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(gong)藝指標的控制


1. 操作(zuo)壓力和操作(zuo)溫度(du)


  操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力(li)(li)和(he)(he)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度是(shi)不銹鋼壓(ya)力(li)(li)管道使(shi)用過(guo)程(cheng)兩個最重要(yao)的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)控(kong)制(zhi)指標,是(shi)管道設計、選材(cai)、制(zhi)造和(he)(he)安裝的(de)(de)(de)主要(yao)依據。只有在安全(quan)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)規(gui)程(cheng)中規(gui)定的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)指標內運(yun)行,才能(neng)保(bao)(bao)證不銹鋼管道的(de)(de)(de)使(shi)用安全(quan)。操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力(li)(li)和(he)(he)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)要(yao)點是(shi)保(bao)(bao)證管道不超過(guo)最高工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力(li)(li)和(he)(he)極限工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度。超溫(wen)超壓(ya)將導致管壁(bi)應(ying)力(li)(li)值的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加或(huo)材(cai)料(liao)機械強度的(de)(de)(de)下降(jiang),尤(you)其是(shi)在焊縫和(he)(he)法蘭、彎頭、閥(fa)門(men)、異徑管等幾何結構不連續處的(de)(de)(de)局(ju)部應(ying)力(li)(li)和(he)(he)峰值應(ying)力(li)(li)會大幅度增(zeng)(zeng)加,成(cheng)為疲勞(lao)破壞的(de)(de)(de)源頭。過(guo)低的(de)(de)(de)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)度則(ze)將引起材(cai)料(liao)韌(ren)性下降(jiang),從而有可能(neng)導致脆性破壞。



 2. 交變載荷的控(kong)制


 在(zai)反復交變載(zai)荷的(de)(de)(de)(de)作用下(xia),不(bu)銹鋼管(guan)道將(jiang)生產疲勞(lao)(lao)(lao)破(po)(po)壞。壓力(li)(li)管(guan)道的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)(lao)(lao)破(po)(po)壞主(zhu)要(yao)是(shi)屬于金屬的(de)(de)(de)(de)低(di)周疲勞(lao)(lao)(lao),其特點是(shi)應力(li)(li)較大(da)而變頻率(lv)較低(di)。在(zai)幾何結構不(bu)連續的(de)(de)(de)(de)地方(fang)和(he)焊縫附(fu)近存在(zai)應力(li)(li)集中,有的(de)(de)(de)(de)可能達到甚至超過材料的(de)(de)(de)(de)屈服極限(xian)。這些應力(li)(li)如(ru)果(guo)交變地加載(zai)與(yu)卸載(zai),將(jiang)會使(shi)受力(li)(li)最大(da)的(de)(de)(de)(de)部位產生塑變并逐漸(jian)發(fa)展為細(xi)微(wei)的(de)(de)(de)(de)裂紋。隨著應力(li)(li)周期變化,裂紋將(jiang)逐步擴展,最后導致破(po)(po)壞。管(guan)道交變應力(li)(li)產生的(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)主(zhu)要(yao)有以(yi)下(xia)方(fang)面


  ①. 因間斷輸送介(jie)質而對管(guan)道反復地增壓和卸壓、升(sheng)溫和降溫。


  ②. 運行中壓(ya)力波動較大。


  ③. 運行中溫(wen)度(du)(du)發生周期(qi)性變化(hua),產生管壁溫(wen)度(du)(du)應力的反復變化(hua)。


  ④. 因其他設(she)備、支撐的交變(bian)外力和(he)受迫振動(dong)


 為了(le)防止不銹鋼管道的疲勞破壞,應保證平穩操作,盡量避(bi)免不必要的頻繁的加壓(ya)和(he)(he)卸壓(ya),避(bi)免過大(da)的壓(ya)力和(he)(he)溫(wen)度波(bo)動。


3. 腐蝕介質含量控制


  原料性質的(de)(de)(de)惡(e)劣(lie)及腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質含量對(dui)(dui)不銹(xiu)鋼壓(ya)(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)危害很(hen)大(da)(da),在用(yong)(yong)壓(ya)(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)對(dui)(dui)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質含量及工況應有嚴(yan)格的(de)(de)(de)工藝指標(biao)進行(xing)監控。對(dui)(dui)于高強鋼壓(ya)(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao),當二(er)氧化硫含量超(chao)過(guo)一定值(zhi),并在伴(ban)有水分的(de)(de)(de)情況下,就(jiu)大(da)(da)大(da)(da)增加(jia)了管(guan)(guan)壁產生應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂的(de)(de)(de)可(ke)能性。尤其當焊縫(feng)的(de)(de)(de)硬度值(zhi)偏高時,如二(er)氧化硫超(chao)標(biao),極易導致焊縫(feng)的(de)(de)(de)應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。此外,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質的(de)(de)(de)成(cheng)分、 氣液相狀(zhuang)態的(de)(de)(de)不同、流(liu)速差異等(deng)都(dou)會影響到管(guan)(guan)道(dao)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)失(shi)效的(de)(de)(de)程度。總之,不銹(xiu)鋼壓(ya)(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)介(jie)質成(cheng)分的(de)(de)(de)控制(zhi)是壓(ya)(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)運(yun)行(xing)控制(zhi)中(zhong)重要(yao)的(de)(de)(de)內容之一,對(dui)(dui)于介(jie)質超(chao)標(biao)等(deng)違反工藝操作規(gui)程的(de)(de)(de)行(xing)為,使用(yong)(yong)單位必須做(zuo)出明確規(gui)定,堅決制(zhi)止。


  在運行(xing)過程中,操(cao)作人員(yuan)應嚴(yan)格(ge)控制工藝(yi)指標,正確操(cao)作,嚴(yan)禁超(chao)壓、超(chao)溫(wen)(wen)(wen)運行(xing)。加載(zai)和(he)卸載(zai)的速度不能過快,高(gao)溫(wen)(wen)(wen)或低(di)溫(wen)(wen)(wen)(-20℃以下(xia))條(tiao)件(jian)下(xia)運行(xing)的管(guan)道(dao),加熱或冷卻應緩慢進(jin)行(xing)。管(guan)道(dao)運行(xing)時,應盡量(liang)避免壓力和(he)溫(wen)(wen)(wen)度的大幅度波動,盡量(liang)減少管(guan)道(dao)的開停次數,并嚴(yan)格(ge)控制介質組分。




二、管道(dao)系統的診(zhen)斷方法


 管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統在(zai)各種(zhong)外力、輸送(song)介質和周圍環境(jing)因素的(de)作用下,逐漸產(chan)生(sheng)變(bian)形、磨損、腐(fu) 蝕、泄漏(lou)和振動,從而(er)影響(xiang)管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統的(de)整體性(xing)能。管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統的(de)診斷(duan)就(jiu)是在(zai)管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統正常運(yun)行過程中,或基本(ben)不影響(xiang)管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統正常運(yun)行的(de)情況下,通(tong)過觀察、測試來掌(zhang)握系(xi)(xi)統的(de)運(yun)行狀況,判斷(duan)可能產(chan)生(sheng)故(gu)障(zhang)的(de)部位,預報信息,安排計劃,進(jin)行維修的(de)一項(xiang)綜合技(ji)術,防患于(yu)事故(gu)發生(sheng)前。


管道系統的診斷方法(fa)如下(xia)。


  ①. 直接觀察(cha)。通過現(xian)場觀察(cha),獲得第一手資料,這種方(fang)法依(yi)賴(lai)于(yu)操作者的(de)豐富經驗, 并借助于(yu)一定的(de)儀器,常用于(yu)跑、冒、滴、漏的(de)診斷。


  ②. 振動(dong)、噪(zao)聲(sheng)(sheng)觀(guan)測(ce)(ce)。通過觀(guan)測(ce)(ce)發生(sheng)異(yi)常的振動(dong)、噪(zao)聲(sheng)(sheng)現象,預測(ce)(ce)其發生(sheng)的部位和影響(xiang)的范(fan)圍。


  ③. 溫度(du)測量。通過對介質溫度(du)和保(bao)溫層表面溫度(du)的測量,判斷(duan)管(guan)道系(xi)統的運行情況和保(bao)溫效果。


  ④. 壓力測量(liang)(liang)。通過對介(jie)質壓力的測量(liang)(liang),判斷管道系(xi)統的運行情(qing)況和(he)管網有無泄漏。


  ⑤. 流量(liang)測量(liang)。通(tong)過對介質流量(liang)的(de)(de)測量(liang),判(pan)斷(duan)管道(dao)系統的(de)(de)運行(xing)情況和管網有無泄漏。


  ⑥. 應力應變測(ce)量(liang)。測(ce)定管子的疲勞狀態等。

 

  ⑦. 不(bu)銹鋼管(guan)道壁(bi)厚(hou)測(ce)量。通過(guo)測(ce)厚(hou)儀測(ce)定管(guan)子的(de)腐(fu)蝕、磨損(sun)量、減薄情況(kuang)。


通過上述觀察測量,隨時掌握不銹鋼管道(dao)的運行情(qing)況和運行狀態,預(yu)測可能產生故障的特點 和部位,以便確(que)定維修(xiu)方案。




三、管道系統(tong)的巡回檢查


 使(shi)用單(dan)位(wei)應(ying)根(gen)據本單(dan)位(wei)工藝(yi)流程和(he)各(ge)裝置單(dan)元分布情(qing)況劃分區域,明(ming)確職責,做到每(mei)(mei)條不銹(xiu)鋼管線、每(mei)(mei)個閥門、每(mei)(mei)個管架等都有專人負責,不允許出現無人管轄的(de)管段。同時(shi)(shi)要(yao)制(zhi)訂嚴格的(de)不銹(xiu)鋼管管道系統巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)制(zhi)度,明(ming)確檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)人員(yuan)、檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)時(shi)(shi)間、檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)部(bu)位(wei)、應(ying)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)項(xiang)目(mu)(mu),操作人員(yuan)和(he)維修人員(yuan)均要(yao)按照各(ge)自的(de)責任和(he)要(yao)求定(ding)期按巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)路線完(wan)成(cheng)每(mei)(mei)個部(bu)位(wei)、每(mei)(mei)個項(xiang)目(mu)(mu)的(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha),并(bing)做好(hao)巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)記錄(lu)。尤(you)其是對(dui)于新建裝置或單(dan)元,由于可能存在設計、制(zhi)造 和(he)安裝等方面的(de)問題,在運行初期,問題就會暴露出來,此時(shi)(shi)的(de)巡(xun)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)更為重要(yao),檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)中一旦發現異常(chang)情(qing)況,應(ying)立即匯報(bao)和(he)處理巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查(cha)(cha)(cha)的(de)項(xiang)目(mu)(mu)主要(yao)包括以下(xia)方面。


  ①. 各項工(gong)藝操(cao)作指標參數及運行(xing)情況(kuang)。


  ②. 管(guan)(guan)道、閥門(men)及各(ge)管(guan)(guan)件密封有(you)無泄漏。


  ③. 防(fang)腐保溫(wen)層是否(fou)完好。


  ④. 管道(dao)振動情況。


  ⑤. 管道支(zhi)(zhi)、吊架的緊固、腐濁和支(zhi)(zhi)承情況(kuang):


  ⑥. 管(guan)道之間、管(guan)道與(yu)相鄰構件的磨擦情況(kuang):


  ⑦. 安(an)全(quan)閥、壓力(li)表、溫(wen)度計等安(an)全(quan)保護(hu)裝置的完好狀況。


  ⑧. 靜電跨接、接地(di)設施、抗腐(fu)蝕陰(yin)陽(yang)極(ji)等保護設施的完好狀況。


  其(qi)中對(dui)下列(lie)不銹(xiu)鋼管應特別(bie)加強檢査和(he)維(wei)護:


  ①. 生產流程(cheng)的(de)(de)要害(hai)部(bu)位。如加熱(re)爐出口、塔(ta)底部(bu)、反應器底部(bu)、高(gao)溫(wen)高(gao)壓機泵(beng)、壓 縮機的(de)(de)進出口等(deng)處的(de)(de)管道。


  ②. 輸(shu)送易燃(ran)、易爆、有毒或(huo)腐蝕性(xing)介質的管道。


  ③. 管(guan)道的(de)底部和彎頭等最易(yi)發生腐蝕(shi)和磨損的(de)部位。


  ④. 管(guan)道上易被忽視(shi)的部位以及易痤為(wei)“盲腸”的部位。


  ⑤. 工(gong)作條件苛刻、承受交(jiao)變應力的管道。


壓力管道(dao)巡回檢查項目(mu)和內容(rong)見表 5-1 。


表 1.jpg


 如遇到(dao)下列情況之一(yi),操作人(ren)員應立鄧采取(qu)緊急措(cuo)施,避免更大事故的發生,同時向 上(shang)級有關部門報(bao)告(gao)。


  ①. 管(guan)道超溫、超壓、過冷,經(jing)處(chu)理仍然無效(xiao).


  ②. 管道(dao)發生(sheng)泄漏或破裂(lie),危及安全生(sheng)產:


  ③. 發生火災、爆炸或相鄰設(she)備和不銹鋼管道(dao)發生事故(gu)直接危及(ji)管道(dao)安全運行。



四(si)、管(guan)道的維(wei)護保(bao)養


維護保(bao)養(yang)工作是延(yan)長不銹鋼壓力管(guan)道使用周期的(de)基礎。維護保(bao)養(yang)的(de)主要內容就是日(ri)常的(de)維護保(bao)養(yang)措施。


  ①. 要經常檢(jian)查壓力(li)管道的防(fang)腐措施保證其完好(hao)無損。


  ②. 閥門的操(cao)作機構要定期進(jin)行(xing)活動,保(bao)證還其開關靈活。


  ③. 安全閥、壓(ya)力表要確保其靈敏(min),準確,并按時(shi)進(jin)行(xing)檢(jian)查和校(xiao)驗。


  ④. 要定期檢查(cha)緊(jin)固螺栓,做到齊全、不銹(xiu)蝕、絲(si)扣完整、連接可靠。


  ⑤. 壓(ya)力管道因(yin)(yin)外界因(yin)(yin)素產(chan)生較大振動時,應采取隔斷(duan)振源、加強支(zhi)承(cheng)等減(jian)振措施。 發現摩擦等情況應及(ji)時采取措施。


  ⑥. 靜(jing)電跨接、接地(di)裝置(zhi)要保持(chi)良好、完整,及時消(xiao)除缺陷,防(fang)止故障(zhang)的發生。


  ⑦. 停用(yong)的(de)壓力管(guan)道(dao)(dao)應排(pai)除內(nei)部的(de)腐(fu)(fu)蝕性介質(zhi),并進行置換、清洗和干燥,必(bi)要時(shi)用(yong)氮氣保護(hu)。外表面應涂刷防(fang)腐(fu)(fu)油(you)漆,防(fang)止環境因(yin)素(su)腐(fu)(fu)蝕。對有保溫層的(de)管(guan)道(dao)(dao),要注意保溫層下的(de)防(fang)腐(fu)(fu)和支座處的(de)防(fang)腐(fu)(fu)。


  ⑧. 及時消(xiao)除跑、冒(mao)、滴、漏(lou)。


  ⑨. 高溫管道,在開工升(sheng)溫過程中需(xu)對(dui)管道法蘭連(lian)接螺(luo)栓進(jin)行熱(re)緊;對(dui)低溫管道,在降溫過程中需(xu)進(jin)行冷(leng)緊。



五(wu)、定(ding)點測(ce)厚(hou)


  隨著各石化企(qi)業加(jia)工原油重質化、多樣化及(ji)高硫高酸的趨勢日益加(jia)重,為了保證(zheng)生產裝置管(guan)(guan)道(dao)(dao)的完好運行(xing),對重要(yao)的不銹鋼壓力(li)管(guan)(guan)道(dao)(dao)進(jin)行(xing)定(ding)點測(ce)厚,依靠大量的數據來判斷管(guan)(guan)道(dao)(dao)的腐蝕狀(zhuang)況和剩余壽命,并及(ji)時消除事(shi)故隱患(huan),對防止發生壓力(li)管(guan)(guan)道(dao)(dao)安全事(shi)故是十分(fen)有效的手段之一。定(ding)點測(ce)厚主要(yao)針(zhen)對管(guan)(guan)道(dao)(dao)的均勻(yun)腐蝕和沖刷腐蝕相對監測(ce)效果較好。


 1. 不銹鋼管布點(dian)原則


  ①. 定點測厚布點應根據工藝流程、操(cao)作條件、介(jie)質的腐蝕(shi)性及(ji)以往的腐蝕(shi)檢查情況確定。


  ②. 在腐蝕突出的部位(wei)設置(zhi)固定的監(jian)測點,考慮現(xian)場(chang)實際情況,一(yi)般將(jiang)測厚點選在檢測人員容易操作(zuo)的位(wei)置(zhi)(腐蝕較嚴重和需特別重視的部位(wei)除外)


  ③. 定點測厚布(bu)點必(bi)須(xu)有明顯的標記,以(yi)保(bao)證數據的真(zhen)實性,有保(bao)溫的管道應安裝可(ke)拆(chai)卸式保(bao)溫罩。


  ④. 定點測厚布(bu)點應優先(xian)考(kao)(kao)慮彎頭(tou)、大小頭(tou)、三通、集合(he)管、盲腸死角及(ji)噴嘴、閥門、孔板等附近易腐蝕(shi)和易沖蝕(shi)部位,直管段可酌情考(kao)(kao)慮,常見結構的布(bu)點位置參考(kao)(kao)圖5-1。


  ⑤. 對于(yu)介質腐蝕性(xing)較強的管道,當直管段長度大于(yu)20米時(shi)(shi),一(yi)般縱(zong)向安(an)排(pai)3處(chu)測(ce)厚點,長度為10-20m時(shi)(shi),一(yi)般安(an)排(pai)2處(chu),小(xiao)于(yu)10m時(shi)(shi)可安(an)排(pai)1處(chu)。


  ⑥. 水平直(zhi)管(guan)段同一截面(mian)處原則上(shang)安(an)(an)排4個測厚點,管(guan)徑較小時可(ke)在腐蝕可(ke)能嚴重的部(bu)位安(an)(an)排1處。


 2. 不銹鋼(gang)管測厚頻(pin)率


  ①. 定點測(ce)厚原(yuan)則(ze)上每6個月檢測(ce)一次,然后根據腐蝕速率(毫米/年,m/a )適當增減頻次。腐蝕速率最(zui)近2次所測(ce)某點的差值/間隔(ge)時間。


  ②. 當腐蝕速(su)率小于0.1mm/a時,可延長至每(mei)年進行一次測厚。


  ③. 當腐蝕速率在(zai)0.3-0.5mm/a時,應縮減至每3個月進行一次測厚。


  ④. 當(dang)腐蝕速率(lv)大于0.5mm/a時(shi),應對該管道進行監(jian)控,根(gen)據具體(ti)情況適當(dang)增(zeng)加測(ce)厚布點和測(ce)厚頻次。


  ⑤. 當(dang)工藝條件發生(sheng)較(jiao)大變(bian)動時(shi),在發生(sheng)變(bian)動3個月后應進行一次(ci)測(ce)厚


  ⑥. 裝(zhuang)置停(ting)工檢修期間(jian)應對所有的定(ding)點(dian)測(ce)厚布點(dian)進行常溫測(ce)厚。


圖 1.jpg


 3. 測厚的基(ji)本要求


  ①. 測(ce)厚工(gong)作應確保定點,要數(shu)據準確,測(ce)厚儀器精度不應低于±0.1mm。


  ②. 每次(ci)測厚時應及時記錄,如(ru)發現與上次(ci)測厚結(jie)果相差較大時,應首先核對數據準(zhun)確性,并重(zhong)新進行測厚。如(ru)確認(ren)無誤,應認(ren)真分析(xi)原(yuan)因(yin)并提出處理意(yi)見。


  ③. 對(dui)于(yu)腐蝕(shi)減薄量較大(da)的(de)不(bu)(bu)銹鋼管道(dao),應按照有關(guan)標準進行剩余壽命(ming)的(de)估算,剩余壽命(ming)的(de)可靠程度取決(jue)于(yu)測厚數據的(de)準確性且只能(neng)用于(yu)均勻腐蝕(shi),只宜(yi)(yi)參考,不(bu)(bu)宜(yi)(yi)作為判(pan)廢依(yi)據。