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(kong)制


1. 操作(zuo)壓力和操作(zuo)溫度


  操作(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力和(he)(he)操作(zuo)(zuo)溫度是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)壓(ya)(ya)力管道使用(yong)過(guo)程(cheng)兩個最(zui)重要(yao)的(de)工藝控制指(zhi)標(biao),是(shi)管道設計、選材、制造和(he)(he)安(an)裝的(de)主要(yao)依據。只有(you)在(zai)安(an)全(quan)操作(zuo)(zuo)規程(cheng)中規定的(de)控制指(zhi)標(biao)內運(yun)行(xing),才(cai)能保(bao)證不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管道的(de)使用(yong)安(an)全(quan)。操作(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力和(he)(he)操作(zuo)(zuo)溫度的(de)控制要(yao)點是(shi)保(bao)證管道不(bu)超(chao)過(guo)最(zui)高(gao)工作(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力和(he)(he)極(ji)限(xian)工作(zuo)(zuo)溫度。超(chao)溫超(chao)壓(ya)(ya)將導致管壁(bi)應力值的(de)增(zeng)加或材料機械強度的(de)下降,尤其是(shi)在(zai)焊縫和(he)(he)法(fa)蘭(lan)、彎頭(tou)、閥門、異徑管等幾何結構不(bu)連續處的(de)局部應力和(he)(he)峰值應力會(hui)大(da)幅度增(zeng)加,成為疲勞破(po)壞(huai)的(de)源頭(tou)。過(guo)低(di)的(de)操作(zuo)(zuo)溫度則將引起材料韌性(xing)(xing)下降,從(cong)而(er)有(you)可能導致脆性(xing)(xing)破(po)壞(huai)。



 2. 交變載荷的控制


 在反(fan)復交(jiao)變載(zai)(zai)荷的(de)(de)作(zuo)用下(xia),不銹鋼管道將(jiang)生(sheng)產(chan)疲勞破壞。壓力(li)(li)(li)管道的(de)(de)疲勞破壞主(zhu)要(yao)是屬(shu)于金(jin)屬(shu)的(de)(de)低周疲勞,其特點是應(ying)力(li)(li)(li)較大(da)而變頻(pin)率較低。在幾(ji)何結(jie)構不連續的(de)(de)地(di)方(fang)和焊縫附近存在應(ying)力(li)(li)(li)集中(zhong),有的(de)(de)可能達(da)到甚至超過材料的(de)(de)屈服極限。這(zhe)些應(ying)力(li)(li)(li)如(ru)果交(jiao)變地(di)加(jia)載(zai)(zai)與卸載(zai)(zai),將(jiang)會使受力(li)(li)(li)最大(da)的(de)(de)部位產(chan)生(sheng)塑(su)變并(bing)逐漸發展(zhan)為細微的(de)(de)裂紋。隨著(zhu)應(ying)力(li)(li)(li)周期變化,裂紋將(jiang)逐步擴展(zhan),最后導致破壞。管道交(jiao)變應(ying)力(li)(li)(li)產(chan)生(sheng)的(de)(de)因(yin)素(su)主(zhu)要(yao)有以下(xia)方(fang)面


  ①. 因間(jian)斷輸送介質而對管道反復地增壓和卸(xie)壓、升溫和降溫。


  ②. 運行中壓力波動(dong)較大。


  ③. 運(yun)行中溫度發(fa)生(sheng)周期性變化,產生(sheng)管壁溫度應力(li)的反復(fu)變化。


  ④. 因其他設備(bei)、支(zhi)撐的交變(bian)外力(li)和受(shou)迫(po)振動


 為(wei)了防止不(bu)銹鋼管道的(de)疲勞破壞,應保證(zheng)平穩操作(zuo),盡量避免不(bu)必要的(de)頻繁(fan)的(de)加(jia)壓和卸壓,避免過大的(de)壓力和溫(wen)度(du)波動。


3. 腐蝕介質含量控制(zhi)


  原料性質(zhi)(zhi)的(de)(de)惡(e)劣及(ji)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)(zhi)含(han)量(liang)對不銹(xiu)鋼壓力管道的(de)(de)危害(hai)很大,在用(yong)壓力管道對腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)(zhi)含(han)量(liang)及(ji)工(gong)(gong)況(kuang)應(ying)有嚴(yan)格的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)指標進行(xing)監控(kong)(kong)。對于(yu)高(gao)強鋼壓力管道,當二氧(yang)化硫含(han)量(liang)超(chao)過一定值,并在伴(ban)有水(shui)分的(de)(de)情況(kuang)下(xia),就(jiu)大大增加了管壁產(chan)生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂的(de)(de)可能性。尤其當焊(han)縫(feng)的(de)(de)硬度值偏(pian)高(gao)時(shi),如二氧(yang)化硫超(chao)標,極易導致焊(han)縫(feng)的(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。此外,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介質(zhi)(zhi)的(de)(de)成(cheng)分、 氣液相(xiang)狀態的(de)(de)不同、流速差異等都(dou)會影響到管道腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失效的(de)(de)程度。總(zong)之,不銹(xiu)鋼壓力管道介質(zhi)(zhi)成(cheng)分的(de)(de)控(kong)(kong)制是壓力管道運行(xing)控(kong)(kong)制中重要的(de)(de)內容之一,對于(yu)介質(zhi)(zhi)超(chao)標等違反工(gong)(gong)藝(yi)操(cao)作規程的(de)(de)行(xing)為,使用(yong)單位必須(xu)做(zuo)出(chu)明確規定,堅決制止。


  在運行(xing)(xing)過程中,操作人(ren)員應嚴(yan)(yan)格控(kong)制工藝指標,正確操作,嚴(yan)(yan)禁超壓、超溫(wen)(wen)運行(xing)(xing)。加(jia)載和卸(xie)載的(de)速度不能過快,高溫(wen)(wen)或(huo)(huo)低溫(wen)(wen)(-20℃以下)條件下運行(xing)(xing)的(de)管(guan)(guan)道(dao),加(jia)熱或(huo)(huo)冷卻應緩(huan)慢(man)進行(xing)(xing)。管(guan)(guan)道(dao)運行(xing)(xing)時,應盡(jin)(jin)量(liang)避免壓力(li)和溫(wen)(wen)度的(de)大幅度波動,盡(jin)(jin)量(liang)減少(shao)管(guan)(guan)道(dao)的(de)開停次數,并嚴(yan)(yan)格控(kong)制介質組分。




二、管道系統(tong)的診斷方法(fa)


 管道(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)在(zai)(zai)各種外力、輸送(song)介質和(he)周圍環境因(yin)素的作用下(xia),逐漸產生變形、磨損、腐 蝕、泄漏和(he)振動,從而影響管道(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)的整體性能。管道(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)的診(zhen)斷就是(shi)在(zai)(zai)管道(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)正常運行(xing)過程中,或(huo)基本不影響管道(dao)(dao)(dao)系統(tong)(tong)正常運行(xing)的情況下(xia),通過觀察、測試來掌握系統(tong)(tong)的運行(xing)狀況,判斷可能產生故(gu)障的部(bu)位,預報信息,安(an)排計劃,進(jin)行(xing)維修的一項綜合技術(shu),防患于(yu)事(shi)故(gu)發生前(qian)。


管道系統的診斷(duan)方法如下。


  ①. 直接觀察。通過現(xian)場(chang)觀察,獲得第一(yi)手資料,這種(zhong)方法依賴于(yu)操作者的(de)豐富經驗, 并借助于(yu)一(yi)定的(de)儀器,常用于(yu)跑(pao)、冒、滴、漏的(de)診斷。


  ②. 振(zhen)動、噪聲觀測(ce)。通過觀測(ce)發(fa)(fa)生(sheng)異常(chang)的振(zhen)動、噪聲現象(xiang),預測(ce)其發(fa)(fa)生(sheng)的部(bu)位(wei)和影(ying)響的范(fan)圍。


  ③. 溫度測(ce)量。通(tong)過對介質溫度和保溫層表面(mian)溫度的(de)測(ce)量,判斷管道系統的(de)運(yun)行情況和保溫效果。


  ④. 壓力(li)測量。通過對介質(zhi)壓力(li)的測量,判斷管道(dao)系統的運行(xing)情況和管網(wang)有無泄(xie)漏。


  ⑤. 流(liu)(liu)量測量。通過對介(jie)質流(liu)(liu)量的測量,判(pan)斷(duan)管道(dao)系(xi)統的運行情況和管網有無泄(xie)漏。


  ⑥. 應(ying)力應(ying)變測(ce)量(liang)。測(ce)定管(guan)子的疲勞狀態等。

 

  ⑦. 不銹鋼管道壁厚測量。通過測厚儀測定管子(zi)的腐蝕、磨損(sun)量、減薄情(qing)況(kuang)。


通(tong)過上述(shu)觀察測量,隨時掌握不銹鋼(gang)管(guan)道的運行(xing)情況和(he)運行(xing)狀態(tai),預測可(ke)能產生故障的特(te)點 和(he)部位,以便確定維(wei)修方案。




三、管(guan)道系(xi)統的(de)巡回(hui)檢(jian)查


 使用單位應根據本(ben)單位工藝(yi)流程和(he)(he)各裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)單元分(fen)布情況劃分(fen)區域(yu),明確(que)職責(ze),做(zuo)(zuo)到每條不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)線(xian)、每個(ge)閥門、每個(ge)管(guan)(guan)架(jia)等(deng)都(dou)有專(zhuan)人(ren)(ren)(ren)負責(ze),不允(yun)許(xu)出現(xian)無人(ren)(ren)(ren)管(guan)(guan)轄的(de)(de)管(guan)(guan)段(duan)。同時要(yao)制(zhi)訂嚴格(ge)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)管(guan)(guan)道系(xi)統巡(xun)(xun)(xun)(xun)回(hui)(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查制(zhi)度,明確(que)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查人(ren)(ren)(ren)員(yuan)、檢(jian)(jian)(jian)(jian)查時間、檢(jian)(jian)(jian)(jian)查部位、應檢(jian)(jian)(jian)(jian)查的(de)(de)項(xiang)目,操作人(ren)(ren)(ren)員(yuan)和(he)(he)維修人(ren)(ren)(ren)員(yuan)均要(yao)按照(zhao)各自(zi)的(de)(de)責(ze)任和(he)(he)要(yao)求定期(qi)按巡(xun)(xun)(xun)(xun)回(hui)(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查路線(xian)完成每個(ge)部位、每個(ge)項(xiang)目的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查,并(bing)做(zuo)(zuo)好巡(xun)(xun)(xun)(xun)回(hui)(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查記錄。尤其是對于(yu)新建(jian)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)或單元,由于(yu)可能(neng)存在設計、制(zhi)造(zao) 和(he)(he)安裝(zhuang)(zhuang)等(deng)方面(mian)的(de)(de)問題,在運行初期(qi),問題就會暴露出來,此時的(de)(de)巡(xun)(xun)(xun)(xun)檢(jian)(jian)(jian)(jian)更為重要(yao),檢(jian)(jian)(jian)(jian)查中一旦發現(xian)異常情況,應立(li)即匯報和(he)(he)處理巡(xun)(xun)(xun)(xun)回(hui)(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)查的(de)(de)項(xiang)目主要(yao)包括以下方面(mian)。


  ①. 各(ge)項工藝操(cao)作指(zhi)標參數及運(yun)行情(qing)況。


  ②. 管道、閥門及各管件(jian)密封有無泄(xie)漏(lou)。


  ③. 防(fang)腐保溫層(ceng)是否完好。


  ④. 管道(dao)振(zhen)動情況。


  ⑤. 管道(dao)支(zhi)、吊架的緊固、腐(fu)濁和支(zhi)承情況:


  ⑥. 管道之間、管道與(yu)相鄰構件(jian)的磨擦(ca)情況:


  ⑦. 安全閥、壓力表、溫(wen)度計等安全保(bao)護裝置的完好狀況(kuang)。


  ⑧. 靜電跨接、接地設施、抗腐蝕陰陽極等保護設施的完好狀況。


  其中對下列不銹鋼管應(ying)特別加強檢査和維護:


  ①. 生產流(liu)程的要(yao)害部(bu)位。如加熱爐出口、塔底部(bu)、反(fan)應器底部(bu)、高溫(wen)高壓機(ji)泵、壓 縮機(ji)的進出口等處的管道。


  ②. 輸送易燃(ran)、易爆、有毒或(huo)腐蝕(shi)性介質的管道。


  ③. 管道的底部(bu)和彎(wan)頭等最(zui)易發生(sheng)腐蝕和磨損的部(bu)位。


  ④. 管道上易被忽視的部位以及(ji)易痤(cuo)為(wei)“盲腸”的部位。


  ⑤. 工作條(tiao)件苛(ke)刻、承(cheng)受交變應力的管道。


壓(ya)力(li)管道巡回檢查項目和內容見表 5-1 。


表 1.jpg


 如(ru)遇(yu)到下列情況(kuang)之一,操作人員應立(li)鄧采取緊急措施(shi),避免更大事故的發生,同時向 上級有關(guan)部門報告。


  ①. 管(guan)道超溫、超壓、過冷,經處理仍然(ran)無(wu)效.


  ②. 管道發生(sheng)泄漏或破裂,危及安全生(sheng)產:


  ③. 發生(sheng)火災、爆(bao)炸或相(xiang)鄰(lin)設備和不銹鋼管道發生(sheng)事故(gu)直接危及管道安全運行。



四、管道的維護保養


維(wei)(wei)(wei)護(hu)保養(yang)工作是延長不(bu)銹鋼壓力管道使用周期的基礎。維(wei)(wei)(wei)護(hu)保養(yang)的主要內容就是日常的維(wei)(wei)(wei)護(hu)保養(yang)措施(shi)。


  ①. 要經(jing)常檢查(cha)壓力管道的(de)防腐措(cuo)施保證(zheng)其(qi)完好無損。


  ②. 閥(fa)門的操作(zuo)機(ji)構(gou)要定(ding)期進行活動,保(bao)證還其開關(guan)靈(ling)活。


  ③. 安全閥、壓力表要確保其靈敏,準確,并按時進行(xing)檢(jian)查和校(xiao)驗(yan)。


  ④. 要定期檢查(cha)緊固螺栓(shuan),做到齊全、不銹蝕、絲扣完整(zheng)、連接可靠(kao)。


  ⑤. 壓力管道(dao)因(yin)外(wai)界因(yin)素產生(sheng)較(jiao)大(da)振動(dong)時,應(ying)采(cai)取隔斷(duan)振源(yuan)、加(jia)強(qiang)支承等減(jian)振措(cuo)施。 發(fa)現摩擦等情況應(ying)及時采(cai)取措(cuo)施。


  ⑥. 靜電跨接、接地(di)裝(zhuang)置要保持良好、完整,及時消除缺陷(xian),防止故障(zhang)的發(fa)生。


  ⑦. 停用(yong)的壓(ya)力管道應(ying)排除內部的腐(fu)蝕性(xing)介質,并進行置換(huan)、清洗和干燥,必要(yao)時用(yong)氮(dan)氣保護。外表(biao)面應(ying)涂刷防(fang)腐(fu)油(you)漆,防(fang)止環(huan)境因素腐(fu)蝕。對有保溫層的管道,要(yao)注意保溫層下(xia)的防(fang)腐(fu)和支座處的防(fang)腐(fu)。


  ⑧. 及時消除跑(pao)、冒、滴、漏。


  ⑨. 高溫管道(dao),在開工(gong)升(sheng)溫過(guo)程中需對(dui)管道(dao)法蘭連接螺栓(shuan)進行熱緊(jin);對(dui)低溫管道(dao),在降(jiang)溫過(guo)程中需進行冷緊(jin)。



五、定點測厚(hou)


  隨(sui)著各石化企業加(jia)(jia)工原(yuan)油重(zhong)(zhong)質(zhi)化、多樣化及高硫高酸的(de)(de)趨勢日益加(jia)(jia)重(zhong)(zhong),為了保證生產裝置管道(dao)(dao)的(de)(de)完(wan)好運(yun)行,對重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)(de)不銹鋼壓(ya)力管道(dao)(dao)進(jin)行定點測(ce)厚,依靠(kao)大量的(de)(de)數(shu)據(ju)來判斷管道(dao)(dao)的(de)(de)腐(fu)蝕狀況和(he)剩余壽(shou)命,并(bing)及時(shi)消除事(shi)故隱患,對防止發生壓(ya)力管道(dao)(dao)安全事(shi)故是(shi)十分有效的(de)(de)手段之一。定點測(ce)厚主(zhu)要(yao)針對管道(dao)(dao)的(de)(de)均勻(yun)腐(fu)蝕和(he)沖刷腐(fu)蝕相(xiang)對監測(ce)效果較好。


 1. 不銹鋼管布點原則


  ①. 定點測厚布(bu)點應(ying)根(gen)據工藝流程、操作條件、介質的腐(fu)蝕性及以往的腐(fu)蝕檢查情(qing)況確定。


  ②. 在腐蝕突出(chu)的(de)(de)部(bu)位設(she)置固定的(de)(de)監測(ce)(ce)點(dian),考慮(lv)現場實際情況(kuang),一般將(jiang)測(ce)(ce)厚點(dian)選(xuan)在檢測(ce)(ce)人員容易操作的(de)(de)位置(腐蝕較嚴重(zhong)和需特別(bie)重(zhong)視的(de)(de)部(bu)位除外(wai))


  ③. 定點(dian)(dian)測厚布點(dian)(dian)必須有明(ming)顯的標(biao)記(ji),以保證數據(ju)的真實性,有保溫的管道應安裝可拆卸(xie)式保溫罩。


  ④. 定(ding)點(dian)(dian)測(ce)厚布點(dian)(dian)應優先考(kao)慮彎頭(tou)(tou)、大小頭(tou)(tou)、三通(tong)、集合管(guan)、盲腸死角及噴嘴、閥門(men)、孔(kong)板等(deng)附近(jin)易腐蝕(shi)和(he)易沖蝕(shi)部位,直(zhi)管(guan)段可(ke)酌情考(kao)慮,常見結(jie)構的布點(dian)(dian)位置參考(kao)圖5-1。


  ⑤. 對于(yu)介質腐蝕性較強(qiang)的管道,當直管段長度(du)大于(yu)20米時,一般縱向(xiang)安排3處(chu)測厚點,長度(du)為10-20m時,一般安排2處(chu),小于(yu)10m時可安排1處(chu)。


  ⑥. 水平直管(guan)段同一截面處原則上安排4個測厚點,管(guan)徑較(jiao)小(xiao)時可在腐蝕可能嚴重的部位安排1處。


 2. 不銹(xiu)鋼管(guan)測厚頻率


  ①. 定點(dian)測(ce)厚原則上(shang)每6個月檢測(ce)一次(ci),然后根據腐(fu)蝕(shi)速率(毫米/年,m/a )適當增減頻次(ci)。腐(fu)蝕(shi)速率最近(jin)2次(ci)所測(ce)某點(dian)的差值/間(jian)隔時間(jian)。


  ②. 當腐蝕速率小于0.1mm/a時,可延長至每年進行一次測厚。


  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(xing)一次測厚。


  ④. 當(dang)腐(fu)蝕速率大于0.5mm/a時(shi),應對該管道進行監控,根據(ju)具體(ti)情況適當(dang)增加(jia)測厚布(bu)點(dian)和測厚頻次。


  ⑤. 當(dang)工藝條件發生(sheng)較大變動(dong)時(shi),在發生(sheng)變動(dong)3個(ge)月后應進行一次測厚


  ⑥. 裝置(zhi)停工(gong)檢(jian)修(xiu)期間應(ying)對所(suo)有的定點測厚布點進(jin)行常溫測厚。


圖 1.jpg


 3. 測(ce)厚的基本要求


  ①. 測厚工作應(ying)確(que)保定點,要數據準(zhun)確(que),測厚儀器精度不應(ying)低于±0.1mm。


  ②. 每次測(ce)厚(hou)(hou)時(shi)應(ying)及時(shi)記錄,如(ru)發(fa)現與上次測(ce)厚(hou)(hou)結果相差較大時(shi),應(ying)首先核(he)對數據準確(que)性,并重新進行測(ce)厚(hou)(hou)。如(ru)確(que)認無(wu)誤,應(ying)認真分(fen)析原因并提(ti)出(chu)處理(li)意見。


  ③. 對于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)減薄量較(jiao)大(da)的(de)(de)不(bu)銹鋼管道(dao),應按(an)照(zhao)有關標準進行剩(sheng)余壽命(ming)的(de)(de)估算,剩(sheng)余壽命(ming)的(de)(de)可靠(kao)程度取決于(yu)測(ce)厚數據的(de)(de)準確性且只(zhi)能用(yong)于(yu)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi),只(zhi)宜參考,不(bu)宜作為判廢依據。