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(de)控制
1. 操(cao)作(zuo)壓力和操(cao)作(zuo)溫(wen)度
操(cao)作(zuo)壓力(li)(li)和(he)(he)操(cao)作(zuo)溫度是不銹(xiu)鋼(gang)壓力(li)(li)管(guan)道(dao)(dao)使用(yong)過程(cheng)兩(liang)個最(zui)重要(yao)的工(gong)藝控制(zhi)指(zhi)標,是管(guan)道(dao)(dao)設計、選材、制(zhi)造和(he)(he)安裝的主要(yao)依(yi)據。只有在安全(quan)操(cao)作(zuo)規程(cheng)中規定的控制(zhi)指(zhi)標內運行,才能保證不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)道(dao)(dao)的使用(yong)安全(quan)。操(cao)作(zuo)壓力(li)(li)和(he)(he)操(cao)作(zuo)溫度的控制(zhi)要(yao)點是保證管(guan)道(dao)(dao)不超過最(zui)高工(gong)作(zuo)壓力(li)(li)和(he)(he)極限工(gong)作(zuo)溫度。超溫超壓將導致管(guan)壁應(ying)力(li)(li)值的增加(jia)或材料機械強度的下降,尤其是在焊(han)縫和(he)(he)法(fa)蘭、彎頭、閥門、異徑管(guan)等幾何結構(gou)不連(lian)續處的局部應(ying)力(li)(li)和(he)(he)峰值應(ying)力(li)(li)會大幅度增加(jia),成為(wei)疲(pi)勞(lao)破壞(huai)(huai)的源頭。過低(di)的操(cao)作(zuo)溫度則將引起材料韌性(xing)下降,從(cong)而有可能導致脆性(xing)破壞(huai)(huai)。
2. 交(jiao)變載荷的控制(zhi)
在反復交變(bian)(bian)(bian)載荷的(de)作用(yong)下(xia),不銹鋼管道將(jiang)生產疲勞破壞(huai)。壓力(li)管道的(de)疲勞破壞(huai)主要是屬于金屬的(de)低周(zhou)疲勞,其特點是應力(li)較大而變(bian)(bian)(bian)頻率較低。在幾(ji)何結構不連(lian)續的(de)地(di)方和(he)焊(han)縫附近存在應力(li)集(ji)中,有的(de)可(ke)能(neng)達到甚至超(chao)過(guo)材料的(de)屈服極(ji)限(xian)。這些應力(li)如果交變(bian)(bian)(bian)地(di)加載與卸(xie)載,將(jiang)會(hui)使受力(li)最大的(de)部位(wei)產生塑變(bian)(bian)(bian)并(bing)逐(zhu)漸發展(zhan)為細微(wei)的(de)裂紋。隨著應力(li)周(zhou)期變(bian)(bian)(bian)化,裂紋將(jiang)逐(zhu)步擴展(zhan),最后導致破壞(huai)。管道交變(bian)(bian)(bian)應力(li)產生的(de)因素主要有以下(xia)方面
①. 因間(jian)斷(duan)輸送介質而(er)對管道(dao)反復地增(zeng)壓(ya)和(he)卸壓(ya)、升(sheng)溫和(he)降溫。
②. 運行中壓力波動較大(da)。
③. 運行中溫度發生周期性(xing)變(bian)化,產生管壁溫度應力(li)的反(fan)復變(bian)化。
④. 因其他設備(bei)、支(zhi)撐(cheng)的交變外力和(he)受(shou)迫(po)振(zhen)動
為了防止不銹鋼管(guan)道的(de)疲(pi)勞(lao)破壞,應保證平穩操作,盡量(liang)避(bi)免(mian)不必要的(de)頻繁的(de)加(jia)壓和(he)卸壓,避(bi)免(mian)過大的(de)壓力(li)和(he)溫度波(bo)動。
3. 腐蝕介質含量控制
原(yuan)料性質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)惡劣(lie)及腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)含量對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)壓力管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)危(wei)害很大(da),在用壓力管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)對(dui)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)含量及工(gong)況應有(you)(you)嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝指標進行(xing)監控(kong)。對(dui)于(yu)(yu)高強鋼(gang)壓力管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao),當(dang)二氧化(hua)硫含量超過一(yi)定值,并在伴有(you)(you)水分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)情況下,就大(da)大(da)增加了管(guan)(guan)(guan)(guan)壁產(chan)生應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂的(de)(de)(de)(de)(de)可能性。尤其(qi)當(dang)焊縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度值偏高時,如二氧化(hua)硫超標,極易導致(zhi)焊縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。此(ci)外(wai),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)、 氣液相狀態的(de)(de)(de)(de)(de)不同、流速差異等都會影響到管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失(shi)效的(de)(de)(de)(de)(de)程度。總之(zhi),不銹(xiu)鋼(gang)壓力管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)介(jie)質(zhi)成分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制是(shi)壓力管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)運行(xing)控(kong)制中重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)內容(rong)之(zhi)一(yi),對(dui)于(yu)(yu)介(jie)質(zhi)超標等違反工(gong)藝操作規(gui)程的(de)(de)(de)(de)(de)行(xing)為,使(shi)用單位必(bi)須做出明(ming)確規(gui)定,堅決制止。
在運行過程中,操(cao)作人員應嚴(yan)格控制工藝(yi)指標,正確操(cao)作,嚴(yan)禁(jin)超(chao)(chao)壓、超(chao)(chao)溫(wen)運行。加載和(he)卸(xie)載的速度不能過快,高溫(wen)或低(di)溫(wen)(-20℃以下)條件(jian)下運行的管道(dao),加熱或冷卻應緩(huan)慢進(jin)行。管道(dao)運行時,應盡量避免(mian)壓力和(he)溫(wen)度的大幅(fu)度波動,盡量減少管道(dao)的開停(ting)次數(shu),并嚴(yan)格控制介質組分。
二、管道系統的診斷(duan)方法
管道(dao)系統(tong)在各(ge)種(zhong)外力、輸送(song)介質和(he)周(zhou)圍環境因(yin)素的(de)(de)作用下,逐漸產生變形、磨(mo)損、腐 蝕、泄漏和(he)振動,從而影響(xiang)(xiang)管道(dao)系統(tong)的(de)(de)整體性能。管道(dao)系統(tong)的(de)(de)診斷就是(shi)在管道(dao)系統(tong)正(zheng)常運行(xing)過程中(zhong),或基本(ben)不影響(xiang)(xiang)管道(dao)系統(tong)正(zheng)常運行(xing)的(de)(de)情況下,通過觀察、測試來掌握系統(tong)的(de)(de)運行(xing)狀況,判斷可能產生故(gu)障的(de)(de)部位,預報信息,安排計劃,進行(xing)維修的(de)(de)一(yi)項綜合技術,防患于事故(gu)發(fa)生前。
管(guan)道系統的(de)診斷(duan)方法如下。
①. 直接觀察。通(tong)過現場觀察,獲得第一手(shou)資料,這種(zhong)方(fang)法依賴(lai)于(yu)操作者的(de)豐富經驗, 并借助(zhu)于(yu)一定(ding)的(de)儀器,常用(yong)于(yu)跑、冒、滴、漏(lou)的(de)診斷。
②. 振(zhen)動、噪聲觀(guan)測。通(tong)過觀(guan)測發生(sheng)異常的振(zhen)動、噪聲現象(xiang),預測其發生(sheng)的部位和影響的范圍。
③. 溫(wen)(wen)度(du)(du)測量。通過對介質溫(wen)(wen)度(du)(du)和(he)保(bao)溫(wen)(wen)層表(biao)面溫(wen)(wen)度(du)(du)的測量,判斷管道系統的運行(xing)情況(kuang)和(he)保(bao)溫(wen)(wen)效果。
④. 壓力(li)測量。通過對(dui)介(jie)質壓力(li)的測量,判斷管(guan)道系統的運行情況和管(guan)網有(you)無泄漏。
⑤. 流量測量。通(tong)過(guo)對介質流量的測量,判斷管(guan)道系(xi)統(tong)的運(yun)行情況(kuang)和管(guan)網有無泄漏。
⑥. 應力應變測(ce)量。測(ce)定管子(zi)的疲勞狀態(tai)等(deng)。
⑦. 不銹鋼管道壁厚測(ce)量。通(tong)過測(ce)厚儀測(ce)定(ding)管子的腐(fu)蝕、磨損(sun)量、減薄情(qing)況(kuang)。
通(tong)過(guo)上(shang)述(shu)觀察測(ce)量,隨時掌握(wo)不銹鋼管道(dao)的(de)運行(xing)(xing)情況和(he)運行(xing)(xing)狀態,預測(ce)可能產生故(gu)障的(de)特(te)點 和(he)部位,以便確定(ding)維修方(fang)案(an)。
三、管道系統(tong)的巡回檢查(cha)
使(shi)用單位(wei)(wei)應(ying)根據(ju)本單位(wei)(wei)工藝流程和(he)(he)(he)各裝置(zhi)(zhi)單元(yuan)分(fen)布(bu)情況劃(hua)分(fen)區(qu)域,明確職(zhi)責(ze)(ze),做(zuo)到每(mei)條不(bu)銹鋼管(guan)(guan)線、每(mei)個閥門、每(mei)個管(guan)(guan)架等都有(you)專人(ren)負責(ze)(ze),不(bu)允許出(chu)(chu)現無(wu)人(ren)管(guan)(guan)轄(xia)的(de)(de)管(guan)(guan)段(duan)。同時要(yao)(yao)制訂嚴(yan)格的(de)(de)不(bu)銹鋼管(guan)(guan)管(guan)(guan)道系統巡回檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查制度(du),明確檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查人(ren)員、檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查時間、檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查部(bu)位(wei)(wei)、應(ying)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查的(de)(de)項(xiang)目(mu),操作人(ren)員和(he)(he)(he)維修人(ren)員均要(yao)(yao)按照各自(zi)的(de)(de)責(ze)(ze)任(ren)和(he)(he)(he)要(yao)(yao)求定(ding)期(qi)按巡回檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查路線完成每(mei)個部(bu)位(wei)(wei)、每(mei)個項(xiang)目(mu)的(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查,并做(zuo)好巡回檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查記錄(lu)。尤其是對于新建裝置(zhi)(zhi)或單元(yuan),由(you)于可(ke)能存在設計、制造 和(he)(he)(he)安(an)裝等方(fang)面(mian)的(de)(de)問題(ti),在運行初期(qi),問題(ti)就會暴(bao)露出(chu)(chu)來,此時的(de)(de)巡檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)更(geng)為(wei)重要(yao)(yao),檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查中(zhong)一旦發現異常情況,應(ying)立即匯報和(he)(he)(he)處理巡回檢(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)查的(de)(de)項(xiang)目(mu)主(zhu)要(yao)(yao)包括(kuo)以(yi)下方(fang)面(mian)。
①. 各項工藝操作指標參數及運(yun)行情(qing)況。
②. 管道、閥門及各管件(jian)密(mi)封(feng)有無泄漏。
③. 防腐保溫(wen)層是否完好。
④. 管道振動情況(kuang)。
⑤. 管道支、吊架的(de)緊固、腐濁和(he)支承情況:
⑥. 管道之間、管道與相鄰構件(jian)的磨(mo)擦(ca)情況(kuang):
⑦. 安全閥、壓力表、溫度(du)計(ji)等安全保護裝(zhuang)置(zhi)的完好(hao)狀(zhuang)況。
⑧. 靜電跨接、接地設施、抗腐蝕(shi)陰陽極(ji)等(deng)保護(hu)設施的完好(hao)狀況(kuang)。
其中對下列(lie)不銹鋼管應(ying)特別加強檢査和維護:
①. 生產流程的(de)要害部(bu)位(wei)。如加熱爐出(chu)口、塔底(di)(di)部(bu)、反應器底(di)(di)部(bu)、高溫高壓機泵、壓 縮(suo)機的(de)進出(chu)口等處的(de)管道。
②. 輸送易燃、易爆(bao)、有毒或腐蝕性介質的管道。
③. 管(guan)道的底部(bu)和彎頭等最易發生腐蝕和磨損(sun)的部(bu)位。
④. 管(guan)道上易被忽視的部位以及易痤為“盲(mang)腸(chang)”的部位。
⑤. 工作條件苛刻、承受交(jiao)變(bian)應力的管道(dao)。
壓力管道(dao)巡回檢查項目和內容見表(biao) 5-1 。

如遇到下列情(qing)況之一,操作人員應(ying)立鄧采取(qu)緊急措施,避免更大事故的發生,同時向 上級有關部門報告。
①. 管道超溫、超壓、過冷,經處理仍然無效.
②. 管道發(fa)生泄漏或破裂,危及安全生產(chan):
③. 發生火(huo)災、爆炸或相(xiang)鄰設備和(he)不銹鋼管道(dao)發生事故(gu)直接危(wei)及管道(dao)安全運(yun)行(xing)。
四、管道的維護保養(yang)
維護保(bao)養(yang)(yang)工作是延長不銹鋼壓力管道使(shi)用周期的基礎。維護保(bao)養(yang)(yang)的主(zhu)要內容就是日常的維護保(bao)養(yang)(yang)措施。
①. 要經常檢查壓(ya)力管道的防腐(fu)措施保證其(qi)完好無損。
②. 閥門的操(cao)作機構要定期進行活動(dong),保(bao)證(zheng)還其開關靈活。
③. 安全閥、壓力(li)表要確保其靈(ling)敏(min),準確,并按時進(jin)行檢查和校驗。
④. 要定期檢查緊(jin)固螺栓,做到齊全、不銹蝕、絲扣完整、連(lian)接(jie)可靠。
⑤. 壓力管道因(yin)(yin)外(wai)界因(yin)(yin)素產生較大振(zhen)(zhen)動時,應采取(qu)(qu)隔斷(duan)振(zhen)(zhen)源、加強支承等(deng)減(jian)振(zhen)(zhen)措(cuo)施(shi)。 發現摩擦等(deng)情況應及時采取(qu)(qu)措(cuo)施(shi)。
⑥. 靜(jing)電跨接、接地裝置要保持良好、完整,及(ji)時消除缺陷,防止(zhi)故(gu)障的(de)發生。
⑦. 停用的(de)(de)壓力管(guan)道應排除內(nei)部的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)性介質,并進行置換、清洗和干燥,必要時(shi)用氮氣保(bao)護。外表面(mian)應涂刷防(fang)腐(fu)(fu)油(you)漆,防(fang)止環(huan)境因素腐(fu)(fu)蝕(shi)。對有保(bao)溫層的(de)(de)管(guan)道,要注意保(bao)溫層下(xia)的(de)(de)防(fang)腐(fu)(fu)和支座處的(de)(de)防(fang)腐(fu)(fu)。
⑧. 及時消除跑、冒、滴、漏(lou)。
⑨. 高溫管道,在(zai)開工(gong)升溫過程中需對管道法蘭連接(jie)螺栓進(jin)行熱緊;對低溫管道,在(zai)降溫過程中需進(jin)行冷緊。
五、定點測(ce)厚(hou)
隨著各石化企業(ye)加(jia)工原油重(zhong)質化、多樣化及高硫高酸的(de)(de)趨(qu)勢(shi)日益(yi)加(jia)重(zhong),為了保證生產裝置管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)完好運行,對(dui)重(zhong)要的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼壓力(li)管(guan)(guan)(guan)道進(jin)行定點測(ce)(ce)厚,依靠大量的(de)(de)數據來判斷(duan)管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)腐蝕狀況(kuang)和剩余壽命,并(bing)及時(shi)消除事故(gu)隱(yin)患,對(dui)防止發生壓力(li)管(guan)(guan)(guan)道安(an)全(quan)事故(gu)是(shi)十分有效的(de)(de)手段之(zhi)一。定點測(ce)(ce)厚主(zhu)要針(zhen)對(dui)管(guan)(guan)(guan)道的(de)(de)均勻腐蝕和沖刷(shua)腐蝕相對(dui)監(jian)測(ce)(ce)效果較好。
1. 不(bu)銹鋼管布點原(yuan)則(ze)
①. 定點(dian)測厚布點(dian)應根據工藝流程、操(cao)作條件、介質的腐蝕性及以往(wang)的腐蝕檢查(cha)情況(kuang)確定。
②. 在腐蝕(shi)突(tu)出(chu)的部(bu)位設置固定(ding)的監測(ce)點,考慮現場實際情況,一(yi)般將測(ce)厚點選在檢(jian)測(ce)人員容(rong)易操作(zuo)的位置(腐蝕(shi)較(jiao)嚴重(zhong)和需特別重(zhong)視的部(bu)位除外)
③. 定點測厚布點必須(xu)有(you)明顯(xian)的標記(ji),以保證數據的真(zhen)實(shi)性,有(you)保溫的管(guan)道應(ying)安裝可拆卸(xie)式保溫罩。
④. 定(ding)點(dian)測(ce)厚布點(dian)應優(you)先考慮彎頭、大小(xiao)頭、三通、集(ji)合管、盲(mang)腸死角及(ji)噴嘴(zui)、閥門、孔板等附近易腐蝕和易沖蝕部位,直管段可(ke)酌情考慮,常見(jian)結構(gou)的布點(dian)位置參考圖5-1。
⑤. 對于介質腐蝕性較強的管道,當直管段長度(du)大于20米(mi)時(shi),一(yi)般縱(zong)向安排(pai)3處(chu)測厚(hou)點,長度(du)為10-20m時(shi),一(yi)般安排(pai)2處(chu),小(xiao)于10m時(shi)可安排(pai)1處(chu)。
⑥. 水平直管(guan)段(duan)同一截(jie)面處原則上安排4個測厚(hou)點,管(guan)徑較(jiao)小時可(ke)在(zai)腐(fu)蝕(shi)可(ke)能(neng)嚴重(zhong)的部(bu)位安排1處。
2. 不銹(xiu)鋼管測厚頻率
①. 定點(dian)測厚原(yuan)則上每6個月檢(jian)測一次,然后根據腐蝕(shi)速率(毫米(mi)/年,m/a )適當增減頻(pin)次。腐蝕(shi)速率最(zui)近2次所(suo)測某點(dian)的差(cha)值/間(jian)隔(ge)時間(jian)。
②. 當腐蝕速率小于0.1mm/a時,可延長至每(mei)年進行一(yi)次測(ce)厚(hou)。
③. 當腐蝕速率(lv)在0.3-0.5mm/a時,應(ying)縮減至每3個月(yue)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(kuang)適(shi)當增加(jia)測(ce)厚布點(dian)和測(ce)厚頻次。
⑤. 當(dang)工藝條件發(fa)生(sheng)較大變(bian)動時(shi),在發(fa)生(sheng)變(bian)動3個(ge)月后應進(jin)行一(yi)次測厚
⑥. 裝置停工檢修期(qi)間應(ying)對所(suo)有(you)的(de)定點(dian)測厚布點(dian)進行(xing)常溫測厚。

3. 測(ce)厚的基本(ben)要(yao)求(qiu)
①. 測(ce)厚工作(zuo)應確保定點,要數據準確,測(ce)厚儀(yi)器精度不應低于±0.1mm。
②. 每次(ci)測(ce)厚時應(ying)(ying)及(ji)時記錄,如發(fa)現與上次(ci)測(ce)厚結果相差較大(da)時,應(ying)(ying)首先核對數據準確(que)性,并重新進行(xing)測(ce)厚。如確(que)認(ren)無誤,應(ying)(ying)認(ren)真分(fen)析原因(yin)并提(ti)出處理意見。
③. 對(dui)于(yu)腐蝕減(jian)薄量較大的(de)不銹鋼管(guan)道,應(ying)按照有關標(biao)準進行剩余壽(shou)命的(de)估算,剩余壽(shou)命的(de)可靠程度取決于(yu)測厚數(shu)據的(de)準確性且(qie)只能用于(yu)均勻(yun)腐蝕,只宜(yi)參考,不宜(yi)作為判(pan)廢依據。

