壓力管道常見缺陷的分析與檢驗(yàn)

楊榮華

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院南通分院海門所)

壓力管道常見缺陷的分析與檢驗(yàn)

楊榮華*

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院南通分院海門所)

對(duì)在用壓力管道的腐蝕、結(jié)構(gòu)不合理、焊接缺陷、保溫層破損等幾種常見缺陷進(jìn)行了分析，提出了使用中的防范措施和檢驗(yàn)中應(yīng)注意的問題。

壓力管道 缺陷 檢驗(yàn) 腐蝕 焊接

壓力管道廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)，大多輸送高溫、高壓、易燃、易爆、劇毒和有腐蝕的介質(zhì)。我國壓力管道數(shù)量眾多、分布廣泛。雖然原勞動(dòng)部于1996年4月頒布了 《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》，但很多地區(qū)的壓力管道使用和管理仍沒有及時(shí)跟上要求。就海門市而言，根據(jù)管道普查結(jié)果，各種管道總長度大約有15萬m，其中絕大部分管道已經(jīng)使用了十多年，2003年以前安裝的壓力管道幾乎都沒有辦理相關(guān)的開工告知及安裝監(jiān)檢手續(xù)。所以，在用壓力管道普遍存在著質(zhì)量低劣、缺陷嚴(yán)重、超期服役等現(xiàn)象。這里面有建設(shè)單位不重視的因素，也有相關(guān)的管理沒有及時(shí)到位的因素。自從2003年質(zhì)檢總局頒布并實(shí)施了 《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》以來，海門市壓力管道的定期檢驗(yàn)及安裝監(jiān)檢才逐步展開，使壓力管道安全狀況有所改善。為了使壓力管道的管理正規(guī)化，有必要對(duì)在用壓力管道的一些常見缺陷進(jìn)行探討和分析。

1 壓力管道常見缺陷的分析與檢驗(yàn)

造成在用壓力管道失效和破壞的原因是多方面的，有管理操作等外部因素，但更多的是由管道本身缺陷引起的。這些缺陷主要有腐蝕、結(jié)構(gòu)不合理、焊縫缺陷、保溫層破損等。

1．1 腐蝕

在檢驗(yàn)過程中，筆者發(fā)現(xiàn)露天鋪設(shè)以及運(yùn)行溫差較大的壓力管道腐蝕相對(duì)嚴(yán)重。比如，液化氣管道和制冷管道 （介質(zhì)為氨），腐蝕情況猶為突出。對(duì)這類管道要加強(qiáng)腐蝕方面的監(jiān)測(cè)和預(yù)防。

許多管道長期受母液、雨水和大氣的腐蝕。有的管道長期埋入地下，有的鋪設(shè)在地溝內(nèi)與排水溝相通，被水浸泡，也有的受大氣、腐蝕性氣體或介質(zhì)本身的侵蝕。腐蝕對(duì)管道造成的破壞是嚴(yán)重的，甚至很容易造成管道斷裂，必須加以防范。對(duì)架空和地面鋪設(shè)的管道應(yīng)采用合適的防腐層作為外部防護(hù)；地下敷設(shè)的管道必須使用適當(dāng)?shù)陌矊臃雷o(hù)，并進(jìn)行陰極保護(hù)；為了不發(fā)生原電池腐蝕，不同金屬相互捆扎在一起時(shí)，必須采用絕緣件將它們隔開，這也適用于連接管道的支撐。如果是輸送介質(zhì)和運(yùn)行條件的原因產(chǎn)生內(nèi)部腐蝕，則應(yīng)采取相關(guān)的防腐措施。

腐蝕狀況主要通過外觀檢查和壁厚測(cè)定來確定。外觀要重點(diǎn)檢查吊卡、管卡、支撐和緊固連接部位的腐蝕情況。壁厚測(cè)定選點(diǎn)應(yīng)有足夠的代表性，要找出管道內(nèi)壁的易腐蝕部位、制造時(shí)易拉薄部位和使用時(shí)受力最大的部位，并充分考慮流體的流動(dòng)方式，也可根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)根據(jù)已獲得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析管道在特定條件下的腐蝕規(guī)律，判斷管道的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，制定相應(yīng)的防范和改進(jìn)措施。對(duì)腐蝕量明顯大于其他部位的地方，應(yīng)該做出標(biāo)記，定期監(jiān)測(cè)。

1．2 結(jié)構(gòu)不合理

結(jié)構(gòu)不合理主要包括下述方面：設(shè)計(jì)安裝不合理，管道與支架接觸不良，彎頭質(zhì)量不合格，異徑管單位長度內(nèi)直徑變化太大，管道與閥門等連接件的連接形式不合理等。在對(duì)海門市壓力管道的檢驗(yàn)中，比較普遍存在的問題是補(bǔ)償器設(shè)置不合理，有的長達(dá)50～80 m的一段管道都沒有設(shè)置膨脹節(jié)。這樣，當(dāng)管道受熱膨脹或冷卻收縮時(shí)，管道固定支架要受到很大的應(yīng)力，從而引起支吊架變形或損壞，或者管道發(fā)生彎曲，甚至將支架 “連根拔起”。筆者曾在一家企業(yè)里看到新安裝的一段蒸汽管道，由于固定支架及膨脹節(jié)設(shè)置不合理，在試運(yùn)行時(shí)管道發(fā)出異常響聲，然后劇烈振動(dòng)，最后管道發(fā)生嚴(yán)重變形，管道及其支架脫離了管座。后來經(jīng)過重新設(shè)計(jì)、修理，才使得管道正常運(yùn)行。

結(jié)構(gòu)不合理還容易引起管道振動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的動(dòng)平衡不良或設(shè)計(jì)不符合規(guī)定有時(shí)會(huì)引起管道振動(dòng)。但引起管道振動(dòng)的主要原因是管道流體速度高、轉(zhuǎn)彎過多和截面突變等形成的激振氣流脈動(dòng)。振動(dòng)易造成管道連接件松動(dòng)、泄漏和疲勞斷裂。如果沒有很好地考慮管道受溫度載荷作用所產(chǎn)生的伸縮變形，就有可能發(fā)生管道支架下沉或管道破裂等問題。因此，在結(jié)構(gòu)檢查中，要注意檢查管道有無強(qiáng)烈振動(dòng)，管與管、管與相鄰件有無摩擦，管卡、吊架和支架有無松動(dòng)或斷裂。要特別注意那些彎頭和有可能產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位。架設(shè)管道的管架、管托和支架不得離開管墩或管座，如果出現(xiàn)破損，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整和修理。管道中軸線應(yīng)為直線，因氣溫或介質(zhì)溫度變化而致管道伸縮時(shí)，要檢查П形補(bǔ)償器或波紋補(bǔ)償器有無裂紋或滲漏。

1．3 焊接缺陷

焊接是管道連接的主要方法。由于焊接工藝不當(dāng)或焊接水平的差異，會(huì)產(chǎn)生一些焊接缺陷，如焊縫裂紋、錯(cuò)位、未焊透、夾渣、焊瘤和咬邊等。

焊縫的檢驗(yàn)主要是通過無損探傷結(jié)合外觀檢驗(yàn)進(jìn)行。無損檢測(cè)類型的選擇和檢測(cè)范圍的確定主要根據(jù)管道材料、焊接工藝、壁厚、施工特點(diǎn)等進(jìn)行。磁粉探傷和滲透探傷用于檢查表面缺陷，射線探傷和超聲波探傷用于檢查內(nèi)部缺陷。由于壓力管道進(jìn)行內(nèi)部檢驗(yàn)十分困難，常用的管道外徑小，且壁厚較薄，所以主要通過射線探傷來檢測(cè)焊縫質(zhì)量。由于經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)實(shí)際狀況的原因，不允許每個(gè)接頭都拍片。關(guān)于抽查范圍和比例，GB 50235—1997《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中已經(jīng)做了明確的規(guī)定。焊接表面缺陷和近表面缺陷一律用砂輪打成圓滑過渡予以消除，不得有裂紋、氣孔、灰渣、咬邊、機(jī)械損傷、電弧擦傷和熔合性飛濺物。焊縫根部不得有未填滿或表面凹陷。

焊縫質(zhì)量可以根據(jù)射線探傷結(jié)果來評(píng)定。在特殊情況下，焊縫質(zhì)量可以采用斷裂力學(xué)來評(píng)定。在實(shí)際操作中，焊縫質(zhì)量主要是從安裝環(huán)節(jié)抓起。

1．4 保溫層破損

在壓力管道的檢驗(yàn)中，保溫層破損是最常見的問題?；蛟S是由于保溫層破損后一般不會(huì)立即引發(fā)事故，企業(yè)在使用管理中對(duì)這個(gè)問題很不重視。事實(shí)上，保溫層破損后不但會(huì)引起熱量損失，還會(huì)引起管道的加速腐蝕，縮短管道的使用壽命。

2 結(jié)論

目前，企業(yè)對(duì)壓力管道的檢驗(yàn)和管理仍然不夠重視。管道帶病運(yùn)行、安全狀況較差的現(xiàn)象普遍存在。在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，腐蝕、結(jié)構(gòu)不合理、焊接缺陷、保溫層破損是出現(xiàn)得最多的問題。檢驗(yàn)的最終目的，就是要確保在用壓力管道的安全運(yùn)行。要提高壓力管道的使用可靠性，除了對(duì)在用壓力管道進(jìn)行定期檢驗(yàn)排除隱患外，最主要的還是要抓好設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理等這幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，逐步做到從源頭上排除隱患。

Analysis and Test of Common Defects in Pressure Pipeline

Yang Ronghua

Analyzes the corrosion,irrational structure,welding defects as well as insulation breakage of pressure pipeline in service,and proposes the preventive measures and problems that should be noticed in inspection.

Pressure pipeline;Defect;Test;Corrosion;Welding

TQ 055.8

2013-03-14）

*楊榮華，男，1982年生，碩士，工程師。海門市，226100。