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(yi)指標(biao)的控制
1. 操(cao)作壓力和操(cao)作溫度
操作(zuo)(zuo)壓力(li)和(he)(he)操作(zuo)(zuo)溫度(du)(du)是(shi)不銹鋼壓力(li)管(guan)道(dao)使用(yong)(yong)過程兩個最重要的(de)工藝(yi)控制指標,是(shi)管(guan)道(dao)設計、選材(cai)、制造(zao)和(he)(he)安(an)裝的(de)主要依據。只有(you)在安(an)全操作(zuo)(zuo)規(gui)程中規(gui)定的(de)控制指標內運行,才能保證不銹鋼管(guan)道(dao)的(de)使用(yong)(yong)安(an)全。操作(zuo)(zuo)壓力(li)和(he)(he)操作(zuo)(zuo)溫度(du)(du)的(de)控制要點是(shi)保證管(guan)道(dao)不超過最高(gao)工作(zuo)(zuo)壓力(li)和(he)(he)極限工作(zuo)(zuo)溫度(du)(du)。超溫超壓將導致管(guan)壁(bi)應力(li)值(zhi)的(de)增加(jia)或材(cai)料機械(xie)強(qiang)度(du)(du)的(de)下降(jiang)(jiang),尤(you)其是(shi)在焊縫和(he)(he)法蘭、彎頭、閥(fa)門、異徑(jing)管(guan)等幾何結構不連續處的(de)局部應力(li)和(he)(he)峰值(zhi)應力(li)會(hui)大幅度(du)(du)增加(jia),成為疲(pi)勞破(po)壞(huai)的(de)源頭。過低的(de)操作(zuo)(zuo)溫度(du)(du)則將引起材(cai)料韌性下降(jiang)(jiang),從而有(you)可(ke)能導致脆(cui)性破(po)壞(huai)。
2. 交(jiao)變(bian)載荷的控制
在(zai)(zai)反復交(jiao)變載(zai)荷(he)的(de)(de)(de)作(zuo)用下(xia),不(bu)銹鋼管道將生(sheng)產疲(pi)勞(lao)破壞(huai)。壓力管道的(de)(de)(de)疲(pi)勞(lao)破壞(huai)主(zhu)要是屬于金屬的(de)(de)(de)低周疲(pi)勞(lao),其特點是應(ying)力較大(da)而變頻率較低。在(zai)(zai)幾(ji)何(he)結構(gou)不(bu)連續的(de)(de)(de)地方(fang)和焊縫附近存在(zai)(zai)應(ying)力集(ji)中(zhong),有的(de)(de)(de)可(ke)能達到(dao)甚至超過材(cai)料的(de)(de)(de)屈(qu)服極(ji)限。這些(xie)應(ying)力如(ru)果交(jiao)變地加(jia)載(zai)與卸載(zai),將會使受力最大(da)的(de)(de)(de)部位產生(sheng)塑變并逐漸發展(zhan)為細微的(de)(de)(de)裂紋。隨著應(ying)力周期(qi)變化(hua),裂紋將逐步擴展(zhan),最后導致破壞(huai)。管道交(jiao)變應(ying)力產生(sheng)的(de)(de)(de)因素主(zhu)要有以下(xia)方(fang)面
①. 因(yin)間斷輸送介質而對(dui)管道反復地增(zeng)壓和卸壓、升(sheng)溫和降溫。
②. 運行中壓力波動(dong)較大(da)。
③. 運行中溫度(du)發生周期性變化,產生管壁溫度(du)應力的(de)反(fan)復變化。
④. 因其(qi)他設備、支撐的交變外(wai)力(li)和(he)受迫振動
為了防止不銹(xiu)鋼管道的(de)疲勞破(po)壞,應保證平穩(wen)操作(zuo),盡量避(bi)免(mian)不必要的(de)頻繁的(de)加(jia)壓(ya)和卸(xie)壓(ya),避(bi)免(mian)過(guo)大(da)的(de)壓(ya)力和溫(wen)度波動。
3. 腐蝕介質含量控制
原(yuan)料性質(zhi)(zhi)的(de)(de)惡劣及(ji)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)含量(liang)(liang)對不銹(xiu)鋼壓力管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)危害很大(da),在用(yong)壓力管(guan)(guan)道(dao)對腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)含量(liang)(liang)及(ji)工況(kuang)應(ying)有(you)嚴格的(de)(de)工藝(yi)指標(biao)進行(xing)監(jian)控。對于高強鋼壓力管(guan)(guan)道(dao),當二氧化硫含量(liang)(liang)超(chao)過一(yi)定值(zhi),并在伴有(you)水分的(de)(de)情況(kuang)下,就(jiu)大(da)大(da)增加了管(guan)(guan)壁產生應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂的(de)(de)可能性。尤其(qi)當焊縫的(de)(de)硬(ying)度值(zhi)偏高時,如二氧化硫超(chao)標(biao),極易導致焊縫的(de)(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。此外,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)成分、 氣液相狀態的(de)(de)不同、流速差異等都會影響到管(guan)(guan)道(dao)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)失效的(de)(de)程度。總(zong)之(zhi),不銹(xiu)鋼壓力管(guan)(guan)道(dao)介(jie)質(zhi)(zhi)成分的(de)(de)控制(zhi)是(shi)壓力管(guan)(guan)道(dao)運行(xing)控制(zhi)中重要(yao)的(de)(de)內容之(zhi)一(yi),對于介(jie)質(zhi)(zhi)超(chao)標(biao)等違反(fan)工藝(yi)操作規程的(de)(de)行(xing)為,使用(yong)單(dan)位必須做出(chu)明(ming)確規定,堅決制(zhi)止。
在運(yun)行(xing)過程(cheng)中,操作(zuo)人(ren)員應(ying)(ying)嚴格(ge)控制工藝指標,正(zheng)確操作(zuo),嚴禁超(chao)壓(ya)、超(chao)溫運(yun)行(xing)。加(jia)載和(he)卸(xie)載的(de)速度不能過快,高溫或(huo)低溫(-20℃以下(xia))條(tiao)件下(xia)運(yun)行(xing)的(de)管道(dao),加(jia)熱或(huo)冷卻應(ying)(ying)緩慢(man)進行(xing)。管道(dao)運(yun)行(xing)時(shi),應(ying)(ying)盡量避免壓(ya)力和(he)溫度的(de)大幅(fu)度波(bo)動,盡量減(jian)少(shao)管道(dao)的(de)開(kai)停次數,并嚴格(ge)控制介質組(zu)分。
二、管道系(xi)統的診斷方法
管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)在(zai)各種(zhong)外力、輸送介質和(he)周圍環境因素(su)的(de)(de)作用下,逐漸產生(sheng)變形、磨損、腐 蝕、泄(xie)漏(lou)和(he)振動,從而(er)影響(xiang)(xiang)管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)整體(ti)性能(neng)。管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)診斷就是在(zai)管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)正常運(yun)行(xing)過程(cheng)中(zhong),或基本(ben)不(bu)影響(xiang)(xiang)管(guan)道(dao)系(xi)統(tong)(tong)(tong)正常運(yun)行(xing)的(de)(de)情況下,通(tong)過觀察、測(ce)試(shi)來掌握(wo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)運(yun)行(xing)狀況,判斷可能(neng)產生(sheng)故障的(de)(de)部位,預報信息,安排計(ji)劃,進行(xing)維(wei)修的(de)(de)一項綜合技術,防患(huan)于事故發(fa)生(sheng)前。
管(guan)道(dao)系(xi)統的診斷(duan)方(fang)法如(ru)下(xia)。
①. 直接觀察。通過現場觀察,獲得(de)第(di)一手資(zi)料,這(zhe)種方(fang)法依賴于操作者的豐富經驗(yan), 并借(jie)助于一定的儀(yi)器,常用(yong)于跑、冒(mao)、滴、漏的診斷。
②. 振動、噪(zao)聲(sheng)觀測。通過(guo)觀測發生異常的振動、噪(zao)聲(sheng)現象(xiang),預測其發生的部位和影(ying)響的范圍。
③. 溫度測量(liang)。通過對介質溫度和(he)保溫層表面溫度的(de)測量(liang),判(pan)斷管(guan)道系統的(de)運(yun)行情況和(he)保溫效果。
④. 壓力測量(liang)(liang)。通過對介(jie)質(zhi)壓力的測量(liang)(liang),判斷管道系統的運行(xing)情況和管網(wang)有無泄漏。
⑤. 流(liu)量(liang)測(ce)量(liang)。通過對(dui)介質(zhi)流(liu)量(liang)的(de)測(ce)量(liang),判斷管道系統的(de)運行情(qing)況和管網有無泄漏。
⑥. 應力應變測(ce)量。測(ce)定管子的疲(pi)勞狀(zhuang)態等。
⑦. 不銹鋼管道壁厚測量(liang)(liang)。通過測厚儀測定管子的腐蝕(shi)、磨損量(liang)(liang)、減(jian)薄(bo)情況。
通過上述觀(guan)察(cha)測量,隨(sui)時掌握不銹鋼管道(dao)的運行(xing)情況(kuang)和運行(xing)狀(zhuang)態,預測可能產生故障的特(te)點 和部位,以便確定維修方案(an)。
三、管道系(xi)統的巡回檢查
使用單(dan)位(wei)應(ying)根據本(ben)單(dan)位(wei)工藝(yi)流程和(he)(he)各(ge)裝(zhuang)置單(dan)元(yuan)分布情(qing)況劃分區域,明確職責,做到每(mei)條不銹鋼(gang)管(guan)線(xian)、每(mei)個閥門、每(mei)個管(guan)架等都(dou)有(you)專人(ren)(ren)(ren)負責,不允許出(chu)現(xian)無(wu)人(ren)(ren)(ren)管(guan)轄的(de)(de)管(guan)段。同時(shi)要(yao)制訂嚴格的(de)(de)不銹鋼(gang)管(guan)管(guan)道系統巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)制度,明確檢(jian)(jian)查(cha)(cha)人(ren)(ren)(ren)員(yuan)、檢(jian)(jian)查(cha)(cha)時(shi)間、檢(jian)(jian)查(cha)(cha)部位(wei)、應(ying)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)的(de)(de)項目(mu),操作人(ren)(ren)(ren)員(yuan)和(he)(he)維修人(ren)(ren)(ren)員(yuan)均要(yao)按照各(ge)自的(de)(de)責任和(he)(he)要(yao)求定期(qi)(qi)按巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)路(lu)線(xian)完成每(mei)個部位(wei)、每(mei)個項目(mu)的(de)(de)檢(jian)(jian)查(cha)(cha),并做好(hao)巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)記錄。尤其是對于新建裝(zhuang)置或單(dan)元(yuan),由于可能存在(zai)設(she)計、制造(zao) 和(he)(he)安裝(zhuang)等方面(mian)的(de)(de)問(wen)題(ti),在(zai)運行初期(qi)(qi),問(wen)題(ti)就會暴露出(chu)來,此時(shi)的(de)(de)巡檢(jian)(jian)更為(wei)重要(yao),檢(jian)(jian)查(cha)(cha)中一旦(dan)發現(xian)異(yi)常情(qing)況,應(ying)立(li)即匯報和(he)(he)處理巡回(hui)檢(jian)(jian)查(cha)(cha)的(de)(de)項目(mu)主要(yao)包括以下(xia)方面(mian)。
①. 各(ge)項工藝操作指標參數及運行情況。
②. 管道、閥門及各管件密封有(you)無(wu)泄漏(lou)。
③. 防(fang)腐保溫層是否完好。
④. 管(guan)道振動情況。
⑤. 管道支、吊架的(de)緊固、腐濁和(he)支承情況(kuang):
⑥. 管道之間、管道與相鄰(lin)構件(jian)的磨(mo)擦情況(kuang):
⑦. 安全閥、壓力表、溫(wen)度(du)計(ji)等安全保(bao)護裝置的完好狀況。
⑧. 靜電跨接、接地設(she)施、抗腐蝕陰陽(yang)極等(deng)保護(hu)設(she)施的完好狀況。
其中對下列不銹鋼管(guan)應特別(bie)加強(qiang)檢(jian)査和維護:
①. 生產流程(cheng)的要害部位。如加熱爐(lu)出口(kou)、塔底(di)部、反應器底(di)部、高溫高壓(ya)(ya)機(ji)泵、壓(ya)(ya) 縮機(ji)的進出口(kou)等處的管道(dao)。
②. 輸送易(yi)燃、易(yi)爆、有毒或腐蝕性(xing)介質的管(guan)道。
③. 管道的底部和(he)彎頭等最易發(fa)生腐蝕和(he)磨損的部位。
④. 管道上易(yi)被忽(hu)視的(de)部(bu)位以(yi)及易(yi)痤為“盲(mang)腸”的(de)部(bu)位。
⑤. 工作條件苛刻、承受(shou)交變應力(li)的管道。
壓力管道巡回(hui)檢查項(xiang)目和(he)內容(rong)見表(biao) 5-1 。
如遇(yu)到下列情(qing)況之一,操(cao)作人員應立鄧(deng)采(cai)取(qu)緊急措(cuo)施,避免更大事(shi)故的(de)發生,同時向 上(shang)級有關部門報告。
①. 管(guan)道(dao)超溫、超壓、過冷,經(jing)處理仍(reng)然(ran)無(wu)效.
②. 管道發(fa)生(sheng)泄漏或(huo)破裂(lie),危及安全生(sheng)產:
③. 發生(sheng)火災、爆炸(zha)或相鄰設(she)備和不銹鋼管(guan)道發生(sheng)事故直接危及管(guan)道安全運行。
四、管道的(de)維護(hu)保養
維護保養(yang)工作是延長不(bu)銹(xiu)鋼壓力管道使(shi)用周期的基礎。維護保養(yang)的主(zhu)要內容(rong)就是日常的維護保養(yang)措施。
①. 要經常(chang)檢查壓力管(guan)道的防腐措(cuo)施保(bao)證其完好無損。
②. 閥門的操(cao)作(zuo)機構要定期(qi)進行活(huo)(huo)動,保(bao)證還其開關靈活(huo)(huo)。
③. 安全閥、壓力表要確(que)保其靈(ling)敏(min),準確(que),并按(an)時進行檢查和校驗。
④. 要定期(qi)檢查(cha)緊固螺栓,做到齊全、不銹蝕(shi)、絲扣完整、連接可靠。
⑤. 壓力(li)管道因(yin)外界因(yin)素(su)產(chan)生較大振動時(shi),應采取(qu)隔斷振源、加(jia)強支承(cheng)等(deng)減振措(cuo)施。 發(fa)現摩(mo)擦等(deng)情況(kuang)應及(ji)時(shi)采取(qu)措(cuo)施。
⑥. 靜電(dian)跨接、接地裝置要(yao)保持良好、完整,及時(shi)消除(chu)缺陷,防(fang)止故(gu)障(zhang)的發生(sheng)。
⑦. 停用的(de)(de)壓力管道(dao)應(ying)排除內部的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕性介質,并進行置換、清洗和干(gan)燥(zao),必要時用氮氣保(bao)護(hu)。外表面應(ying)涂(tu)刷防腐(fu)(fu)油漆,防止環境(jing)因素腐(fu)(fu)蝕。對有保(bao)溫層的(de)(de)管道(dao),要注意(yi)保(bao)溫層下的(de)(de)防腐(fu)(fu)和支座處的(de)(de)防腐(fu)(fu)。
⑧. 及時消除跑、冒、滴、漏(lou)。
⑨. 高溫(wen)(wen)管(guan)道,在開工升(sheng)溫(wen)(wen)過程中需(xu)對(dui)管(guan)道法蘭(lan)連(lian)接螺栓進行熱緊;對(dui)低溫(wen)(wen)管(guan)道,在降溫(wen)(wen)過程中需(xu)進行冷緊。
五、定點測(ce)厚(hou)
隨著(zhu)各石(shi)化企業加工原油重(zhong)(zhong)質化、多樣(yang)化及(ji)高硫高酸的(de)趨(qu)勢日益加重(zhong)(zhong),為了保證生產裝置(zhi)管(guan)道(dao)(dao)的(de)完好運行(xing),對(dui)重(zhong)(zhong)要(yao)的(de)不(bu)銹鋼(gang)壓力管(guan)道(dao)(dao)進行(xing)定點測厚(hou),依靠大量的(de)數(shu)據來判斷(duan)管(guan)道(dao)(dao)的(de)腐蝕(shi)狀況和剩余壽命,并及(ji)時(shi)消除(chu)事(shi)故(gu)隱患,對(dui)防止(zhi)發(fa)生壓力管(guan)道(dao)(dao)安(an)全事(shi)故(gu)是十分有效的(de)手段(duan)之一。定點測厚(hou)主要(yao)針(zhen)對(dui)管(guan)道(dao)(dao)的(de)均勻(yun)腐蝕(shi)和沖刷腐蝕(shi)相對(dui)監(jian)測效果較好。
1. 不銹鋼管(guan)布(bu)點(dian)原則
①. 定點測厚布點應根據工(gong)藝(yi)流程(cheng)、操作條件、介質的(de)腐(fu)蝕性及(ji)以往(wang)的(de)腐(fu)蝕檢查情(qing)況確定。
②. 在腐蝕突出的部位設置(zhi)固定的監測點,考慮現場實(shi)際情況,一般(ban)將測厚(hou)點選(xuan)在檢測人員容易操作的位置(zhi)(腐蝕較嚴重(zhong)和需特(te)別重(zhong)視的部位除外(wai))
③. 定(ding)點測(ce)厚布點必須有明顯的(de)(de)標記,以(yi)保(bao)證(zheng)數據的(de)(de)真實(shi)性,有保(bao)溫的(de)(de)管道應安裝(zhuang)可拆卸式(shi)保(bao)溫罩。
④. 定點測厚布點應優先考慮(lv)彎頭(tou)、大小頭(tou)、三通(tong)、集合管、盲腸(chang)死(si)角及噴嘴(zui)、閥門、孔板等附近易腐蝕和易沖蝕部位(wei),直管段可酌(zhuo)情(qing)考慮(lv),常(chang)見結構的布點位(wei)置參考圖(tu)5-1。
⑤. 對于介質腐蝕(shi)性較強的(de)管道,當直管段長度大(da)于20米時(shi),一般(ban)(ban)縱向安(an)(an)(an)排3處測(ce)厚點(dian),長度為10-20m時(shi),一般(ban)(ban)安(an)(an)(an)排2處,小于10m時(shi)可(ke)安(an)(an)(an)排1處。
⑥. 水平直管段同一截(jie)面(mian)處原(yuan)則上安排4個(ge)測厚點,管徑較小時可(ke)(ke)在腐蝕可(ke)(ke)能(neng)嚴(yan)重的部位安排1處。
2. 不銹鋼管測厚(hou)頻(pin)率
①. 定點測厚原則(ze)上每(mei)6個(ge)月檢測一次,然后根(gen)據腐(fu)蝕速(su)率(毫米/年,m/a )適(shi)當(dang)增減頻次。腐(fu)蝕速(su)率最近2次所測某點的(de)差(cha)值/間隔時間。
②. 當腐(fu)蝕速率小于0.1mm/a時(shi),可延長至(zhi)每年進行(xing)一(yi)次測厚。
③. 當腐蝕速率在(zai)0.3-0.5mm/a時,應縮減(jian)至每3個月進行一次測厚。
④. 當(dang)腐蝕(shi)速率大于0.5mm/a時,應對該管道進行監控,根(gen)據具體情況適當(dang)增(zeng)加測(ce)厚布點和測(ce)厚頻次。
⑤. 當工藝(yi)條件(jian)發(fa)(fa)生(sheng)較大變(bian)動(dong)時(shi),在發(fa)(fa)生(sheng)變(bian)動(dong)3個月后應(ying)進行一(yi)次測厚
⑥. 裝置(zhi)停工檢修期間(jian)應對(dui)所(suo)有的定點測厚(hou)(hou)布點進(jin)行常溫測厚(hou)(hou)。
3. 測厚(hou)的基本(ben)要求
①. 測厚工(gong)作應確(que)保定點(dian),要(yao)數據(ju)準(zhun)確(que),測厚儀器精度不應低于(yu)±0.1mm。
②. 每次測(ce)厚時應(ying)及時記(ji)錄,如(ru)(ru)發現與(yu)上次測(ce)厚結(jie)果相(xiang)差較大(da)時,應(ying)首先核對數據準(zhun)確性(xing),并重新進行測(ce)厚。如(ru)(ru)確認(ren)無誤,應(ying)認(ren)真分析原因并提(ti)出處理(li)意見。
③. 對于腐蝕(shi)減薄量較(jiao)大的(de)(de)不銹(xiu)鋼管道,應按照(zhao)有關標準進行剩余(yu)(yu)壽命(ming)的(de)(de)估算,剩余(yu)(yu)壽命(ming)的(de)(de)可靠程度取決(jue)于測厚(hou)數據(ju)的(de)(de)準確性(xing)且只(zhi)能用(yong)于均勻(yun)腐蝕(shi),只(zhi)宜參(can)考,不宜作為判廢(fei)依據(ju)。