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(cao)作壓力(li)和操(cao)作溫度
操(cao)作(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力(li)和操(cao)作(zuo)(zuo)溫度是不(bu)銹鋼壓(ya)(ya)力(li)管(guan)(guan)道(dao)使(shi)用過(guo)(guo)程(cheng)兩個最重要(yao)的(de)工藝(yi)控(kong)制(zhi)指標(biao),是管(guan)(guan)道(dao)設計、選(xuan)材(cai)、制(zhi)造和安(an)裝(zhuang)的(de)主要(yao)依據(ju)。只有(you)在安(an)全(quan)(quan)操(cao)作(zuo)(zuo)規程(cheng)中規定的(de)控(kong)制(zhi)指標(biao)內運行(xing),才能保(bao)(bao)證(zheng)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)道(dao)的(de)使(shi)用安(an)全(quan)(quan)。操(cao)作(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力(li)和操(cao)作(zuo)(zuo)溫度的(de)控(kong)制(zhi)要(yao)點是保(bao)(bao)證(zheng)管(guan)(guan)道(dao)不(bu)超過(guo)(guo)最高工作(zuo)(zuo)壓(ya)(ya)力(li)和極(ji)限工作(zuo)(zuo)溫度。超溫超壓(ya)(ya)將導(dao)致管(guan)(guan)壁應(ying)力(li)值(zhi)的(de)增加或材(cai)料(liao)機械強度的(de)下(xia)降,尤其是在焊(han)縫和法(fa)蘭、彎頭、閥門(men)、異徑管(guan)(guan)等幾何結構不(bu)連續處(chu)的(de)局(ju)部應(ying)力(li)和峰值(zhi)應(ying)力(li)會(hui)大幅度增加,成(cheng)為(wei)疲勞破(po)壞的(de)源(yuan)頭。過(guo)(guo)低的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)溫度則將引起材(cai)料(liao)韌(ren)性下(xia)降,從(cong)而有(you)可能導(dao)致脆(cui)性破(po)壞。
2. 交變(bian)載荷的(de)控制
在(zai)(zai)反復交(jiao)變載荷的(de)(de)(de)作用下(xia)(xia),不(bu)銹鋼管(guan)道(dao)將(jiang)生(sheng)(sheng)產疲(pi)(pi)勞(lao)破壞(huai)。壓力(li)管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)破壞(huai)主(zhu)要是屬于金屬的(de)(de)(de)低周疲(pi)(pi)勞(lao),其(qi)特點是應力(li)較大(da)而變頻率較低。在(zai)(zai)幾(ji)何結構不(bu)連(lian)續的(de)(de)(de)地(di)(di)方和(he)焊縫附近存在(zai)(zai)應力(li)集(ji)中(zhong),有(you)的(de)(de)(de)可能達(da)到甚至(zhi)超過材料的(de)(de)(de)屈服極限。這(zhe)些應力(li)如果交(jiao)變地(di)(di)加載與卸載,將(jiang)會使受力(li)最大(da)的(de)(de)(de)部位(wei)產生(sheng)(sheng)塑變并逐漸發展(zhan)為細微的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)。隨(sui)著應力(li)周期(qi)變化,裂(lie)紋(wen)將(jiang)逐步擴(kuo)展(zhan),最后導致破壞(huai)。管(guan)道(dao)交(jiao)變應力(li)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)因素主(zhu)要有(you)以下(xia)(xia)方面
①. 因(yin)間斷輸送介質(zhi)而對管(guan)道(dao)反復地增(zeng)壓和卸壓、升(sheng)溫(wen)和降(jiang)溫(wen)。
②. 運行(xing)中壓(ya)力(li)波動較大。
③. 運行(xing)中溫度(du)發(fa)生周期(qi)性變(bian)化,產生管(guan)壁(bi)溫度(du)應力的反復變(bian)化。
④. 因其(qi)他設(she)備、支撐的交變外力和受迫振動
為了防止不銹鋼管道的(de)疲勞破壞,應保證平穩(wen)操作,盡量避(bi)免(mian)不必要的(de)頻繁的(de)加壓(ya)和卸壓(ya),避(bi)免(mian)過(guo)大的(de)壓(ya)力和溫度(du)波動。
3. 腐蝕介質(zhi)含量控(kong)制
原料(liao)性質(zhi)的(de)(de)(de)惡劣及腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)含量對(dui)不銹(xiu)鋼壓(ya)力(li)(li)管(guan)道的(de)(de)(de)危(wei)害很大(da),在(zai)用壓(ya)力(li)(li)管(guan)道對(dui)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)含量及工(gong)況應有(you)嚴(yan)格的(de)(de)(de)工(gong)藝指(zhi)標(biao)進行(xing)監控(kong)。對(dui)于高(gao)強鋼壓(ya)力(li)(li)管(guan)道,當(dang)二氧化硫含量超過一定值,并(bing)在(zai)伴有(you)水分的(de)(de)(de)情況下,就大(da)大(da)增(zeng)加了管(guan)壁產生應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)開裂的(de)(de)(de)可能性。尤其當(dang)焊縫(feng)的(de)(de)(de)硬度值偏高(gao)時,如二氧化硫超標(biao),極(ji)易導致焊縫(feng)的(de)(de)(de)應力(li)(li)腐(fu)蝕(shi)。此外,腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)成分、 氣液相狀態(tai)的(de)(de)(de)不同(tong)、流速(su)差異等都會影響(xiang)到管(guan)道腐(fu)蝕(shi)失效的(de)(de)(de)程度。總(zong)之,不銹(xiu)鋼壓(ya)力(li)(li)管(guan)道介(jie)質(zhi)成分的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)是壓(ya)力(li)(li)管(guan)道運行(xing)控(kong)制(zhi)中重(zhong)要的(de)(de)(de)內容(rong)之一,對(dui)于介(jie)質(zhi)超標(biao)等違反工(gong)藝操(cao)作規程的(de)(de)(de)行(xing)為,使用單位(wei)必須做出明(ming)確規定,堅決(jue)制(zhi)止。
在運行過程中(zhong),操(cao)作(zuo)人員應(ying)嚴(yan)格控制工藝指標,正確操(cao)作(zuo),嚴(yan)禁超壓、超溫運行。加載和(he)(he)卸載的(de)(de)速度不能過快,高(gao)溫或(huo)低溫(-20℃以(yi)下)條件下運行的(de)(de)管道,加熱或(huo)冷卻(que)應(ying)緩慢進行。管道運行時,應(ying)盡量避免壓力和(he)(he)溫度的(de)(de)大幅度波動,盡量減少管道的(de)(de)開停次數,并(bing)嚴(yan)格控制介(jie)質組分。
二、管(guan)道系統的診斷方法
管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統(tong)在各種外力、輸送介(jie)質和周圍環(huan)境因(yin)素的(de)(de)(de)作用下,逐漸(jian)產生變形、磨損、腐 蝕、泄漏和振(zhen)動,從(cong)而影響(xiang)管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)整體性能(neng)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)診斷就(jiu)是在管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統(tong)正常(chang)運行(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中,或(huo)基(ji)本不影響(xiang)管(guan)(guan)道(dao)(dao)系(xi)(xi)統(tong)正常(chang)運行(xing)(xing)的(de)(de)(de)情況下,通過(guo)觀察、測試(shi)來(lai)掌握系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)運行(xing)(xing)狀況,判斷可能(neng)產生故障的(de)(de)(de)部位(wei),預報信息,安排計劃,進行(xing)(xing)維修的(de)(de)(de)一項綜合技術,防患于事故發生前。
管道系統的診斷(duan)方法(fa)如下。
①. 直(zhi)接(jie)觀(guan)察。通過現場觀(guan)察,獲(huo)得第一手(shou)資(zi)料,這種(zhong)方法依賴(lai)于(yu)操作者的(de)豐富經(jing)驗, 并借助于(yu)一定的(de)儀(yi)器(qi),常用于(yu)跑、冒、滴、漏的(de)診斷。
②. 振動(dong)、噪聲(sheng)觀測(ce)(ce)。通過觀測(ce)(ce)發(fa)生異常的振動(dong)、噪聲(sheng)現象,預測(ce)(ce)其發(fa)生的部位和影響的范(fan)圍(wei)。
③. 溫(wen)度測(ce)量(liang)。通過對介質溫(wen)度和保溫(wen)層表面溫(wen)度的測(ce)量(liang),判斷管道系統的運行情(qing)況(kuang)和保溫(wen)效果。
④. 壓力測(ce)量。通過對(dui)介質壓力的測(ce)量,判斷管道系統的運行(xing)情況和管網有無泄漏。
⑤. 流量(liang)測量(liang)。通過(guo)對(dui)介質流量(liang)的測量(liang),判(pan)斷管道系(xi)統的運行情況和管網有無泄漏(lou)。
⑥. 應力應變(bian)測量。測定管子的疲勞狀態等。
⑦. 不銹鋼管道(dao)壁(bi)厚測量。通過(guo)測厚儀測定(ding)管子的腐蝕、磨損量、減薄情況。
通(tong)過上述觀察測量,隨時(shi)掌握不銹鋼管道的運(yun)行情況和(he)運(yun)行狀態,預測可能產生故障的特點 和(he)部位,以便(bian)確定維(wei)修(xiu)方案。
三、管道(dao)系統的巡回檢查
使用單位(wei)(wei)應(ying)(ying)(ying)根據本單位(wei)(wei)工藝流程和(he)(he)各(ge)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)單元(yuan)分(fen)布情況劃分(fen)區(qu)域(yu),明確職責(ze)(ze),做到每條(tiao)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管線、每個閥門(men)、每個管架等(deng)都有(you)專(zhuan)人(ren)負責(ze)(ze),不(bu)允許出現無人(ren)管轄的(de)管段。同時(shi)要(yao)(yao)制(zhi)訂嚴格的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管管道系統巡回(hui)檢(jian)(jian)(jian)查制(zhi)度,明確檢(jian)(jian)(jian)查人(ren)員(yuan)(yuan)、檢(jian)(jian)(jian)查時(shi)間、檢(jian)(jian)(jian)查部(bu)位(wei)(wei)、應(ying)(ying)(ying)檢(jian)(jian)(jian)查的(de)項(xiang)目,操作人(ren)員(yuan)(yuan)和(he)(he)維修人(ren)員(yuan)(yuan)均要(yao)(yao)按(an)照各(ge)自的(de)責(ze)(ze)任和(he)(he)要(yao)(yao)求(qiu)定期(qi)按(an)巡回(hui)檢(jian)(jian)(jian)查路(lu)線完成每個部(bu)位(wei)(wei)、每個項(xiang)目的(de)檢(jian)(jian)(jian)查,并做好巡回(hui)檢(jian)(jian)(jian)查記錄(lu)。尤其(qi)是對于新(xin)建裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)或(huo)單元(yuan),由(you)于可能存在設計、制(zhi)造 和(he)(he)安裝(zhuang)(zhuang)等(deng)方(fang)面的(de)問(wen)題(ti),在運行初期(qi),問(wen)題(ti)就會暴露出來(lai),此時(shi)的(de)巡檢(jian)(jian)(jian)更為重(zhong)要(yao)(yao),檢(jian)(jian)(jian)查中一旦發現異常情況,應(ying)(ying)(ying)立即(ji)匯報(bao)和(he)(he)處理巡回(hui)檢(jian)(jian)(jian)查的(de)項(xiang)目主要(yao)(yao)包括以下(xia)方(fang)面。
①. 各項工藝操作指標參數及(ji)運(yun)行情況。
②. 管(guan)道、閥門及各管(guan)件密封有無(wu)泄漏。
③. 防腐保溫(wen)層是否(fou)完好。
④. 管道振動(dong)情況。
⑤. 管(guan)道(dao)支、吊架的緊固、腐(fu)濁和(he)支承情況:
⑥. 管(guan)道之(zhi)間、管(guan)道與相(xiang)鄰構件的磨擦情況:
⑦. 安(an)(an)全(quan)閥、壓力表、溫度計等安(an)(an)全(quan)保護裝置的完好狀況。
⑧. 靜(jing)電跨接、接地設施、抗腐蝕陰陽極等保護(hu)設施的完好狀況。
其中對下列不(bu)銹鋼管應特(te)別加強檢査和維護:
①. 生(sheng)產(chan)流程(cheng)的要害部位。如加熱爐出口、塔底部、反應器底部、高溫高壓機泵、壓 縮機的進出口等(deng)處的管道。
②. 輸送易(yi)燃、易(yi)爆(bao)、有毒或(huo)腐蝕性介(jie)質(zhi)的(de)管道。
③. 管道的(de)底部和(he)彎頭等最易發生腐蝕和(he)磨損的(de)部位(wei)。
④. 管道上易被忽視的(de)部位以及易痤為(wei)“盲腸(chang)”的(de)部位。
⑤. 工作條(tiao)件苛刻、承受交變應力(li)的管道。
壓力管(guan)道巡回檢查項目和內容見(jian)表 5-1 。
如遇(yu)到下列情況之(zhi)一,操作人(ren)員應立鄧采取緊急措施(shi),避免(mian)更大(da)事故的發(fa)生,同時向 上級(ji)有關部(bu)門報(bao)告。
①. 管(guan)道超溫、超壓(ya)、過冷,經(jing)處理仍然無效.
②. 管(guan)道發生泄漏或破裂,危及安(an)全生產(chan):
③. 發(fa)生火災、爆炸或(huo)相鄰設備和不銹鋼管道發(fa)生事故(gu)直接危及管道安全運(yun)行(xing)。
四、管道的維護保養
維護保(bao)(bao)養工作是延(yan)長不銹鋼壓力管道(dao)使用周期的(de)基礎。維護保(bao)(bao)養的(de)主要內(nei)容就是日常的(de)維護保(bao)(bao)養措(cuo)施。
①. 要經常檢(jian)查壓力管道的防(fang)腐(fu)措施保證其完好(hao)無損。
②. 閥門的操作機(ji)構(gou)要(yao)定(ding)期進行活(huo)動,保證還其開關靈(ling)活(huo)。
③. 安(an)全閥、壓力表要(yao)確保其靈敏,準確,并按時進行檢查和校驗。
④. 要定(ding)期檢查緊(jin)固螺栓,做(zuo)到齊全、不(bu)銹蝕、絲(si)扣完(wan)整、連接可靠。
⑤. 壓力管(guan)道(dao)因外界因素產生較(jiao)大振(zhen)(zhen)動時,應(ying)采取隔(ge)斷振(zhen)(zhen)源(yuan)、加強支承等(deng)(deng)減振(zhen)(zhen)措(cuo)施。 發現(xian)摩擦等(deng)(deng)情況應(ying)及時采取措(cuo)施。
⑥. 靜電跨接、接地(di)裝置(zhi)要保持良好(hao)、完整,及(ji)時消除缺陷,防止故障的發(fa)生。
⑦. 停用(yong)的(de)壓力管(guan)道(dao)應(ying)排除內部的(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing)介質(zhi),并進行置換、清洗(xi)和(he)干燥,必要時(shi)用(yong)氮氣保(bao)護。外表面(mian)應(ying)涂刷防(fang)腐(fu)油漆,防(fang)止環(huan)境(jing)因素腐(fu)蝕(shi)。對有保(bao)溫(wen)層(ceng)的(de)管(guan)道(dao),要注意保(bao)溫(wen)層(ceng)下(xia)的(de)防(fang)腐(fu)和(he)支(zhi)座處的(de)防(fang)腐(fu)。
⑧. 及時消除跑、冒、滴、漏。
⑨. 高溫管(guan)道,在(zai)開工升溫過程中(zhong)需對管(guan)道法(fa)蘭連接螺栓進行熱緊;對低溫管(guan)道,在(zai)降(jiang)溫過程中(zhong)需進行冷緊。
五(wu)、定點測(ce)厚
隨著各(ge)石化企業(ye)加(jia)工原油(you)重質化、多樣化及(ji)高(gao)(gao)硫高(gao)(gao)酸的(de)趨勢日益加(jia)重,為了保(bao)證(zheng)生產裝(zhuang)置管(guan)道的(de)完好運行,對(dui)重要的(de)不銹(xiu)鋼(gang)壓力(li)管(guan)道進行定點(dian)(dian)測(ce)厚,依靠大量的(de)數據(ju)來判斷管(guan)道的(de)腐蝕狀(zhuang)況和剩余壽命(ming),并及(ji)時(shi)消除事(shi)故隱患,對(dui)防止發生壓力(li)管(guan)道安全事(shi)故是(shi)十(shi)分有效的(de)手段之一。定點(dian)(dian)測(ce)厚主要針對(dui)管(guan)道的(de)均勻腐蝕和沖(chong)刷腐蝕相對(dui)監測(ce)效果較好。
1. 不銹(xiu)鋼(gang)管布(bu)點原則
①. 定點(dian)測厚(hou)布點(dian)應(ying)根據工藝流程(cheng)、操作條件、介質的腐蝕性及以往的腐蝕檢查情況(kuang)確定。
②. 在(zai)腐蝕突出的(de)(de)部位(wei)設置(zhi)固定的(de)(de)監測(ce)點,考慮現場(chang)實(shi)際情況(kuang),一(yi)般(ban)將測(ce)厚點選在(zai)檢(jian)測(ce)人(ren)員容易操(cao)作的(de)(de)位(wei)置(zhi)(腐蝕較嚴重和需特別重視的(de)(de)部位(wei)除外)
③. 定點(dian)測厚(hou)布點(dian)必須有明顯(xian)的(de)標(biao)記,以保(bao)(bao)證(zheng)數據的(de)真實性,有保(bao)(bao)溫的(de)管道應安裝可(ke)拆卸式保(bao)(bao)溫罩。
④. 定點(dian)測厚布點(dian)應優先考慮彎頭、大小頭、三通、集合管(guan)、盲腸死(si)角及(ji)噴嘴(zui)、閥(fa)門、孔板等附(fu)近易腐蝕和易沖(chong)蝕部位(wei),直管(guan)段(duan)可酌情考慮,常見結構的布點(dian)位(wei)置參考圖5-1。
⑤. 對于(yu)介質腐蝕性較強的管道,當直管段(duan)長(chang)度大于(yu)20米時,一般縱向安(an)排(pai)3處(chu)測厚點,長(chang)度為10-20m時,一般安(an)排(pai)2處(chu),小于(yu)10m時可(ke)安(an)排(pai)1處(chu)。
⑥. 水平直管段同一截面處原則上(shang)安(an)排(pai)4個(ge)測厚點,管徑(jing)較(jiao)小時可(ke)在腐蝕可(ke)能嚴重的部位安(an)排(pai)1處。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)管測(ce)厚頻(pin)率
①. 定點測厚原(yuan)則上每(mei)6個(ge)月檢測一次(ci),然后根據腐蝕速率(毫米/年,m/a )適當增減頻次(ci)。腐蝕速率最(zui)近2次(ci)所測某點的差(cha)值/間(jian)隔(ge)時間(jian)。
②. 當腐蝕速率小于0.1mm/a時,可延長至(zhi)每年進行一次(ci)測厚(hou)。
③. 當腐蝕速率(lv)在0.3-0.5mm/a時,應縮減至每3個月進行一次(ci)測厚(hou)。
④. 當腐蝕速(su)率(lv)大(da)于0.5mm/a時,應對該管道進行(xing)監(jian)控,根據具體情況適當增加測厚布點和測厚頻次。
⑤. 當工(gong)藝條(tiao)件發生較大變動時,在發生變動3個月后應進行一次測厚
⑥. 裝置停(ting)工檢修期間應對(dui)所有(you)的定點(dian)測厚布點(dian)進行常溫(wen)測厚。
3. 測厚(hou)的基本要求
①. 測(ce)厚工作應確保定點,要數據準確,測(ce)厚儀器(qi)精度不(bu)應低于±0.1mm。
②. 每次測厚時應(ying)及時記錄(lu),如發現與上次測厚結(jie)果相差較大時,應(ying)首先核對數據準確性,并重新進(jin)行測厚。如確認無誤,應(ying)認真分析原因并提(ti)出處理意見。
③. 對于腐(fu)蝕減薄量較大的不(bu)(bu)銹鋼管(guan)道(dao),應按照有關標準(zhun)(zhun)進行剩余(yu)壽命的估算,剩余(yu)壽命的可靠程度(du)取決于測厚數據(ju)的準(zhun)(zhun)確性且(qie)只(zhi)能用于均(jun)勻腐(fu)蝕,只(zhi)宜參考,不(bu)(bu)宜作為判廢(fei)依據(ju)。