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(de)控制
1. 操(cao)作壓力和操(cao)作溫度
操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度是(shi)不銹鋼壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)(dao)使(shi)用過程兩(liang)個最重(zhong)要(yao)的工(gong)(gong)藝控(kong)制(zhi)指標,是(shi)管(guan)道(dao)(dao)設(she)計、選材、制(zhi)造和(he)(he)安裝(zhuang)的主要(yao)依據。只(zhi)有在安全操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)規程中規定的控(kong)制(zhi)指標內運(yun)行,才(cai)能(neng)保證(zheng)不銹鋼管(guan)道(dao)(dao)的使(shi)用安全。操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度的控(kong)制(zhi)要(yao)點(dian)是(shi)保證(zheng)管(guan)道(dao)(dao)不超過最高工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)壓(ya)力(li)和(he)(he)極(ji)限工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度。超溫(wen)(wen)超壓(ya)將導(dao)致管(guan)壁應(ying)(ying)力(li)值(zhi)的增加(jia)或(huo)材料(liao)機械(xie)強度的下降(jiang),尤其(qi)是(shi)在焊縫和(he)(he)法(fa)蘭(lan)、彎頭(tou)、閥門、異徑(jing)管(guan)等(deng)幾何結構不連續處的局部應(ying)(ying)力(li)和(he)(he)峰值(zhi)應(ying)(ying)力(li)會大幅度增加(jia),成為疲勞破(po)壞(huai)的源頭(tou)。過低的操作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)溫(wen)(wen)度則將引起(qi)材料(liao)韌(ren)性下降(jiang),從而有可能(neng)導(dao)致脆性破(po)壞(huai)。
2. 交變載荷(he)的控(kong)制
在反復交(jiao)變(bian)(bian)載(zai)荷的(de)(de)作用下(xia),不銹鋼(gang)管道將生(sheng)產(chan)(chan)疲勞(lao)破(po)(po)壞(huai)。壓力(li)(li)管道的(de)(de)疲勞(lao)破(po)(po)壞(huai)主要是屬(shu)于金屬(shu)的(de)(de)低(di)周(zhou)疲勞(lao),其特點是應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)較(jiao)大(da)而變(bian)(bian)頻率較(jiao)低(di)。在幾何結構(gou)不連(lian)續的(de)(de)地(di)方和焊縫附(fu)近存(cun)在應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)集中,有的(de)(de)可能達到甚至超過材(cai)料的(de)(de)屈服極限(xian)。這些應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)如果交(jiao)變(bian)(bian)地(di)加(jia)載(zai)與卸載(zai),將會使受(shou)力(li)(li)最大(da)的(de)(de)部位(wei)產(chan)(chan)生(sheng)塑變(bian)(bian)并(bing)逐(zhu)(zhu)漸發(fa)展(zhan)(zhan)為細微的(de)(de)裂(lie)紋(wen)(wen)。隨著應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)周(zhou)期變(bian)(bian)化(hua),裂(lie)紋(wen)(wen)將逐(zhu)(zhu)步(bu)擴(kuo)展(zhan)(zhan),最后導致(zhi)破(po)(po)壞(huai)。管道交(jiao)變(bian)(bian)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)因(yin)素主要有以下(xia)方面
①. 因間斷輸(shu)送介質而對管(guan)道反復地(di)增壓和(he)卸壓、升溫(wen)和(he)降溫(wen)。
②. 運(yun)行(xing)中壓力波動(dong)較大。
③. 運行中溫(wen)度發生周期性變(bian)化,產生管(guan)壁溫(wen)度應(ying)力的反復變(bian)化。
④. 因(yin)其他設備、支(zhi)撐的交(jiao)變(bian)外力和(he)受迫振動
為了防止不銹鋼管道的(de)疲(pi)勞破壞,應保證平穩(wen)操作,盡量避(bi)免不必(bi)要的(de)頻繁(fan)的(de)加(jia)壓(ya)和卸壓(ya),避(bi)免過大的(de)壓(ya)力和溫度波動。
3. 腐蝕介(jie)質含量控制
原料性質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)惡劣及腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)含(han)量(liang)(liang)對不(bu)銹鋼壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)危害很大,在用(yong)(yong)壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)(dao)對腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)含(han)量(liang)(liang)及工(gong)況(kuang)應(ying)(ying)有嚴格(ge)的(de)(de)(de)工(gong)藝指(zhi)標(biao)進行(xing)監控(kong)。對于(yu)高強鋼壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)(dao),當(dang)二氧(yang)化(hua)硫含(han)量(liang)(liang)超過一(yi)定值,并在伴有水(shui)分的(de)(de)(de)情況(kuang)下,就(jiu)大大增加了管(guan)壁產生(sheng)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂的(de)(de)(de)可能性。尤(you)其當(dang)焊(han)縫的(de)(de)(de)硬度值偏(pian)高時,如二氧(yang)化(hua)硫超標(biao),極易導致焊(han)縫的(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)。此外,腐蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)成分、 氣液相狀(zhuang)態的(de)(de)(de)不(bu)同、流速差異等都會影(ying)響到管(guan)道(dao)(dao)腐蝕(shi)(shi)失(shi)效的(de)(de)(de)程度。總之,不(bu)銹鋼壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)(dao)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)成分的(de)(de)(de)控(kong)制是壓(ya)力(li)管(guan)道(dao)(dao)運行(xing)控(kong)制中(zhong)重要的(de)(de)(de)內容之一(yi),對于(yu)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)超標(biao)等違反工(gong)藝操作規程的(de)(de)(de)行(xing)為,使用(yong)(yong)單(dan)位必須做出明確規定,堅決制止(zhi)。
在運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)過(guo)程中,操作(zuo)人員應(ying)嚴格控(kong)制工藝(yi)指標,正確操作(zuo),嚴禁超(chao)壓(ya)、超(chao)溫運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)。加(jia)載(zai)和(he)卸載(zai)的速度(du)不能(neng)過(guo)快,高溫或低(di)溫(-20℃以(yi)下(xia))條(tiao)件下(xia)運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)的管(guan)道,加(jia)熱或冷卻應(ying)緩慢進行(xing)(xing)。管(guan)道運(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)時,應(ying)盡量(liang)避免壓(ya)力(li)和(he)溫度(du)的大(da)幅度(du)波(bo)動,盡量(liang)減少(shao)管(guan)道的開停次數,并嚴格控(kong)制介(jie)質組分。
二、管道(dao)系統的診(zhen)斷方(fang)法
管道系(xi)統在(zai)各(ge)種外(wai)力、輸送(song)介質和(he)周圍環境因(yin)素的(de)(de)作用(yong)下,逐漸(jian)產(chan)生變形、磨(mo)損、腐 蝕、泄漏和(he)振動(dong),從而(er)影響管道系(xi)統的(de)(de)整體性能。管道系(xi)統的(de)(de)診斷(duan)就是(shi)在(zai)管道系(xi)統正常(chang)運行(xing)過(guo)程中,或基本(ben)不(bu)影響管道系(xi)統正常(chang)運行(xing)的(de)(de)情況下,通過(guo)觀察、測試(shi)來掌握系(xi)統的(de)(de)運行(xing)狀況,判斷(duan)可(ke)能產(chan)生故(gu)障的(de)(de)部(bu)位,預報信(xin)息,安排計劃,進(jin)行(xing)維修的(de)(de)一項綜合技術,防患于事故(gu)發生前。
管道系統的診斷(duan)方法如(ru)下。
①. 直接(jie)觀(guan)察。通過(guo)現場(chang)觀(guan)察,獲得第(di)一手資料,這種方(fang)法(fa)依賴于操作(zuo)者的(de)豐富經驗, 并借(jie)助于一定的(de)儀器(qi),常(chang)用于跑(pao)、冒、滴、漏的(de)診斷。
②. 振(zhen)動(dong)、噪(zao)聲(sheng)觀測(ce)。通過(guo)觀測(ce)發生異常的(de)振(zhen)動(dong)、噪(zao)聲(sheng)現(xian)象,預測(ce)其發生的(de)部位(wei)和影響的(de)范(fan)圍。
③. 溫(wen)度測量(liang)。通過對介質溫(wen)度和(he)保溫(wen)層表面溫(wen)度的(de)(de)測量(liang),判(pan)斷管道(dao)系統(tong)的(de)(de)運行(xing)情(qing)況和(he)保溫(wen)效果(guo)。
④. 壓力測(ce)量。通過對(dui)介質壓力的測(ce)量,判斷(duan)管(guan)道系(xi)統(tong)的運行情況和管(guan)網有無泄漏。
⑤. 流量測量。通(tong)過對介質流量的(de)測量,判斷管(guan)道(dao)系統(tong)的(de)運行情(qing)況和管(guan)網有(you)無泄漏。
⑥. 應力應變測(ce)量。測(ce)定管子的疲勞狀態等。
⑦. 不(bu)銹鋼管道(dao)壁厚測(ce)量。通過(guo)測(ce)厚儀(yi)測(ce)定管子的腐(fu)蝕(shi)、磨(mo)損量、減(jian)薄情況(kuang)。
通過上述觀察測量,隨時(shi)掌握不銹鋼(gang)管道的運行情況和運行狀態,預測可(ke)能產生(sheng)故(gu)障的特點 和部位,以便(bian)確定維修方案(an)。
三、管道系(xi)統的(de)巡回(hui)檢查(cha)
使(shi)用單(dan)(dan)位應根據本單(dan)(dan)位工藝流程和(he)(he)各(ge)裝置單(dan)(dan)元分(fen)布情(qing)況(kuang)劃分(fen)區域,明確(que)職責(ze),做到每條不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)線、每個(ge)(ge)閥(fa)門、每個(ge)(ge)管(guan)(guan)(guan)架等都有專人負責(ze),不允(yun)許出(chu)現無(wu)人管(guan)(guan)(guan)轄的管(guan)(guan)(guan)段(duan)。同(tong)時(shi)(shi)要(yao)制訂嚴(yan)格(ge)的不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)管(guan)(guan)(guan)道系統巡(xun)(xun)(xun)回檢(jian)(jian)(jian)查制度,明確(que)檢(jian)(jian)(jian)查人員、檢(jian)(jian)(jian)查時(shi)(shi)間、檢(jian)(jian)(jian)查部位、應檢(jian)(jian)(jian)查的項(xiang)目,操作人員和(he)(he)維修人員均(jun)要(yao)按(an)照各(ge)自的責(ze)任和(he)(he)要(yao)求(qiu)定期按(an)巡(xun)(xun)(xun)回檢(jian)(jian)(jian)查路(lu)線完成每個(ge)(ge)部位、每個(ge)(ge)項(xiang)目的檢(jian)(jian)(jian)查,并做好巡(xun)(xun)(xun)回檢(jian)(jian)(jian)查記錄。尤(you)其是對于(yu)新建裝置或單(dan)(dan)元,由于(yu)可能存在(zai)設計(ji)、制造 和(he)(he)安裝等方(fang)面(mian)的問題(ti),在(zai)運(yun)行初期,問題(ti)就會暴露出(chu)來,此時(shi)(shi)的巡(xun)(xun)(xun)檢(jian)(jian)(jian)更(geng)為重要(yao),檢(jian)(jian)(jian)查中一旦發現異常情(qing)況(kuang),應立(li)即匯報和(he)(he)處理巡(xun)(xun)(xun)回檢(jian)(jian)(jian)查的項(xiang)目主要(yao)包括以(yi)下方(fang)面(mian)。
①. 各(ge)項(xiang)工(gong)藝(yi)操(cao)作指標參數及(ji)運行情況。
②. 管道、閥門及各管件(jian)密封(feng)有無(wu)泄漏。
③. 防腐保溫層是否完好。
④. 管道(dao)振動情況(kuang)。
⑤. 管道支(zhi)、吊架的(de)緊固、腐濁和支(zhi)承情況:
⑥. 管(guan)道之間、管(guan)道與相(xiang)鄰構件的磨擦情況:
⑦. 安全閥(fa)、壓力表、溫度計等安全保護裝置的完好狀況。
⑧. 靜電跨接、接地設(she)施(shi)(shi)、抗腐蝕陰陽極等(deng)保護(hu)設(she)施(shi)(shi)的(de)完好狀況。
其中對下列不銹鋼管(guan)應特別加強檢査(cha)和(he)維護:
①. 生(sheng)產流程(cheng)的要害(hai)部位(wei)。如加熱爐出口、塔底部、反應器底部、高溫高壓機(ji)泵、壓 縮(suo)機(ji)的進出口等處(chu)的管道。
②. 輸(shu)送(song)易(yi)燃、易(yi)爆、有毒或腐蝕性介質(zhi)的管道(dao)。
③. 管道的(de)底部和彎頭等(deng)最易發生腐蝕和磨損的(de)部位。
④. 管(guan)道上易被忽視的部位以(yi)及易痤為“盲(mang)腸”的部位。
⑤. 工作(zuo)條件苛刻、承受交變應力的管道。
壓力管道巡(xun)回檢查(cha)項(xiang)目和內容(rong)見表 5-1 。
如遇到下(xia)列情(qing)況之(zhi)一(yi),操(cao)作人員(yuan)應(ying)立(li)鄧采取緊急措施,避免更大事故的發生,同(tong)時向(xiang) 上級(ji)有關部門報告(gao)。
①. 管道超溫(wen)、超壓、過冷,經處理仍然無效.
②. 管道發(fa)生(sheng)(sheng)泄漏或破裂,危及安全生(sheng)(sheng)產:
③. 發(fa)生(sheng)火災、爆炸或相鄰設備和不銹鋼管(guan)道發(fa)生(sheng)事故(gu)直接危(wei)及管(guan)道安全運(yun)行。
四、管道的維(wei)護保(bao)養
維(wei)護保(bao)養(yang)(yang)工(gong)作是延長不銹鋼壓力管道使用周期(qi)的基礎。維(wei)護保(bao)養(yang)(yang)的主要(yao)內容就是日常的維(wei)護保(bao)養(yang)(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(wu)損。
②. 閥門的(de)操作機(ji)構要定(ding)期進行(xing)活動,保證還其開關靈活。
③. 安全閥、壓力表要確(que)保其靈敏,準確(que),并按時進行檢查和校驗。
④. 要定期檢查緊固螺(luo)栓(shuan),做(zuo)到齊全、不銹蝕、絲扣完整、連接(jie)可(ke)靠。
⑤. 壓力管道因外(wai)界因素產生較大(da)振動時,應采取隔斷振源(yuan)、加強支承等(deng)(deng)減振措施。 發(fa)現摩擦等(deng)(deng)情況應及(ji)時采取措施。
⑥. 靜電跨接、接地裝置要保(bao)持良好、完整,及時消除缺陷,防止故障(zhang)的發生。
⑦. 停用的(de)(de)壓力管道(dao)應排除內部(bu)的(de)(de)腐(fu)蝕性介質,并(bing)進行置換(huan)、清洗和干燥,必要(yao)時(shi)用氮氣(qi)保護。外表(biao)面(mian)應涂刷防(fang)腐(fu)油漆,防(fang)止環境因(yin)素腐(fu)蝕。對有保溫層(ceng)的(de)(de)管道(dao),要(yao)注意保溫層(ceng)下(xia)的(de)(de)防(fang)腐(fu)和支座(zuo)處的(de)(de)防(fang)腐(fu)。
⑧. 及時(shi)消除跑、冒、滴、漏。
⑨. 高溫管道(dao),在開工(gong)升溫過(guo)程(cheng)中需對管道(dao)法蘭連接螺(luo)栓進行熱緊;對低溫管道(dao),在降溫過(guo)程(cheng)中需進行冷緊。
五、定點測厚
隨(sui)著各石化(hua)企業加工原油重(zhong)質化(hua)、多(duo)樣化(hua)及(ji)高(gao)硫高(gao)酸的(de)(de)趨勢日益加重(zhong),為了保證生產裝置管(guan)道的(de)(de)完好運行(xing),對(dui)重(zhong)要的(de)(de)不(bu)銹鋼壓力(li)管(guan)道進行(xing)定點測(ce)(ce)厚,依靠大量(liang)的(de)(de)數據(ju)來判斷管(guan)道的(de)(de)腐(fu)蝕狀況(kuang)和剩余壽命,并及(ji)時消除事故(gu)隱患,對(dui)防止發(fa)生壓力(li)管(guan)道安全事故(gu)是(shi)十分有效的(de)(de)手(shou)段之一。定點測(ce)(ce)厚主要針對(dui)管(guan)道的(de)(de)均勻(yun)腐(fu)蝕和沖刷腐(fu)蝕相對(dui)監測(ce)(ce)效果較好。
1. 不銹(xiu)鋼管布點原則
①. 定點(dian)測厚布(bu)點(dian)應根據(ju)工藝流程、操作(zuo)條件、介質(zhi)的腐蝕性及以往的腐蝕檢查情況確(que)定。
②. 在腐蝕突出的部位設置(zhi)固定的監測(ce)點,考慮現場實際(ji)情況,一般將測(ce)厚點選在檢測(ce)人員(yuan)容易操作的位置(zhi)(腐蝕較嚴重和需特別重視的部位除外)
③. 定點測厚(hou)布點必須有明顯的(de)(de)標記,以保證數據(ju)的(de)(de)真實性,有保溫的(de)(de)管道應安裝可(ke)拆卸(xie)式保溫罩。
④. 定點(dian)測厚布點(dian)應優先考慮(lv)彎頭、大小頭、三通、集合管、盲腸(chang)死角及噴嘴(zui)、閥門(men)、孔板等(deng)附(fu)近易腐蝕和易沖蝕部位(wei),直管段(duan)可酌(zhuo)情考慮(lv),常見(jian)結(jie)構的(de)布點(dian)位(wei)置參考圖(tu)5-1。
⑤. 對于介質腐(fu)蝕性較(jiao)強的管道(dao),當直管段長(chang)度大于20米時,一般縱向安排(pai)3處(chu)(chu)(chu)測厚點(dian),長(chang)度為(wei)10-20m時,一般安排(pai)2處(chu)(chu)(chu),小于10m時可安排(pai)1處(chu)(chu)(chu)。
⑥. 水平直(zhi)管段同一截面處(chu)原則上(shang)安排(pai)4個(ge)測厚點,管徑較(jiao)小時(shi)可在(zai)腐蝕(shi)可能嚴重(zhong)的部位安排(pai)1處(chu)。
2. 不銹鋼(gang)管測(ce)厚頻率
①. 定點測厚原則上(shang)每6個(ge)月檢(jian)測一次(ci),然后根據腐蝕速率(毫米/年,m/a )適當(dang)增(zeng)減頻次(ci)。腐蝕速率最(zui)近2次(ci)所測某(mou)點的(de)差(cha)值/間隔時間。
②. 當腐蝕速率小(xiao)于0.1mm/a時,可延長(chang)至(zhi)每年進行一次(ci)測厚(hou)。
③. 當腐蝕速(su)率在0.3-0.5mm/a時(shi),應縮減(jian)至每3個月進行一次測厚。
④. 當腐蝕速率大于(yu)0.5mm/a時,應(ying)對該管道進行監控,根據(ju)具體(ti)情(qing)況(kuang)適當增加測(ce)厚布點和測(ce)厚頻(pin)次。
⑤. 當工藝條件發生較大(da)變(bian)動(dong)時(shi),在發生變(bian)動(dong)3個(ge)月后應進(jin)行一次測厚(hou)
⑥. 裝置停(ting)工檢(jian)修期(qi)間(jian)應對所(suo)有的定點測(ce)厚(hou)布點進行常溫測(ce)厚(hou)。
3. 測厚的基本(ben)要求
①. 測厚工作(zuo)應(ying)確(que)保(bao)定點,要數據準確(que),測厚儀器精(jing)度不(bu)應(ying)低(di)于±0.1mm。
②. 每次(ci)(ci)測厚(hou)時(shi)應及時(shi)記錄,如(ru)(ru)發現與上次(ci)(ci)測厚(hou)結果(guo)相差較大時(shi),應首先核對數據準確性,并(bing)重新進行測厚(hou)。如(ru)(ru)確認無誤,應認真(zhen)分(fen)析原(yuan)因并(bing)提出處理意見。
③. 對(dui)于(yu)腐蝕(shi)減薄(bo)量較大的(de)(de)(de)不銹鋼管道,應按照有(you)關(guan)標準(zhun)進行(xing)剩余壽命的(de)(de)(de)估算(suan),剩余壽命的(de)(de)(de)可靠程度取(qu)決于(yu)測厚數據的(de)(de)(de)準(zhun)確性且只能(neng)用于(yu)均(jun)勻腐蝕(shi),只宜參考,不宜作為判廢依據。