浅谈石化压力管道定期检验须考虑的几个因素

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随着国民经济的持续发展，我国的石油化工工业生产就产品数量以及质量水平来说都已进人世界先进行列。其相应的配套设备无论从种类齐全或是从满足生产需要考虑，都取得了可喜的进展，达到了很高的水平，尤其是近些年来国内所敷设的各种管道，进展更为迅速，但由于石化压力管道在设计、制造及运行管理中还存在着-些问题，因此压力管道的事故仍时有发生，给石化生产带来巨大的威胁，同时由于目前国内的大部分石化管道都已进入了检修高峰期，因此提高压力管道定期检验水平，及时消除隐患，是维护石化正常生产、防止事故、保证人民生命财产安全的有效途径[1]。由于石化压力管道的破坏有其固有的复杂性，因此引起破坏的因素往往很多，综合分析压力管道的材质、规格、工艺参数、工艺流程、安装质量和运行记录等，有助于对管道破坏作出正确的判断，并选择有效和合理的无损检测技术。

石化压力管道定期检验的检测部位-般以抽查为主，其具体的抽查部位及对应地选哪些检测项目都是需要考虑的问题。本文针对这个问题，浅谈如何以相对较少的抽查比例来检测出较多的管道破坏因素或者安全隐患，也就是说以相对较低的检验检测成本获得较大的检测效益，即相对较大的安全隐患检出率。如何做到所抽查的部位是该条管道安全隐患存在几率较高的地方呢，笔者认为要做到这点至少需要从以下几个因素考虑。

多变，错综复杂，几十甚至几百条管道空间交错重叠，走向不定；有时候-条管道分叉，分为多条，上上下下，转弯抹角，或者几条汇成-条，管径也多变，通过变径段，时而变大时而变校而且每条管道都有-层厚厚的保温层，要想完成该管道全面检验，必须拆除保温层，露出管道本体。由于考虑到管道数量及长度的客观因素，不可能每条管道每个部位都做检测，故检验员必须事先弄清管道有几个焊口，分布在哪些部位，并预判出哪些焊口或者哪个部位的管道本体存在安全隐患的几率比较高，由此确定管道抽查的比例、重点检查部位及该部位的检验项目，优化检验方案。这就是本文所探讨的关键或者说我们管道检验员应该具备的检验能力。

2 管道材质设计人员在选用管道材料时，综合管材的适用性、经济性和普遍性三方面因素考虑。-般先考虑采用金属材料，不适用时，再考虑非金属材料；金属材料优先选择钢制管材，后考虑有色金属材料 ；钢制管材中，优先考虑碳钢，不适用时采用不锈钢：对于碳钢材料，先考虑焊接钢管，不适用时再选用无缝钢管 口。

- 般的石化管道所采用的材料为20碳钢，高温铬钼钢及耐腐蚀不锈钢，极少部分采用抗强腐蚀的国外MONEL钢。由于管道材质的不同，在压力管道定期收稿日期：2012.08.27；修回日期：2012-10-171 石化压力管道特点 基金项目：国家质检总局公益项目(201010025-05)。

作者简介：黄建良(1982-)，男，湖南永州人，化工机械工程师根据整个装置工艺的需要，石化压力管道走向 硕士。主要从事压力容器、压力管道检验研究工作。

2013年 2月 黄建良，等 .浅谈石化压力管道定期检验须考虑的几个因素加热炉加热至反应所需温度进入反应器，在反应器内加氢原料油在催化剂作用下进行脱硫醇等化学反应。

反应器底部出来的反应产物经过与混合进料换热后再经空冷器冷却至 50℃进入低压分离罐进行气、液分离。气体除很少部分作为低分气排至装置外脱硫，大部分进入循环氢分液罐；而自低压分离罐底部出来的低分油与煤油产品换热后进入煤油分馏塔进行分馏，塔底油经换热器、空冷器、水冷器冷却至45℃，再注入抗氧化剂，作为煤油产品送出装置。为避免煤油产品带水，煤油分馏塔底设置重沸器间接汽提，以柴油产品作为重沸器热源。另外，自循环氢分液罐来的循环氢经压缩机升压后与加氢装置部分新氢混合后进人反应系统，压缩机为此提供了动力源。

通过对以上工艺流程的了解分析，该装置的管道走向-目了然，易存在安全隐患的部位主要有：换热器进口段、加热炉出口段、反应器人 口段管道温度最高，易发生高温腐蚀及材质劣化破坏；由于反应器底部出来的反应产物中含有 H s，该管道内壁易受H：S腐蚀，生成的硫化铁与氧及水反应生成连多硫酸(H S O ，X3～5)，在不锈钢管道残余压力较大的部位 (如焊缝热影响区、弯管部位等)易产生应力腐蚀裂纹。另外，进料泵及压缩机作为振动源使得其进、出口段管道易产生振动疲劳裂纹，发生疲劳破坏。

7 安装质量(1)管道预制、组装时，-些冶金质量较低、均匀度差、有缺陷的材料安装后易产生疲劳裂纹。组装时因结构设计不当或因设计与实际的误差而强行组对等情况，易导致管道局部应力集中过大、管道柔性不足、固定方法不当、振动及温度补偿吸收能力不足，在交变载荷作用下易发生疲劳破坏。

(2)管道焊接时的焊接残余应力易造成脆性破坏。壁厚越厚、管道结构自身刚性愈大，焊接残余应力就越大。残余应力与工作应力叠加，从而使焊缝附近的应力强度因子大于材料的断裂韧性，最后导致脆性破裂。另外，焊接接头超标错边、咬边和焊缝堆高、凹坑等部位产生应力集中，易发生低应力脆性破坏。

(3)管道组成件和支承件等问题。对管道所用弯头、异径管、三通、法兰、阀门、垫片、补偿器、支吊架、紧固件等组成件应核对其质量证明书，并进行外观检查及测量尺寸，看是否符合要求 。

8 运行检修记录查看装置历年的运行检修记录，可以非常直观地了解到哪些管道在运行或检修过程中，曾出现过泄漏或异常的情况，像这样的管道必须查明原因并作为这次检验的重点。如图4，初底油自加热炉加热后，汇合到-处进入常压塔进行分馏，在第二个分又口处，曾发生烷油泄漏事故。经查明，大管径管道材质为碳钢，内衬 3 mm不锈钢，小管径管道材质为不锈钢，角焊缝外加焊-层碳钢补强圈，烷油中含腐蚀性强的磺化酸。初步分析原因为由于小管径管子与大管径内衬不锈钢角焊缝难于施焊，焊接质量不合格，存在未焊透，烷油渗人到碳钢与不锈钢的焊接层中，腐蚀性强的磺化酸逐渐将碳钢焊接层腐蚀穿，从而烷油从补强圈的信号孔泄漏出来。后经焊工将整圈角焊缝逐渐刨开重新焊接，证实以上分析是对的。因此，该条管线及类似分叉口处应作为检验的重点，并做 100%检测。

另外，我们在石化管道定期检验中发现，有的是在检修或局部更换管道时，错用或不合理的代用材料而降低了管道的极限应力；有的管道长期放置不用、维护不良，发生大面积腐蚀、厚度减雹强度减弱，再次启用前未按规定进行全面检验。此类情况的管道易发生韧性破坏。

图4 自加热炉出lafE合处曾发生烷油泄漏Fig.4 Alkane oil leakage has occurred at the joint of outlet ofself-heating furnace9 结束语综上所述，在石化压力管道定期检验中，不管是在检验之前做方案、做预算，还是在检验过程中，以上几个影响检验质量的因素都是检验员必须考虑到的。而且通过综合分析管道的材质、级别、规格、工艺参数、工艺流程、安装质量和运行记录等，有助于对管道破坏预先作出正确的判断，确定具体抽查化 工 设 与 - 通 第 50卷第 1期的重点部位，同时选择有效、合理的无损检测技术，真正做到以相对较少的抽查比例来获得较大的检测效益，即获得相对较大的安全隐患检出率，这对实践具有-定的指导意义。