壓力管道檢驗(yàn)案例分析

秦新翠

摘 要：壓力管道在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但在壓力管道管道使用過程中由于各種原因引發(fā)的事故越來越多，值得我們關(guān)注。本文就一檢驗(yàn)案例提出自己的見解。

關(guān)鍵詞：壓力管道 ；案例 ；安全

管道作為物料輸送的一種特種設(shè)備在現(xiàn)代化工工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中起著很重要的作用。但是管道事故時有發(fā)生，嚴(yán)重影響人們的生命和財產(chǎn)的安全。在實(shí)際應(yīng)用中，管道的種類很多，使用環(huán)境也千差萬別，所以管道事故的影響因素和環(huán)節(jié)也較多。為此，國家也出臺了很多法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)對管道的安全運(yùn)行進(jìn)行規(guī)范。

一、壓力管道的特點(diǎn)

實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，所使用的管道種類很多，以一套化工生產(chǎn)裝置為例，它所包含的壓力容器不過幾十臺，但它包含的壓力管道將達(dá)數(shù)千條，所用到的管道附件將達(dá)上萬件，而且這些管道及其元件往往有幾十甚至上百家生產(chǎn)廠家制造。另外，壓力管道的安裝還涉及管道的設(shè)計、制造、采購、施工、運(yùn)行、檢驗(yàn)等各個環(huán)節(jié)，總之，影響壓力管道安全運(yùn)行的因素是多環(huán)境、多方位的，無論哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會對壓力管道的安全造成威脅，要從各個方面、環(huán)節(jié)對管道安全問題進(jìn)行監(jiān)測，防止事故的發(fā)生。

二、壓力管道事故案例

在對某單位合成氨的化工企業(yè)檢驗(yàn)時，對6#高壓機(jī)四段出口管道進(jìn)行全面檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)部分缺陷，總結(jié)檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)及原因分析如下，與大家探討：

（一）檢測結(jié)果

通過資料審查、外部宏觀檢驗(yàn)、硬度檢測、壁厚測定、無損探傷、強(qiáng)度校核，該6#高壓機(jī)四段出口管道彎頭部位的檢測結(jié)果如下：

1.資料審查。該企業(yè)系一家生產(chǎn)液氨和碳酸氨的化工企業(yè)，該管道1996年由本廠自行設(shè)計自行安裝，其管徑219mm，公稱壁厚8mm，材質(zhì)20#，最高工作壓力為2.75MPa，最高工作溫度為150℃，輸送介質(zhì)為循環(huán)氣，其主要成為CO、CO2、H2、N2。該管段安裝在高壓機(jī)房外面，距四級水冷排管0.5m，彎管最高位置離地面標(biāo)高1.78m。安裝后使用時間不到一年，因效益不好而停產(chǎn)，后經(jīng)企業(yè)改制，2005年由該公司租賃，2006年正式投產(chǎn)。

2.外部宏觀檢驗(yàn)。外表面有麻點(diǎn)腐蝕，其腐蝕凹坑最深達(dá)1.5mm，且靠水冷排側(cè)有一處貼補(bǔ)，彎管彎曲半徑450mm。

3.硬度檢測。彎管部位HB為189，直管部位HB為194，合格。

4.壁厚測定。經(jīng)超聲波測厚，彎管部位最薄為5.5mm，直管部位最薄為7.2mm。

5.無損探傷。發(fā)現(xiàn)貼補(bǔ)處沿氣流方向側(cè)有一條24mm裂紋，且穿透貼補(bǔ)焊縫。

6.強(qiáng)度校核。經(jīng)強(qiáng)度校核，最小壁厚為5.68mm，而實(shí)測最小壁厚為5.5mm，強(qiáng)度不合格；根據(jù)GB50235-97標(biāo)準(zhǔn)，彎管制作前后厚度差小于公稱壁厚的15%，

計算得6.8mm，大于5.5mm，則為不合格。

7.評定結(jié)論。安全等級為四級，需更換此彎管。

（二）原因分析

1.腐蝕凹坑的產(chǎn)生。因停用時間過長，保養(yǎng)措施不當(dāng)及大氣中腐蝕介質(zhì)的影響，尤其是靠近彎管的水冷排管所用的冷卻水是二氣循環(huán)水，水中含有硫化氫，而這種硫化氫水溶液飛濺在彎管上，會在金屬表面發(fā)生激烈的電化學(xué)腐蝕，使得被腐蝕部位的金屬以其離子或腐蝕產(chǎn)物的金屬形式從表面脫離，而形成腐蝕凹坑。

2.裂紋的產(chǎn)生。由于管道內(nèi)輸送的介質(zhì)主要為CO、CO2、H2、N2，而介質(zhì)中的H2對管道損傷最大，是典型的氫腐蝕。氫腐蝕是鋼受到高溫（220℃以上）、高壓（1.4MPa以上）作用后，其機(jī)械性能變劣，強(qiáng)度、韌性明顯降低，這種現(xiàn)象是不可逆的。其腐蝕機(jī)理為：H2→H H，H 、H直徑小，可透過金屬表面，固溶到金屬內(nèi)，固溶的氫與鋼中的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：Fe3C 4H=3Fe CH4，而產(chǎn)生的CH4氣體本身擴(kuò)散能力很低，只聚集在晶界原有的微觀空隙內(nèi)，使得該區(qū)域碳濃度降低，其他位置上的碳通過擴(kuò)散不斷補(bǔ)充，產(chǎn)生的CH4氣體不斷增多，空隙內(nèi)的局部壓力不斷增大，從而在該處發(fā)展為裂紋。再者，彎管表面的腐蝕凹坑產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，水冷排中的冷卻水灑在彎管上，產(chǎn)生溫差應(yīng)力，這幾個應(yīng)力疊加，又加速裂紋的擴(kuò)展。

3.修補(bǔ)方法錯誤。雖然彎管部位產(chǎn)生裂紋，廠家自行貼補(bǔ)，頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，沒有找出產(chǎn)生缺陷的根本原因，使一段時間又產(chǎn)生新生裂紋。原因是原裂紋未經(jīng)處理（應(yīng)在裂紋兩端鉆ф8mm的小孔，用角磨機(jī)打出“U”坡口，并經(jīng)無損檢測，確認(rèn)裂紋已清除，再進(jìn)行補(bǔ)焊），兩端應(yīng)力集中，再加上幾個應(yīng)力疊加，加快原裂紋從兩端發(fā)展，產(chǎn)生新生缺陷。

（三）預(yù)防措施

1.設(shè)計、制造、安裝、修理必須是有資質(zhì)的單位進(jìn)行，如設(shè)計采用抗氫腐蝕設(shè)計，選擇采取含碳量低的材料，焊后熱處理（主要為正火加回火熱處理）、彎管制作彎曲半徑因大于管子外徑的3.5倍等。

2.二次循環(huán)冷卻水須進(jìn)行水處理，如在蓄水池中加適量堿以中和水中的硫化氫等酸性物質(zhì)。

3.用不易腐蝕的物料將冷排管與彎管隔離或?qū)⒋藦澒芗右环栏?、防水保護(hù)層。

4.加強(qiáng)定期檢驗(yàn)（在線檢驗(yàn)、全面檢驗(yàn)）和巡回檢查。

5.加強(qiáng)內(nèi)部管理和設(shè)備保養(yǎng)，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

（四）、建議和改進(jìn)措施

為了做好壓力管道的安全管理工作，確保壓力管道的安全運(yùn)行，保障生產(chǎn)任務(wù)的順利進(jìn)行，必須堅決貫徹執(zhí)行（壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定）等有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)定和文件，認(rèn)真編制壓力管道安全管理規(guī)章制度。并監(jiān)督壓力管道運(yùn)行和維護(hù)，嚴(yán)格加強(qiáng)舊管道的清查工作，對清查中發(fā)現(xiàn)的安全隱患，及時進(jìn)行徹底消除。能修復(fù)的修復(fù)，無法修復(fù)的堅決報廢，不留隱患。