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(de)控制


1. 操作(zuo)壓力和操作(zuo)溫度(du)


  操作(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力(li)(li)和操作(zuo)(zuo)(zuo)溫度(du)(du)是(shi)不銹鋼壓(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道使(shi)用過程兩個最重要的(de)(de)工藝控(kong)(kong)制(zhi)指(zhi)標(biao),是(shi)管(guan)道設(she)計、選(xuan)材(cai)、制(zhi)造和安(an)裝的(de)(de)主(zhu)要依據。只有(you)在安(an)全(quan)操作(zuo)(zuo)(zuo)規程中(zhong)規定的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)指(zhi)標(biao)內運行(xing),才能(neng)保證(zheng)不銹鋼管(guan)道的(de)(de)使(shi)用安(an)全(quan)。操作(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力(li)(li)和操作(zuo)(zuo)(zuo)溫度(du)(du)的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)要點是(shi)保證(zheng)管(guan)道不超(chao)過最高工作(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力(li)(li)和極限(xian)工作(zuo)(zuo)(zuo)溫度(du)(du)。超(chao)溫超(chao)壓(ya)(ya)將(jiang)導(dao)致(zhi)管(guan)壁應力(li)(li)值(zhi)的(de)(de)增加或材(cai)料(liao)機(ji)械強度(du)(du)的(de)(de)下(xia)降,尤其是(shi)在焊縫和法蘭、彎頭、閥門、異徑管(guan)等(deng)幾何結構不連續處的(de)(de)局部(bu)應力(li)(li)和峰值(zhi)應力(li)(li)會大(da)幅度(du)(du)增加,成(cheng)為疲(pi)勞破壞的(de)(de)源頭。過低的(de)(de)操作(zuo)(zuo)(zuo)溫度(du)(du)則將(jiang)引(yin)起(qi)材(cai)料(liao)韌性下(xia)降,從而有(you)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)脆性破壞。



 2. 交變載荷的控制


 在(zai)(zai)(zai)反復交變(bian)(bian)(bian)載(zai)荷的(de)(de)(de)作用下(xia),不(bu)銹鋼管(guan)道將(jiang)生產疲勞破壞。壓力(li)(li)管(guan)道的(de)(de)(de)疲勞破壞主要(yao)是屬于金屬的(de)(de)(de)低周疲勞,其特點是應(ying)力(li)(li)較大而變(bian)(bian)(bian)頻率較低。在(zai)(zai)(zai)幾何結構不(bu)連續的(de)(de)(de)地方和焊縫附近(jin)存在(zai)(zai)(zai)應(ying)力(li)(li)集中,有(you)的(de)(de)(de)可能達到甚至超過材料的(de)(de)(de)屈服極限。這些應(ying)力(li)(li)如果(guo)交變(bian)(bian)(bian)地加(jia)載(zai)與卸載(zai),將(jiang)會使受(shou)力(li)(li)最大的(de)(de)(de)部位產生塑(su)變(bian)(bian)(bian)并逐漸(jian)發展為細(xi)微(wei)的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)。隨著應(ying)力(li)(li)周期變(bian)(bian)(bian)化,裂(lie)紋(wen)將(jiang)逐步擴展,最后導致破壞。管(guan)道交變(bian)(bian)(bian)應(ying)力(li)(li)產生的(de)(de)(de)因(yin)素主要(yao)有(you)以(yi)下(xia)方面


  ①. 因間斷(duan)輸(shu)送介(jie)質(zhi)而對管(guan)道反復地(di)增壓和卸壓、升溫和降溫。


  ②. 運(yun)行中(zhong)壓力波動較(jiao)大。


  ③. 運行中溫度發生(sheng)周期性變化,產生(sheng)管壁溫度應力的反(fan)復變化。


  ④. 因其(qi)他(ta)設(she)備、支撐的交(jiao)變外力和(he)受迫(po)振動


 為(wei)了(le)防止不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)道(dao)的疲勞破壞,應保證平穩操(cao)作,盡量(liang)避(bi)免(mian)不(bu)必要的頻繁的加(jia)壓和(he)卸壓,避(bi)免(mian)過大的壓力和(he)溫度波動。


3. 腐(fu)蝕介質(zhi)含量(liang)控制


  原料性質的(de)惡劣及腐蝕(shi)介質含(han)量對不銹(xiu)鋼壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)的(de)危害很大,在用(yong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)對腐蝕(shi)介質含(han)量及工況應(ying)有嚴格(ge)的(de)工藝指標(biao)進行監控(kong)。對于(yu)高強鋼壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao),當二氧化硫含(han)量超過一定(ding)值,并在伴有水(shui)分的(de)情況下,就大大增加了管(guan)壁(bi)產(chan)生應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)開裂的(de)可能(neng)性。尤其(qi)當焊縫(feng)的(de)硬度值偏高時,如(ru)二氧化硫超標(biao),極易(yi)導致焊縫(feng)的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)。此外,腐蝕(shi)介質的(de)成分、 氣液相狀態的(de)不同、流速差異等(deng)都會影響到管(guan)道(dao)腐蝕(shi)失效的(de)程(cheng)度。總之,不銹(xiu)鋼壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)介質成分的(de)控(kong)制是壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)管(guan)道(dao)運行控(kong)制中重要(yao)的(de)內(nei)容(rong)之一,對于(yu)介質超標(biao)等(deng)違(wei)反工藝操作規程(cheng)的(de)行為(wei),使(shi)用(yong)單位必(bi)須(xu)做出明確規定(ding),堅決制止。


  在(zai)運(yun)行過(guo)程中,操(cao)作人員應(ying)嚴格(ge)控制(zhi)工藝(yi)指(zhi)標,正確操(cao)作,嚴禁(jin)超壓、超溫運(yun)行。加載(zai)和(he)(he)卸載(zai)的(de)速度(du)不能過(guo)快,高溫或(huo)低溫(-20℃以下)條(tiao)件下運(yun)行的(de)管道(dao),加熱或(huo)冷卻應(ying)緩慢(man)進行。管道(dao)運(yun)行時,應(ying)盡(jin)量(liang)避免(mian)壓力和(he)(he)溫度(du)的(de)大幅度(du)波動,盡(jin)量(liang)減少管道(dao)的(de)開停次數,并嚴格(ge)控制(zhi)介質(zhi)組分。




二、管道系統的診斷方法


 管(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)在(zai)各種外力、輸送介質和周圍環境因素的(de)(de)(de)作用下,逐(zhu)漸產生變形、磨損、腐 蝕、泄漏和振動,從(cong)而影響(xiang)管(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)整體性能(neng)。管(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)診斷就是在(zai)管(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)正常(chang)運行(xing)過程中,或基本不影響(xiang)管(guan)道(dao)(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)正常(chang)運行(xing)的(de)(de)(de)情況下,通過觀察、測試來掌握(wo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)運行(xing)狀況,判斷可能(neng)產生故障的(de)(de)(de)部(bu)位,預報信息(xi),安排計劃,進(jin)行(xing)維(wei)修的(de)(de)(de)一項綜(zong)合技術,防患于事(shi)故發生前。


管道(dao)系統的(de)診斷方法如(ru)下。


  ①. 直(zhi)接(jie)觀察。通過現場觀察,獲(huo)得第一手資料,這種方(fang)法依賴(lai)于(yu)操作(zuo)者的(de)(de)豐(feng)富(fu)經驗(yan), 并(bing)借(jie)助(zhu)于(yu)一定的(de)(de)儀器,常用于(yu)跑、冒、滴、漏的(de)(de)診斷。


  ②. 振(zhen)動、噪聲(sheng)觀測(ce)(ce)。通過觀測(ce)(ce)發(fa)生異常的(de)振(zhen)動、噪聲(sheng)現象,預測(ce)(ce)其發(fa)生的(de)部位(wei)和影響的(de)范圍。


  ③. 溫(wen)度(du)(du)測(ce)量。通過對介質(zhi)溫(wen)度(du)(du)和(he)(he)保(bao)溫(wen)層表面溫(wen)度(du)(du)的測(ce)量,判斷管道系(xi)統的運行情況(kuang)和(he)(he)保(bao)溫(wen)效果(guo)。


  ④. 壓(ya)(ya)力測量(liang)。通過(guo)對介質壓(ya)(ya)力的(de)測量(liang),判斷(duan)管道系統的(de)運(yun)行情況(kuang)和管網有(you)無(wu)泄漏。


  ⑤. 流量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)。通過對介質流量(liang)(liang)的(de)測(ce)量(liang)(liang),判斷管(guan)道系統的(de)運行(xing)情(qing)況(kuang)和管(guan)網有無泄漏。


  ⑥. 應力應變(bian)測量(liang)。測定管子的疲勞狀態等。

 

  ⑦. 不(bu)銹鋼管(guan)道壁厚測量(liang)。通過測厚儀測定管(guan)子(zi)的(de)腐蝕、磨損量(liang)、減(jian)薄情況。


通(tong)過(guo)上(shang)述觀察測量(liang),隨時掌握不(bu)銹鋼管(guan)道的(de)運行情況和運行狀(zhuang)態,預測可能(neng)產生故障的(de)特(te)點 和部位,以便確(que)定維修方案。




三、管道系(xi)統的巡(xun)回檢查


 使用單(dan)位(wei)應(ying)根據本單(dan)位(wei)工藝(yi)流程和(he)(he)(he)各(ge)裝置(zhi)(zhi)單(dan)元分(fen)布情況劃分(fen)區域,明確職責,做到每條不(bu)銹鋼管(guan)(guan)線、每個閥門、每個管(guan)(guan)架等都有(you)專人負(fu)責,不(bu)允許(xu)出(chu)現(xian)無(wu)人管(guan)(guan)轄的(de)(de)管(guan)(guan)段(duan)。同(tong)時要(yao)制(zhi)訂嚴格的(de)(de)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)道系統巡回檢(jian)(jian)查(cha)(cha)制(zhi)度,明確檢(jian)(jian)查(cha)(cha)人員、檢(jian)(jian)查(cha)(cha)時間、檢(jian)(jian)查(cha)(cha)部位(wei)、應(ying)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)的(de)(de)項目,操作(zuo)人員和(he)(he)(he)維修人員均要(yao)按(an)(an)照各(ge)自的(de)(de)責任和(he)(he)(he)要(yao)求定期按(an)(an)巡回檢(jian)(jian)查(cha)(cha)路線完成每個部位(wei)、每個項目的(de)(de)檢(jian)(jian)查(cha)(cha),并(bing)做好巡回檢(jian)(jian)查(cha)(cha)記錄(lu)。尤其是對于新建(jian)裝置(zhi)(zhi)或單(dan)元,由于可能存在(zai)設計、制(zhi)造 和(he)(he)(he)安裝等方面(mian)的(de)(de)問題(ti),在(zai)運(yun)行初期,問題(ti)就會暴露出(chu)來,此(ci)時的(de)(de)巡檢(jian)(jian)更為重要(yao),檢(jian)(jian)查(cha)(cha)中一旦發現(xian)異常(chang)情況,應(ying)立即匯報和(he)(he)(he)處(chu)理巡回檢(jian)(jian)查(cha)(cha)的(de)(de)項目主要(yao)包(bao)括以下方面(mian)。


  ①. 各項工藝操作指標參數及運行情況。


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


  ③. 防腐保溫層是否完好。


  ④. 管道振動情況。


  ⑤. 管道(dao)支、吊(diao)架的緊固、腐(fu)濁和支承情況(kuang):


  ⑥. 管道之(zhi)間(jian)、管道與相鄰構件的磨擦情況:


  ⑦. 安(an)全(quan)閥(fa)、壓力表(biao)、溫度(du)計(ji)等(deng)安(an)全(quan)保(bao)護(hu)裝置的完好狀況。


  ⑧. 靜電跨接、接地設(she)施(shi)、抗腐蝕(shi)陰陽極(ji)等保護設(she)施(shi)的完(wan)好狀況。


  其中對下列(lie)不銹鋼管應特別加強檢査和(he)維護:


  ①. 生產流程的要害部位。如加熱爐出口、塔底(di)部、反應器底(di)部、高(gao)溫高(gao)壓(ya)機泵、壓(ya) 縮機的進出口等處的管道。


  ②. 輸(shu)送(song)易燃(ran)、易爆、有毒或腐蝕性介質的管道。


  ③. 管道的底部和(he)彎頭(tou)等最(zui)易發生(sheng)腐蝕(shi)和(he)磨損(sun)的部位(wei)。


  ④. 管道(dao)上易被忽(hu)視的部(bu)位以(yi)及易痤為“盲腸”的部(bu)位。


  ⑤. 工作條件苛刻、承受交變應力的管道。


壓(ya)力管道(dao)巡回檢查(cha)項目和內(nei)容見表 5-1 。


表 1.jpg


 如遇到下(xia)列(lie)情況之(zhi)一,操作人員應(ying)立鄧采(cai)取(qu)緊急措施,避(bi)免(mian)更大事故(gu)的發(fa)生,同時向 上(shang)級有關部門報告。


  ①. 管道超溫、超壓(ya)、過冷,經處(chu)理仍(reng)然(ran)無(wu)效.


  ②. 管道發生泄漏(lou)或破裂(lie),危及安全生產:


  ③. 發(fa)生火災、爆炸或相(xiang)鄰設備和不銹鋼管(guan)道(dao)發(fa)生事故直接危及管(guan)道(dao)安(an)全運行(xing)。



四、管道的維護保養


維護保養工作是延長不銹鋼壓力管道使用周期(qi)的(de)基礎。維護保養的(de)主(zhu)要(yao)內容就是日常的(de)維護保養措施。


  ①. 要經常(chang)檢查壓力(li)管(guan)道的防腐措施保證(zheng)其完好無損。


  ②. 閥門的操(cao)作(zuo)機構要定(ding)期進行活(huo)動,保證還(huan)其開關靈活(huo)。


  ③. 安全閥、壓力表要確(que)保其靈敏,準確(que),并按(an)時進行檢查和(he)校驗。


  ④. 要定(ding)期檢查緊固螺栓,做到(dao)齊全、不銹蝕、絲扣完整、連接可靠。


  ⑤. 壓力(li)管(guan)道因(yin)外界因(yin)素產生較大(da)振動(dong)時,應(ying)采取隔(ge)斷振源、加強支承等(deng)減(jian)振措施。 發現摩擦等(deng)情況應(ying)及時采取措施。


  ⑥. 靜電跨接、接地裝置要保持(chi)良好、完(wan)整,及(ji)時(shi)消除缺(que)陷,防止故障的(de)發(fa)生。


  ⑦. 停用的(de)(de)壓力管道應(ying)排除內部的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性介質,并(bing)進行置換、清洗和干(gan)燥,必要(yao)時用氮(dan)氣保護。外表面(mian)應(ying)涂刷防腐(fu)(fu)(fu)油漆(qi),防止環(huan)境因(yin)素腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。對有保溫(wen)層的(de)(de)管道,要(yao)注意保溫(wen)層下的(de)(de)防腐(fu)(fu)(fu)和支(zhi)座處的(de)(de)防腐(fu)(fu)(fu)。


  ⑧. 及(ji)時(shi)消除跑、冒(mao)、滴、漏。


  ⑨. 高(gao)溫(wen)管(guan)道,在開工(gong)升溫(wen)過(guo)程(cheng)中需對管(guan)道法蘭連接(jie)螺栓進行熱(re)緊;對低(di)溫(wen)管(guan)道,在降溫(wen)過(guo)程(cheng)中需進行冷緊。



五、定點測厚


  隨著(zhu)各石化企(qi)業(ye)加工原油重(zhong)質化、多(duo)樣(yang)化及(ji)高(gao)硫高(gao)酸的趨(qu)勢日益加重(zhong),為了保證生(sheng)產(chan)裝置管道(dao)的完好運行(xing),對(dui)(dui)(dui)重(zhong)要的不銹鋼壓(ya)力(li)(li)管道(dao)進行(xing)定點(dian)測(ce)厚(hou),依靠大量(liang)的數(shu)據(ju)來(lai)判(pan)斷管道(dao)的腐蝕狀況和(he)剩余壽命,并及(ji)時(shi)消除事(shi)故隱(yin)患,對(dui)(dui)(dui)防止發生(sheng)壓(ya)力(li)(li)管道(dao)安全(quan)事(shi)故是十分有效的手段之(zhi)一。定點(dian)測(ce)厚(hou)主要針對(dui)(dui)(dui)管道(dao)的均勻(yun)腐蝕和(he)沖(chong)刷(shua)腐蝕相對(dui)(dui)(dui)監(jian)測(ce)效果較(jiao)好。


 1. 不銹(xiu)鋼管布點原則


  ①. 定點(dian)測(ce)厚布點(dian)應根(gen)據工藝流(liu)程、操(cao)作條件、介質的(de)腐蝕性及以往的(de)腐蝕檢查情況確定。


  ②. 在腐蝕突出(chu)的部(bu)位(wei)(wei)設置(zhi)固(gu)定的監測點,考慮現(xian)場實際情況,一般將測厚點選在檢測人員容易操作的位(wei)(wei)置(zhi)(腐蝕較嚴重和需(xu)特別重視的部(bu)位(wei)(wei)除(chu)外)


  ③. 定點(dian)測厚布點(dian)必須(xu)有明顯的標記(ji),以保(bao)證數據的真實性,有保(bao)溫的管道(dao)應安裝可(ke)拆卸式保(bao)溫罩。


  ④. 定點(dian)測厚布點(dian)應優先考慮彎頭(tou)、大(da)小頭(tou)、三(san)通、集合管、盲腸(chang)死角及噴(pen)嘴(zui)、閥門、孔板等附近易腐(fu)蝕和易沖蝕部位,直管段可(ke)酌情考慮,常見結(jie)構的布點(dian)位置(zhi)參考圖(tu)5-1。


  ⑤. 對(dui)于(yu)(yu)介質腐蝕性較(jiao)強的管(guan)道,當直管(guan)段長度大于(yu)(yu)20米時(shi),一般縱向安(an)排3處(chu)(chu)測(ce)厚點,長度為10-20m時(shi),一般安(an)排2處(chu)(chu),小于(yu)(yu)10m時(shi)可安(an)排1處(chu)(chu)。


  ⑥. 水平直管(guan)段同一截面處原則上安排4個測(ce)厚點,管(guan)徑較小時可在(zai)腐蝕可能嚴(yan)重的(de)部(bu)位安排1處。


 2. 不銹鋼管(guan)測(ce)厚頻率


  ①. 定點(dian)測厚原(yuan)則上(shang)每6個月檢測一次,然(ran)后根據腐蝕速率(毫米(mi)/年,m/a )適當增減頻次。腐蝕速率最近2次所測某點(dian)的差值/間隔時間。


  ②. 當腐蝕速率(lv)小(xiao)于0.1mm/a時,可延長至每年進行(xing)一次測厚。


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


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


  ⑤. 當工藝條(tiao)件發生較(jiao)大變(bian)動時,在(zai)發生變(bian)動3個月后應(ying)進行一次(ci)測厚


  ⑥. 裝置(zhi)停工檢修期間應對所(suo)有的定(ding)點測(ce)厚(hou)布點進行常溫(wen)測(ce)厚(hou)。


圖 1.jpg


 3. 測厚的基本要求


  ①. 測厚工作應(ying)(ying)確保定點,要數據準確,測厚儀器精(jing)度不應(ying)(ying)低于±0.1mm。


  ②. 每次測厚(hou)時應(ying)及時記錄(lu),如發(fa)現與上(shang)次測厚(hou)結果相差較大時,應(ying)首先核(he)對數據準確性,并重(zhong)新(xin)進行測厚(hou)。如確認無誤,應(ying)認真分析原因并提出處(chu)理(li)意見。


  ③. 對于腐蝕(shi)減薄(bo)量(liang)較大的不銹鋼管道,應按照有(you)關標準進行剩(sheng)余(yu)壽命(ming)的估算,剩(sheng)余(yu)壽命(ming)的可靠程度取決于測厚數(shu)據的準確性且只(zhi)能用于均勻腐蝕(shi),只(zhi)宜(yi)參考,不宜(yi)作為判(pan)廢依據。