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(yi)、工藝指(zhi)標的控制


1. 操(cao)作壓(ya)力和操(cao)作溫(wen)度


  操(cao)作(zuo)壓力(li)(li)和(he)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)是不(bu)銹鋼壓力(li)(li)管(guan)(guan)道(dao)使(shi)用過(guo)程兩個最(zui)重要(yao)的(de)工藝(yi)控(kong)制指標,是管(guan)(guan)道(dao)設計(ji)、選(xuan)材、制造和(he)安裝的(de)主要(yao)依據。只有(you)在安全操(cao)作(zuo)規程中規定的(de)控(kong)制指標內運行,才能保證不(bu)銹鋼管(guan)(guan)道(dao)的(de)使(shi)用安全。操(cao)作(zuo)壓力(li)(li)和(he)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)的(de)控(kong)制要(yao)點是保證管(guan)(guan)道(dao)不(bu)超過(guo)最(zui)高工作(zuo)壓力(li)(li)和(he)極限工作(zuo)溫(wen)度(du)。超溫(wen)超壓將(jiang)導致管(guan)(guan)壁應(ying)力(li)(li)值的(de)增加或材料機械(xie)強度(du)的(de)下降,尤其(qi)是在焊(han)縫和(he)法蘭、彎頭、閥門、異徑管(guan)(guan)等幾(ji)何結構不(bu)連續處的(de)局部(bu)應(ying)力(li)(li)和(he)峰(feng)值應(ying)力(li)(li)會大幅度(du)增加,成(cheng)為疲勞(lao)破(po)(po)壞的(de)源頭。過(guo)低的(de)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)則將(jiang)引起材料韌性下降,從(cong)而有(you)可能導致脆性破(po)(po)壞。



 2. 交變載(zai)荷的(de)控制(zhi)


 在反(fan)復交(jiao)變(bian)載(zai)荷(he)的(de)(de)(de)(de)作用下,不(bu)銹鋼管道(dao)(dao)將生產(chan)疲(pi)勞(lao)破壞。壓力(li)管道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)破壞主要(yao)是屬于金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)低周疲(pi)勞(lao),其特點是應(ying)(ying)力(li)較大而變(bian)頻率較低。在幾何結構(gou)不(bu)連(lian)續的(de)(de)(de)(de)地方和焊縫附近存在應(ying)(ying)力(li)集(ji)中,有(you)的(de)(de)(de)(de)可能達到甚至超過材料的(de)(de)(de)(de)屈服極限。這(zhe)些(xie)應(ying)(ying)力(li)如果交(jiao)變(bian)地加(jia)載(zai)與卸載(zai),將會(hui)使(shi)受力(li)最(zui)大的(de)(de)(de)(de)部位(wei)產(chan)生塑變(bian)并逐(zhu)漸發展(zhan)為細微(wei)的(de)(de)(de)(de)裂紋。隨(sui)著應(ying)(ying)力(li)周期(qi)變(bian)化,裂紋將逐(zhu)步擴展(zhan),最(zui)后導致破壞。管道(dao)(dao)交(jiao)變(bian)應(ying)(ying)力(li)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)因素主要(yao)有(you)以下方面


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


  ②. 運行中壓力(li)波動較(jiao)大。


  ③. 運行(xing)中溫(wen)度發生周(zhou)期性變化,產生管壁溫(wen)度應力(li)的反復變化。


  ④. 因其他設備、支撐(cheng)的交變外力(li)和受迫振(zhen)動


 為(wei)了防止不銹(xiu)鋼(gang)管道(dao)的疲勞(lao)破壞,應保證平(ping)穩(wen)操作,盡量避免不必要的頻繁的加壓和卸壓,避免過大的壓力和溫度(du)波(bo)動。


3. 腐蝕介質含(han)量(liang)控制


  原料性質(zhi)的(de)(de)惡(e)劣及(ji)腐蝕(shi)介(jie)(jie)質(zhi)含量(liang)對不(bu)銹鋼(gang)(gang)壓(ya)(ya)力管(guan)道的(de)(de)危害很大,在用壓(ya)(ya)力管(guan)道對腐蝕(shi)介(jie)(jie)質(zhi)含量(liang)及(ji)工(gong)況應(ying)有(you)嚴格的(de)(de)工(gong)藝指標進行(xing)監控(kong)。對于高強鋼(gang)(gang)壓(ya)(ya)力管(guan)道,當二(er)氧(yang)(yang)化硫含量(liang)超過一(yi)定(ding)值,并在伴(ban)有(you)水分的(de)(de)情(qing)況下,就大大增加(jia)了(le)管(guan)壁產生應(ying)力腐蝕(shi)開裂的(de)(de)可能性。尤其當焊縫(feng)(feng)的(de)(de)硬度(du)值偏高時,如二(er)氧(yang)(yang)化硫超標,極易導致(zhi)焊縫(feng)(feng)的(de)(de)應(ying)力腐蝕(shi)。此外,腐蝕(shi)介(jie)(jie)質(zhi)的(de)(de)成(cheng)分、 氣液相狀態(tai)的(de)(de)不(bu)同(tong)、流速差異等都(dou)會影響到管(guan)道腐蝕(shi)失效(xiao)的(de)(de)程(cheng)度(du)。總(zong)之,不(bu)銹鋼(gang)(gang)壓(ya)(ya)力管(guan)道介(jie)(jie)質(zhi)成(cheng)分的(de)(de)控(kong)制(zhi)是(shi)壓(ya)(ya)力管(guan)道運行(xing)控(kong)制(zhi)中重要(yao)的(de)(de)內容之一(yi),對于介(jie)(jie)質(zhi)超標等違反工(gong)藝操作規(gui)程(cheng)的(de)(de)行(xing)為,使用單位必須做出明確規(gui)定(ding),堅決制(zhi)止。


  在運(yun)行(xing)過程中,操(cao)作(zuo)人(ren)員應(ying)(ying)嚴(yan)(yan)格控制(zhi)工藝指標,正確操(cao)作(zuo),嚴(yan)(yan)禁(jin)超壓(ya)、超溫(wen)運(yun)行(xing)。加載和卸載的(de)速度不能過快,高溫(wen)或低溫(wen)(-20℃以下(xia))條件下(xia)運(yun)行(xing)的(de)管(guan)道(dao),加熱或冷(leng)卻應(ying)(ying)緩慢(man)進行(xing)。管(guan)道(dao)運(yun)行(xing)時,應(ying)(ying)盡(jin)量避免壓(ya)力和溫(wen)度的(de)大幅度波動(dong),盡(jin)量減少管(guan)道(dao)的(de)開停次數,并嚴(yan)(yan)格控制(zhi)介(jie)質組分。




二、管(guan)道系(xi)統的診斷方法


 管(guan)(guan)道系(xi)(xi)統在(zai)各種(zhong)外力、輸(shu)送(song)介質和周(zhou)圍環(huan)境因(yin)素的(de)作用(yong)下,逐漸產生(sheng)(sheng)(sheng)變形、磨損、腐 蝕、泄漏(lou)和振動,從(cong)而(er)影響管(guan)(guan)道系(xi)(xi)統的(de)整體性能。管(guan)(guan)道系(xi)(xi)統的(de)診斷就是在(zai)管(guan)(guan)道系(xi)(xi)統正常運行(xing)(xing)過程中,或基本不影響管(guan)(guan)道系(xi)(xi)統正常運行(xing)(xing)的(de)情況下,通過觀察(cha)、測試來掌(zhang)握系(xi)(xi)統的(de)運行(xing)(xing)狀況,判斷可能產生(sheng)(sheng)(sheng)故障(zhang)的(de)部位,預報信(xin)息,安排計(ji)劃,進行(xing)(xing)維修的(de)一(yi)項綜合技術,防患于事故發生(sheng)(sheng)(sheng)前。


管(guan)道(dao)系統的(de)診(zhen)斷(duan)方法(fa)如下。


  ①. 直接觀(guan)察(cha)。通(tong)過現場(chang)觀(guan)察(cha),獲得第一手資料,這種(zhong)方法依賴(lai)于操作者的豐富(fu)經驗(yan), 并(bing)借助于一定的儀(yi)器,常用(yong)于跑、冒、滴、漏的診斷。


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


  ③. 溫(wen)度(du)測(ce)(ce)量(liang)。通過對介(jie)質溫(wen)度(du)和(he)保溫(wen)層(ceng)表面溫(wen)度(du)的(de)測(ce)(ce)量(liang),判斷管道系統(tong)的(de)運行情況和(he)保溫(wen)效果。


  ④. 壓力測量。通過對介質壓力的測量,判斷管道(dao)系統的運行(xing)情況(kuang)和管網有無泄(xie)漏。


  ⑤. 流(liu)量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)。通過對介質流(liu)量(liang)(liang)的測(ce)量(liang)(liang),判斷管道(dao)系統(tong)的運行(xing)情況和管網有無泄(xie)漏。


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

 

  ⑦. 不銹鋼(gang)管道壁厚測量。通過(guo)測厚儀(yi)測定管子的腐蝕、磨損量、減薄情況。


通過上述觀察測(ce)量,隨時掌握不銹鋼管道的運(yun)(yun)行情況(kuang)和(he)運(yun)(yun)行狀態,預(yu)測(ce)可能產生(sheng)故障(zhang)的特點 和(he)部位,以(yi)便確(que)定維修(xiu)方案。




三、管道系(xi)統的巡回檢查(cha)


 使(shi)用(yong)單(dan)位應(ying)根(gen)據本單(dan)位工藝流程和(he)(he)各(ge)(ge)裝置(zhi)單(dan)元(yuan)分布情況(kuang)劃分區域,明確職責,做到每(mei)條不銹鋼管(guan)(guan)線(xian)(xian)、每(mei)個(ge)閥門、每(mei)個(ge)管(guan)(guan)架等(deng)(deng)都有專人(ren)負(fu)責,不允許出現(xian)無(wu)人(ren)管(guan)(guan)轄的(de)管(guan)(guan)段。同時要(yao)(yao)制(zhi)訂嚴格的(de)不銹鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)道系統巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)查制(zhi)度(du),明確檢(jian)(jian)查人(ren)員、檢(jian)(jian)查時間、檢(jian)(jian)查部(bu)位、應(ying)檢(jian)(jian)查的(de)項(xiang)目(mu),操作人(ren)員和(he)(he)維修人(ren)員均要(yao)(yao)按照(zhao)各(ge)(ge)自的(de)責任和(he)(he)要(yao)(yao)求定期(qi)按巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)查路線(xian)(xian)完成每(mei)個(ge)部(bu)位、每(mei)個(ge)項(xiang)目(mu)的(de)檢(jian)(jian)查,并(bing)做好巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)查記(ji)錄。尤(you)其是對(dui)于新建(jian)裝置(zhi)或單(dan)元(yuan),由于可能存在(zai)設計、制(zhi)造 和(he)(he)安裝等(deng)(deng)方(fang)面的(de)問(wen)題,在(zai)運行初(chu)期(qi),問(wen)題就(jiu)會暴露出來,此時的(de)巡(xun)檢(jian)(jian)更為重要(yao)(yao),檢(jian)(jian)查中一旦(dan)發(fa)現(xian)異(yi)常情況(kuang),應(ying)立即匯報和(he)(he)處理巡(xun)回(hui)檢(jian)(jian)查的(de)項(xiang)目(mu)主要(yao)(yao)包括以下方(fang)面。


  ①. 各項(xiang)工藝操作指標參數及運行情(qing)況。


  ②. 管(guan)(guan)道(dao)、閥門及各管(guan)(guan)件密封有無泄漏。


  ③. 防腐保溫層是否完好。


  ④. 管道振動情況。


  ⑤. 管道支、吊架的緊固、腐濁和支承情況:


  ⑥. 管道(dao)(dao)之間、管道(dao)(dao)與相鄰構件的(de)磨擦(ca)情況:


  ⑦. 安(an)全閥、壓力表、溫度計等安(an)全保護裝置的完好(hao)狀(zhuang)況(kuang)。


  ⑧. 靜電(dian)跨接、接地設(she)施(shi)、抗腐蝕陰陽極等保(bao)護設(she)施(shi)的完好狀況。


  其中對下列不銹鋼(gang)管應特別(bie)加(jia)強檢査和維護(hu):


  ①. 生產流程的(de)要害部位。如加熱爐(lu)出口、塔底部、反應器底部、高(gao)溫高(gao)壓機泵、壓 縮機的(de)進(jin)出口等處(chu)的(de)管(guan)道。


  ②. 輸(shu)送易燃、易爆、有毒或腐蝕性介質的管道。


  ③. 管道的底部(bu)和彎頭等最易發生腐蝕和磨損的部(bu)位。


  ④. 管道上易(yi)(yi)被忽視的(de)部(bu)位(wei)以(yi)及易(yi)(yi)痤為“盲腸”的(de)部(bu)位(wei)。


  ⑤. 工(gong)作條件苛刻、承受(shou)交變(bian)應力的管道。


壓力管道巡回檢(jian)查項目和內容(rong)見表 5-1 。


表 1.jpg


 如遇到下列情況之一(yi),操作人員應(ying)立鄧采取緊急措(cuo)施,避免更(geng)大(da)事故的(de)發生,同時(shi)向 上級有關部(bu)門報(bao)告。


  ①. 管道超溫、超壓、過冷,經處理仍然無效.


  ②. 管(guan)道(dao)發生泄(xie)漏或破裂,危及(ji)安全生產(chan):


  ③. 發(fa)生火災、爆炸(zha)或相鄰設備和(he)不銹(xiu)鋼(gang)管道發(fa)生事故直接危(wei)及管道安全(quan)運行。



四(si)、管道的維護保養(yang)


維護保(bao)養(yang)工(gong)作(zuo)是(shi)延長不(bu)銹鋼壓力管道使(shi)用周期的(de)基(ji)礎(chu)。維護保(bao)養(yang)的(de)主要(yao)內(nei)容就是(shi)日(ri)常的(de)維護保(bao)養(yang)措施(shi)。


  ①. 要經常檢查壓力管道的防腐措施保證其完(wan)好無損。


  ②. 閥門的操作機構要定(ding)期進(jin)行活動,保(bao)證還其開關靈(ling)活。


  ③. 安全閥、壓力表要確保(bao)其靈敏,準確,并按時進行檢查和校驗(yan)。


  ④. 要定期檢查緊固(gu)螺栓,做到齊(qi)全(quan)、不(bu)銹蝕、絲扣完(wan)整、連接可靠。


  ⑤. 壓(ya)力管(guan)道因(yin)外界因(yin)素產(chan)生(sheng)較(jiao)大振(zhen)動時,應采取隔(ge)斷振(zhen)源(yuan)、加強支承等減(jian)振(zhen)措(cuo)施。 發(fa)現摩擦(ca)等情況應及(ji)時采取措(cuo)施。


  ⑥. 靜電跨接(jie)、接(jie)地(di)裝置要保(bao)持良好(hao)、完整,及時消除缺(que)陷,防止故障的發(fa)生。


  ⑦. 停用(yong)的(de)壓力管道應(ying)排除內部(bu)的(de)腐蝕性介質,并進行置換、清洗(xi)和(he)(he)干燥,必要時用(yong)氮(dan)氣保護。外表(biao)面應(ying)涂刷防(fang)(fang)腐油漆,防(fang)(fang)止環境因素腐蝕。對有保溫(wen)層(ceng)的(de)管道,要注意保溫(wen)層(ceng)下的(de)防(fang)(fang)腐和(he)(he)支座處(chu)的(de)防(fang)(fang)腐。


  ⑧. 及時消(xiao)除跑、冒(mao)、滴、漏。


  ⑨. 高溫(wen)管(guan)道,在開工升溫(wen)過程中需對管(guan)道法蘭(lan)連接螺栓進(jin)行(xing)熱緊;對低溫(wen)管(guan)道,在降溫(wen)過程中需進(jin)行(xing)冷緊。



五、定點(dian)測(ce)厚


  隨著各石化(hua)企業加工(gong)原油(you)重(zhong)質化(hua)、多樣化(hua)及高硫(liu)高酸(suan)的(de)(de)趨勢日(ri)益加重(zhong),為了保(bao)證生產裝置管(guan)(guan)道的(de)(de)完(wan)好運行,對(dui)重(zhong)要的(de)(de)不銹鋼壓力管(guan)(guan)道進行定點(dian)測厚,依(yi)靠(kao)大量的(de)(de)數據來判斷管(guan)(guan)道的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)狀況和剩(sheng)余壽命,并及時消除事(shi)故(gu)隱患,對(dui)防止發生壓力管(guan)(guan)道安全事(shi)故(gu)是十分(fen)有(you)效(xiao)的(de)(de)手段(duan)之(zhi)一(yi)。定點(dian)測厚主要針(zhen)對(dui)管(guan)(guan)道的(de)(de)均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)(shi)和沖刷腐(fu)蝕(shi)(shi)相對(dui)監測效(xiao)果較好。


 1. 不銹(xiu)鋼管布點原則(ze)


  ①. 定點測厚布點應根據(ju)工藝流(liu)程、操作條件、介質(zhi)的腐蝕性及以往的腐蝕檢查情況確定。


  ②. 在腐(fu)蝕突出(chu)的部位(wei)設置固定的監測(ce)點(dian)(dian),考慮現場實際情況,一(yi)般將(jiang)測(ce)厚點(dian)(dian)選在檢測(ce)人員容易操作的位(wei)置(腐(fu)蝕較嚴重(zhong)和需特別(bie)重(zhong)視(shi)的部位(wei)除外(wai))


  ③. 定點測厚布點必須有明顯的(de)標記,以保證(zheng)數(shu)據的(de)真實性(xing),有保溫的(de)管道應(ying)安裝可拆(chai)卸式保溫罩。


  ④. 定點測厚布點應優(you)先(xian)考(kao)慮(lv)彎頭、大小頭、三通、集合管、盲腸死角及噴嘴、閥門、孔板等附近(jin)易腐蝕和易沖蝕部位(wei),直(zhi)管段可酌情考(kao)慮(lv),常見結構的布點位(wei)置參考(kao)圖5-1。


  ⑤. 對于介質腐蝕(shi)性較強的管道,當直管段長度(du)大(da)于20米時(shi),一(yi)般(ban)縱向安排(pai)3處測厚點,長度(du)為10-20m時(shi),一(yi)般(ban)安排(pai)2處,小于10m時(shi)可(ke)安排(pai)1處。


  ⑥. 水平直管段同一截面處原則上(shang)安排(pai)(pai)4個(ge)測厚點,管徑較小時可(ke)在腐(fu)蝕可(ke)能嚴重的(de)部(bu)位安排(pai)(pai)1處。


 2. 不銹鋼(gang)管測厚頻(pin)率


  ①. 定點(dian)測厚原則(ze)上每(mei)6個(ge)月檢(jian)測一(yi)次,然后(hou)根(gen)據腐(fu)蝕速率(lv)(毫米/年,m/a )適(shi)當(dang)增減頻(pin)次。腐(fu)蝕速率(lv)最近2次所測某點(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(zhi)每年進(jin)行一(yi)次測厚。


  ③. 當腐蝕速率在0.3-0.5mm/a時,應(ying)縮(suo)減至每3個月進行一次測厚。


  ④. 當腐蝕速率大于0.5mm/a時,應對該管道(dao)進行監控,根據具體情況適當增加測(ce)(ce)厚(hou)布點和測(ce)(ce)厚(hou)頻次。


  ⑤. 當工藝條(tiao)件發生較(jiao)大變動時,在發生變動3個(ge)月后應進行一(yi)次測厚


  ⑥. 裝置停工檢修期間應(ying)對所有的(de)定點測厚(hou)布點進行常溫測厚(hou)。


圖 1.jpg


 3. 測厚的基本要求


  ①. 測(ce)厚工(gong)作應確(que)保(bao)定點,要數據準確(que),測(ce)厚儀器(qi)精(jing)度不應低于±0.1mm。


  ②. 每次(ci)測(ce)(ce)(ce)厚(hou)時應(ying)(ying)及時記錄,如發現與上次(ci)測(ce)(ce)(ce)厚(hou)結果相差較大時,應(ying)(ying)首先核對數據準(zhun)確性(xing),并(bing)重新(xin)進行測(ce)(ce)(ce)厚(hou)。如確認無誤,應(ying)(ying)認真分析原因(yin)并(bing)提出處理意見(jian)。


  ③. 對于(yu)腐(fu)蝕(shi)減薄量較大(da)的(de)不(bu)銹鋼(gang)管道,應(ying)按照有關標準進行剩余(yu)(yu)壽(shou)命的(de)估算,剩余(yu)(yu)壽(shou)命的(de)可靠程度取決于(yu)測厚數據的(de)準確性且只(zhi)能用于(yu)均(jun)勻腐(fu)蝕(shi),只(zhi)宜(yi)參考,不(bu)宜(yi)作為判廢依據。