(de)(de)腐蝕(shi)檢查情況(kuang)確定(ding)。


  ②. 在腐蝕突出的部(bu)位(wei)設置(zhi)固定(ding)的監(jian)測點(dian),考慮現場實際情況,一(yi)般將測厚點(dian)選(xuan)在檢測人員(yuan)容易操作的位(wei)置(zhi)(腐蝕較嚴重和需特(te)別重視的部(bu)位(wei)除外)


  ③. 定點(dian)測厚布點(dian)必須有明顯(xian)的(de)(de)標記,以保證數(shu)據的(de)(de)真實性,有保溫的(de)(de)管(guan)道應安裝可拆卸式保溫罩(zhao)。


  ④. 定點測(ce)厚布(bu)點應優先考慮彎頭(tou)、大小頭(tou)、三通(tong)、集合管、盲(mang)腸死角及噴(pen)嘴、閥門、孔板(ban)等附近易腐蝕和易沖蝕部位,直管段(duan)可酌情考慮,常見結構的(de)布(bu)點位置參考圖(tu)5-1。


  ⑤. 對(dui)于介質(zhi)腐蝕性較強的管道,當直(zhi)管段長度大于20米時(shi),一般縱向安排3處(chu)測厚點,長度為10-20m時(shi),一般安排2處(chu),小于10m時(shi)可(ke)安排1處(chu)。


  ⑥. 水平直(zhi)管(guan)段(duan)同(tong)一截面(mian)處原則上(shang)安(an)排4個(ge)測厚(hou)點(dian),管(guan)徑較小時可(ke)在腐蝕可(ke)能嚴(yan)重的部(bu)位安(an)排1處。


 2. 不銹(xiu)鋼管測(ce)厚頻率(lv)


  ①. 定點(dian)測(ce)厚原則上每6個月檢測(ce)一次,然后根據腐(fu)蝕(shi)速(su)率(毫(hao)米/年,m/a )適當增(zeng)減頻次。腐(fu)蝕(shi)速(su)率最近2次所測(ce)某點(dian)的差值(zhi)/間隔(ge)時間。


  ②. 當腐蝕速率(lv)小于0.1mm/a時,可延長至(zhi)每年進行一次測厚(hou)。


  ③. 當腐(fu)蝕速率在0.3-0.5mm/a時,應縮減至(zhi)每3個月進(jin)行一次測(ce)厚。


  ④. 當腐蝕速率大于(yu)0.5mm/a時,應(ying)對該管道進行監控,根(gen)據具體情(qing)況適當增加測(ce)厚(hou)布點和(he)測(ce)厚(hou)頻(pin)次。


  ⑤. 當工藝條(tiao)件(jian)發生較大變動時,在(zai)發生變動3個(ge)月后應進行一次測厚


  ⑥. 裝置停工(gong)檢修期(qi)間應(ying)對所有的定點測厚(hou)布點進(jin)行常溫測厚(hou)。


圖 1.jpg


 3. 測厚的基本(ben)要求


  ①. 測厚工作應確保定點(dian),要(yao)數據準確,測厚儀(yi)器(qi)精度不應低于±0.1mm。


  ②. 每次(ci)(ci)測(ce)厚(hou)時(shi)(shi)應及時(shi)(shi)記(ji)錄(lu),如發(fa)現與上次(ci)(ci)測(ce)厚(hou)結(jie)果(guo)相差(cha)較(jiao)大時(shi)(shi),應首先核(he)對數(shu)據準確性,并重新(xin)進(jin)行測(ce)厚(hou)。如確認無誤,應認真分析原因并提出(chu)處理意見。


  ③. 對于腐(fu)蝕減薄(bo)量較大的(de)(de)(de)不銹鋼管道,應按照有關標準(zhun)進行剩余壽命的(de)(de)(de)估算,剩余壽命的(de)(de)(de)可(ke)靠程(cheng)度取(qu)決(jue)于測厚數據的(de)(de)(de)準(zhun)確性且只能用(yong)于均勻(yun)腐(fu)蝕,只宜(yi)參考,不宜(yi)作為判廢(fei)依據。