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、工藝指標的控制
1. 操(cao)作壓力(li)和(he)操(cao)作溫度
操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)和操(cao)作(zuo)溫度(du)(du)是不(bu)(bu)銹鋼壓(ya)力(li)管(guan)道使用過程(cheng)兩(liang)個最重要(yao)的(de)(de)工藝控(kong)制(zhi)指標,是管(guan)道設計、選材(cai)(cai)、制(zhi)造和安(an)裝的(de)(de)主要(yao)依(yi)據。只有在(zai)安(an)全操(cao)作(zuo)規程(cheng)中規定(ding)的(de)(de)控(kong)制(zhi)指標內運行,才能保證不(bu)(bu)銹鋼管(guan)道的(de)(de)使用安(an)全。操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)和操(cao)作(zuo)溫度(du)(du)的(de)(de)控(kong)制(zhi)要(yao)點是保證管(guan)道不(bu)(bu)超過最高(gao)工作(zuo)壓(ya)力(li)和極(ji)限工作(zuo)溫度(du)(du)。超溫超壓(ya)將(jiang)導(dao)致管(guan)壁應力(li)值(zhi)的(de)(de)增加(jia)或(huo)材(cai)(cai)料機械(xie)強度(du)(du)的(de)(de)下降,尤其(qi)是在(zai)焊縫和法(fa)蘭、彎頭、閥門(men)、異徑(jing)管(guan)等(deng)幾何結構不(bu)(bu)連續處的(de)(de)局部應力(li)和峰值(zhi)應力(li)會大幅度(du)(du)增加(jia),成為疲勞破壞(huai)的(de)(de)源頭。過低的(de)(de)操(cao)作(zuo)溫度(du)(du)則將(jiang)引起材(cai)(cai)料韌性(xing)下降,從而有可能導(dao)致脆性(xing)破壞(huai)。
2. 交(jiao)變載荷的控(kong)制
在(zai)反復交變(bian)載(zai)荷的(de)作(zuo)用下,不(bu)銹鋼管道(dao)將生產疲勞破(po)壞。壓(ya)力(li)(li)管道(dao)的(de)疲勞破(po)壞主(zhu)要是(shi)(shi)屬于金(jin)屬的(de)低(di)周疲勞,其特點是(shi)(shi)應力(li)(li)較(jiao)大而變(bian)頻率較(jiao)低(di)。在(zai)幾何結構(gou)不(bu)連續的(de)地方和(he)焊(han)縫附(fu)近(jin)存在(zai)應力(li)(li)集中,有的(de)可能達到(dao)甚至(zhi)超過材料(liao)的(de)屈(qu)服極限。這些應力(li)(li)如果交變(bian)地加載(zai)與卸載(zai),將會使受(shou)力(li)(li)最大的(de)部位產生塑(su)變(bian)并(bing)逐漸發展(zhan)(zhan)為細微的(de)裂紋(wen)。隨著應力(li)(li)周期變(bian)化,裂紋(wen)將逐步(bu)擴展(zhan)(zhan),最后導(dao)致破(po)壞。管道(dao)交變(bian)應力(li)(li)產生的(de)因素主(zhu)要有以下方面
①. 因間斷輸(shu)送介質(zhi)而對管(guan)道反復地增壓(ya)和卸壓(ya)、升溫和降溫。
②. 運行中壓力波(bo)動較大。
③. 運行中溫度發生(sheng)周期性變化(hua),產生(sheng)管(guan)壁溫度應(ying)力的反(fan)復變化(hua)。
④. 因其他設備(bei)、支撐的交變外力和(he)受迫振動
為了防(fang)止不銹鋼(gang)管道(dao)的疲勞破壞,應保證平穩操(cao)作,盡量避(bi)免不必要的頻繁的加(jia)壓(ya)(ya)和(he)卸壓(ya)(ya),避(bi)免過大(da)的壓(ya)(ya)力和(he)溫度波動(dong)。
3. 腐蝕介(jie)質含量控制
原料性質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)惡劣及腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)含量對不(bu)銹鋼(gang)壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)危害很大(da),在用(yong)壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)對腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)含量及工況(kuang)應(ying)(ying)有(you)嚴格的(de)(de)工藝(yi)指標(biao)(biao)進(jin)行監(jian)控(kong)。對于(yu)高強鋼(gang)壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao),當(dang)二(er)(er)氧化(hua)硫含量超過一(yi)定(ding)值,并在伴有(you)水分的(de)(de)情況(kuang)下,就(jiu)大(da)大(da)增(zeng)加了管(guan)(guan)(guan)壁產生應(ying)(ying)力腐(fu)蝕開裂的(de)(de)可能性。尤其當(dang)焊(han)縫的(de)(de)硬(ying)度值偏高時,如二(er)(er)氧化(hua)硫超標(biao)(biao),極易導致焊(han)縫的(de)(de)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕。此外,腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)成分、 氣液(ye)相狀態(tai)的(de)(de)不(bu)同、流速差(cha)異等都會(hui)影響到管(guan)(guan)(guan)道(dao)腐(fu)蝕失(shi)效的(de)(de)程(cheng)度。總之,不(bu)銹鋼(gang)壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)成分的(de)(de)控(kong)制(zhi)是(shi)壓(ya)力管(guan)(guan)(guan)道(dao)運行控(kong)制(zhi)中重(zhong)要的(de)(de)內(nei)容之一(yi),對于(yu)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)超標(biao)(biao)等違反工藝(yi)操作規程(cheng)的(de)(de)行為,使(shi)用(yong)單位必須做出(chu)明確規定(ding),堅決制(zhi)止(zhi)。
在運(yun)行過程中,操作人(ren)員應(ying)嚴(yan)格控(kong)制工(gong)藝指(zhi)標,正(zheng)確操作,嚴(yan)禁超壓、超溫(wen)運(yun)行。加(jia)載和卸載的(de)(de)速度(du)不能過快(kuai),高溫(wen)或低溫(wen)(-20℃以下)條件(jian)下運(yun)行的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao),加(jia)熱或冷卻應(ying)緩(huan)慢進行。管(guan)道(dao)(dao)運(yun)行時,應(ying)盡(jin)(jin)量避免(mian)壓力和溫(wen)度(du)的(de)(de)大(da)幅度(du)波動,盡(jin)(jin)量減(jian)少管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)開停次數,并(bing)嚴(yan)格控(kong)制介質組分(fen)。
二、管道(dao)系(xi)統的診斷方法(fa)
管(guan)道(dao)(dao)(dao)系(xi)(xi)統在(zai)各種外力(li)、輸送介(jie)質(zhi)和周圍環(huan)境因素的(de)作(zuo)用下,逐漸(jian)產(chan)(chan)生變形、磨損(sun)、腐 蝕、泄漏和振動,從而影響管(guan)道(dao)(dao)(dao)系(xi)(xi)統的(de)整體性能。管(guan)道(dao)(dao)(dao)系(xi)(xi)統的(de)診斷(duan)就是在(zai)管(guan)道(dao)(dao)(dao)系(xi)(xi)統正(zheng)常運(yun)行(xing)(xing)(xing)過(guo)程中,或(huo)基本不影響管(guan)道(dao)(dao)(dao)系(xi)(xi)統正(zheng)常運(yun)行(xing)(xing)(xing)的(de)情況下,通過(guo)觀察、測試來掌握系(xi)(xi)統的(de)運(yun)行(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)況,判斷(duan)可能產(chan)(chan)生故障的(de)部(bu)位,預報信息,安排計劃,進行(xing)(xing)(xing)維修(xiu)的(de)一項綜合技術,防患(huan)于(yu)事故發(fa)生前。
管道系統的診斷方法如下。
①. 直接觀察(cha)。通過現場(chang)觀察(cha),獲得第一手資料,這種(zhong)方法(fa)依(yi)賴于操作(zuo)者的(de)豐富經(jing)驗, 并(bing)借助于一定的(de)儀器,常(chang)用于跑、冒、滴、漏的(de)診斷。
②. 振(zhen)動、噪聲觀測。通過觀測發(fa)生異常的(de)振(zhen)動、噪聲現象(xiang),預測其(qi)發(fa)生的(de)部(bu)位和影響(xiang)的(de)范圍。
③. 溫度測量(liang)(liang)。通過對介質溫度和保(bao)溫層表面(mian)溫度的測量(liang)(liang),判斷管道系統(tong)的運(yun)行情況和保(bao)溫效果(guo)。
④. 壓力測(ce)(ce)量。通過(guo)對介質壓力的(de)測(ce)(ce)量,判斷管道系統(tong)的(de)運行情況和管網有(you)無泄(xie)漏。
⑤. 流(liu)量(liang)測量(liang)。通過對介質流(liu)量(liang)的測量(liang),判斷管道系統的運(yun)行情況和管網(wang)有無泄漏。
⑥. 應(ying)力應(ying)變(bian)測量。測定管子的疲(pi)勞狀態等。
⑦. 不銹鋼管道壁厚測(ce)(ce)量(liang)。通過測(ce)(ce)厚儀測(ce)(ce)定管子的腐(fu)蝕、磨損量(liang)、減薄(bo)情況。
通過上述觀察測量,隨時掌(zhang)握(wo)不銹(xiu)鋼管(guan)道的運(yun)行情況和運(yun)行狀態,預測可能產生(sheng)故障(zhang)的特點(dian) 和部位,以便(bian)確定維修方案。
三、管(guan)道系(xi)統的(de)巡(xun)回(hui)檢查
使用(yong)單(dan)位(wei)應(ying)根據本單(dan)位(wei)工藝流程和(he)各裝(zhuang)置單(dan)元分布情況劃(hua)分區域,明確(que)職(zhi)責,做到每(mei)條不銹鋼管(guan)線(xian)、每(mei)個(ge)閥門(men)、每(mei)個(ge)管(guan)架等都有專人(ren)(ren)負責,不允許出(chu)現無人(ren)(ren)管(guan)轄的(de)管(guan)段。同時要(yao)制(zhi)(zhi)訂(ding)嚴格的(de)不銹鋼管(guan)管(guan)道系(xi)統巡(xun)回檢(jian)查(cha)制(zhi)(zhi)度,明確(que)檢(jian)查(cha)人(ren)(ren)員(yuan)、檢(jian)查(cha)時間、檢(jian)查(cha)部(bu)位(wei)、應(ying)檢(jian)查(cha)的(de)項目,操(cao)作人(ren)(ren)員(yuan)和(he)維(wei)修人(ren)(ren)員(yuan)均要(yao)按照各自的(de)責任和(he)要(yao)求定期(qi)按巡(xun)回檢(jian)查(cha)路線(xian)完成(cheng)每(mei)個(ge)部(bu)位(wei)、每(mei)個(ge)項目的(de)檢(jian)查(cha),并做好(hao)巡(xun)回檢(jian)查(cha)記(ji)錄。尤其(qi)是對于新建裝(zhuang)置或單(dan)元,由于可能存(cun)在設計、制(zhi)(zhi)造 和(he)安裝(zhuang)等方面的(de)問題,在運行初(chu)期(qi),問題就會暴露出(chu)來,此時的(de)巡(xun)檢(jian)更(geng)為重要(yao),檢(jian)查(cha)中一旦發現異常情況,應(ying)立(li)即匯報和(he)處(chu)理巡(xun)回檢(jian)查(cha)的(de)項目主要(yao)包括以下方面。
①. 各項工藝操作(zuo)指標參數及運行情況。
②. 管道、閥門(men)及各(ge)管件密封有無(wu)泄漏。
③. 防腐(fu)保(bao)溫(wen)層是否完好。
④. 管道振動情況。
⑤. 管道支、吊架的緊(jin)固、腐濁和(he)支承情況:
⑥. 管(guan)(guan)道(dao)之間、管(guan)(guan)道(dao)與相鄰構件(jian)的磨(mo)擦情況:
⑦. 安(an)全(quan)閥、壓力(li)表、溫度計等安(an)全(quan)保護裝置的完(wan)好狀況(kuang)。
⑧. 靜電跨接(jie)(jie)、接(jie)(jie)地設施(shi)(shi)、抗腐蝕陰陽極等保(bao)護設施(shi)(shi)的完好狀況。
其中對下列不(bu)銹鋼管應特別加強(qiang)檢(jian)査和維(wei)護:
①. 生產流程的(de)要害部(bu)位。如加熱(re)爐出(chu)口(kou)、塔底部(bu)、反應器底部(bu)、高溫(wen)高壓機泵、壓 縮機的(de)進出(chu)口(kou)等處的(de)管(guan)道。
②. 輸送(song)易燃(ran)、易爆、有毒或腐蝕性介質的管道。
③. 管道的(de)底部(bu)和彎頭等最易發生(sheng)腐蝕和磨損(sun)的(de)部(bu)位。
④. 管道上(shang)易被忽視(shi)的部位以及易痤為“盲(mang)腸”的部位。
⑤. 工作(zuo)條件苛刻、承受交變(bian)應力的管道。
壓(ya)力管道(dao)巡回檢查(cha)項目(mu)和內容見(jian)表 5-1 。

如(ru)遇(yu)到下列情況之一,操作(zuo)人員(yuan)應(ying)立(li)鄧采(cai)取緊(jin)急措(cuo)施,避免更(geng)大事故(gu)的發生,同時向(xiang) 上(shang)級有關部門(men)報告。
①. 管(guan)道超溫、超壓、過冷,經處理仍然無(wu)效.
②. 管道(dao)發(fa)生泄漏或破裂,危及安全生產:
③. 發生火(huo)災、爆炸或相鄰設備和不銹鋼管道發生事故(gu)直接危及管道安全運行(xing)。
四(si)、管道的維護保(bao)養
維護保養(yang)工作是延長不銹鋼壓(ya)力管道使用周期的基礎。維護保養(yang)的主要(yao)內容就是日常的維護保養(yang)措施。
①. 要經常檢查壓力管道(dao)的(de)防腐措(cuo)施保證其完(wan)好無損。
②. 閥門的操作機構要定期進行(xing)活動,保證還其開關靈活。
③. 安全閥、壓力表(biao)要確保其靈敏,準確,并(bing)按時(shi)進行(xing)檢(jian)查和校(xiao)驗。
④. 要定期檢查緊固螺栓,做到(dao)齊全、不銹蝕、絲扣完整、連接可(ke)靠。
⑤. 壓力管道因外界因素產(chan)生較大振(zhen)動時(shi),應采取(qu)隔斷振(zhen)源、加強支承等(deng)減振(zhen)措施(shi)。 發現摩(mo)擦等(deng)情(qing)況應及時(shi)采取(qu)措施(shi)。
⑥. 靜電跨接(jie)、接(jie)地(di)裝置要保持良好、完整(zheng),及時(shi)消(xiao)除缺陷(xian),防止故障的(de)發生。
⑦. 停用(yong)的(de)(de)壓(ya)力管(guan)道(dao)應排除內(nei)部(bu)的(de)(de)腐(fu)蝕性介質,并進(jin)行(xing)置(zhi)換(huan)、清洗和(he)干燥,必要時用(yong)氮氣保(bao)護(hu)。外表面應涂刷防腐(fu)油(you)漆,防止環境因素腐(fu)蝕。對有保(bao)溫層的(de)(de)管(guan)道(dao),要注意保(bao)溫層下的(de)(de)防腐(fu)和(he)支座處的(de)(de)防腐(fu)。
⑧. 及時消除跑(pao)、冒、滴、漏。
⑨. 高(gao)溫(wen)管(guan)道(dao),在(zai)(zai)開(kai)工升溫(wen)過程中(zhong)需(xu)對(dui)(dui)管(guan)道(dao)法蘭(lan)連接螺栓(shuan)進行熱緊(jin);對(dui)(dui)低溫(wen)管(guan)道(dao),在(zai)(zai)降溫(wen)過程中(zhong)需(xu)進行冷緊(jin)。
五、定(ding)點測厚(hou)
隨(sui)著(zhu)各石化(hua)企(qi)業(ye)加工(gong)原(yuan)油重質化(hua)、多樣化(hua)及高硫高酸的(de)趨(qu)勢日益加重,為(wei)了保證生(sheng)(sheng)產裝置(zhi)管(guan)道的(de)完好(hao)運行,對重要(yao)的(de)不銹鋼壓力管(guan)道進行定點測(ce)厚,依靠大量的(de)數(shu)據來(lai)判斷(duan)管(guan)道的(de)腐蝕(shi)狀(zhuang)況和剩余(yu)壽(shou)命,并及時消(xiao)除事故隱患,對防(fang)止發生(sheng)(sheng)壓力管(guan)道安全事故是(shi)十分有效的(de)手段之一。定點測(ce)厚主要(yao)針對管(guan)道的(de)均勻腐蝕(shi)和沖刷(shua)腐蝕(shi)相對監測(ce)效果較好(hao)。
1. 不銹鋼(gang)管布點原則
①. 定(ding)點(dian)(dian)測厚(hou)布點(dian)(dian)應根(gen)據工藝流程、操作條件、介質的(de)腐蝕性及以往的(de)腐蝕檢查情況(kuang)確定(ding)。
②. 在腐(fu)蝕突(tu)出(chu)的(de)部(bu)位設置(zhi)固定的(de)監(jian)測點(dian),考慮現場實際情況,一(yi)般(ban)將(jiang)測厚點(dian)選(xuan)在檢測人員容易操(cao)作的(de)位置(zhi)(腐(fu)蝕較嚴(yan)重和需特別(bie)重視(shi)的(de)部(bu)位除外)
③. 定(ding)點測厚布點必須有明顯(xian)的(de)(de)(de)標(biao)記(ji),以(yi)保(bao)(bao)證數據的(de)(de)(de)真實性,有保(bao)(bao)溫(wen)的(de)(de)(de)管道應安裝可拆卸式保(bao)(bao)溫(wen)罩。
④. 定點測厚布點應優先考(kao)慮彎頭、大小頭、三通、集合管、盲腸死(si)角(jiao)及噴嘴、閥門(men)、孔(kong)板等(deng)附(fu)近易腐(fu)蝕和易沖蝕部(bu)位,直(zhi)管段可酌情考(kao)慮,常見結(jie)構的布點位置(zhi)參考(kao)圖5-1。
⑤. 對(dui)于(yu)介(jie)質腐蝕性較強的管道(dao),當直管段長(chang)度(du)(du)大于(yu)20米時,一(yi)般縱(zong)向安排3處(chu)(chu)測厚點,長(chang)度(du)(du)為10-20m時,一(yi)般安排2處(chu)(chu),小(xiao)于(yu)10m時可安排1處(chu)(chu)。
⑥. 水平直管段(duan)同一截面處原則(ze)上(shang)安排4個測(ce)厚點,管徑(jing)較小時可在腐蝕可能嚴重(zhong)的部位(wei)安排1處。
2. 不銹鋼管測厚頻(pin)率
①. 定點(dian)測(ce)厚(hou)原則上(shang)每6個月(yue)檢測(ce)一次,然后(hou)根據(ju)腐(fu)蝕速(su)率(lv)(毫米(mi)/年,m/a )適當增減頻次。腐(fu)蝕速(su)率(lv)最近(jin)2次所測(ce)某點(dian)的差值/間(jian)隔(ge)時間(jian)。
②. 當腐蝕速率小于0.1mm/a時,可(ke)延長(chang)至每(mei)年進行一次測厚。
③. 當(dang)腐(fu)蝕速率在0.3-0.5mm/a時(shi),應縮減至(zhi)每3個月進行一(yi)次測厚。
④. 當(dang)腐蝕速率大于0.5mm/a時(shi),應對該管道進(jin)行(xing)監控,根據具體情況(kuang)適當(dang)增加測厚布點和測厚頻次。
⑤. 當(dang)工藝條件發生較大變動時,在發生變動3個月(yue)后應進行一次測厚
⑥. 裝置停工(gong)檢修期間應對所有的定點測(ce)厚布點進行常(chang)溫測(ce)厚。

3. 測厚(hou)的基本要求(qiu)
①. 測厚工作應(ying)確保(bao)定(ding)點,要數據準確,測厚儀器精度不應(ying)低(di)于±0.1mm。
②. 每次測厚時(shi)應(ying)及時(shi)記錄,如發現與上次測厚結果相(xiang)差較大時(shi),應(ying)首先核對數(shu)據準確性,并重新進行測厚。如確認(ren)無(wu)誤,應(ying)認(ren)真分析原因并提(ti)出處理意見。
③. 對于(yu)腐蝕減(jian)薄(bo)量較大的(de)不(bu)銹鋼管道,應按照有關標準進行剩余(yu)壽命(ming)的(de)估算,剩余(yu)壽命(ming)的(de)可靠(kao)程度(du)取決于(yu)測厚數據的(de)準確性且(qie)只(zhi)能(neng)用于(yu)均勻腐蝕,只(zhi)宜參(can)考,不(bu)宜作為判廢依據。

