設備及管線小接管隱患治理

（中國石油大港石化公司，天津 300280）

設備及管線小接管隱患治理

沈炳生，陳秋菊，呂 忠，王永民，任新廣

（中國石油大港石化公司，天津 300280）

針對中國石油大港石化公司2012年接連發生的兩起設備及管線小接管斷裂事件進行了認真的分析，對于發現的保溫下腐蝕嚴重的小接管進行了補強處理，并定期進行檢查、檢測，以確保設備安全運行。

小接管；補強處理；煉油廠

2012年4月、10月，公司催化裂化裝置的吸收穩定區接連兩次出現小接管斷裂事件。其1發生在催化裂化裝置穩定液化氣線一個廢棄的采樣口，其2發生在催化裂化裝置氣壓機出口油氣分離罐D-2301。

一、原因分析

1．事件1分析

此小管線原為采樣口，于1996年投用，斷裂前已棄用。管線直徑為25mm，壁厚3mm，工作壓力0．2MPa、介質溫度44℃，介質為含硫化氫、氫氣、胺類、鹽類等雜質的液化氣。該小接管安裝微向下傾斜，易在盲頭部位產生水的聚集，引起小接管內部嚴重的腐蝕。斷裂處實測管壁最薄1．2mm，內部可見很厚的銹層，屬于典型的盲腸死角。

2．事件2分析

(1)情況綜述

D-2301為氣壓機出口油氣分離罐，上液面計上引壓管短接管發生了爆管。小接管運行溫度40℃，壓力1．5MPa，罐內介質為油氣、凝縮油、油水，管內介質為油氣。小接管的服役起始時間是1996年12月，終止時間是2012年10月。

(2)宏觀觀察

小接管的爆開長度約15cm。接管發生了明顯的塑性變形，觀察到爆破后接管的內表面呈黑色，且明顯可見爆破部位的管線減薄嚴重。另外爆管無明顯的脹粗現象，爆管后，破裂縱向邊緣的厚度約0．8mm，與爆管位置相對的管線壁厚約1．8mm，并且除爆破部位外，從殘余部分的橫截面觀察，管壁厚度基本一致，說明管線其余部分的腐蝕形式為均勻減薄，爆破部位減薄相對嚴重一些。

(3)合金元素分析

通過各合金元素含量對比，除錳元素外，基本符合GB8163-2008《流體輸送用無縫鋼管》中20鋼的規定，因此可推斷該接管材質為20鋼。依據GB222《鋼的成品化學成分允許偏差》之規定，偏差不應超過0．03，可見雖然錳含量偏高，但是也在允許偏差規定內，說明材質合格。

(4)金相檢驗

爆管縱截面的金相組織為鐵素體加珠光體組織，并可見帶狀組織分布，為正常碳鋼金相組織，未見異常。另外，從邊緣的形貌可以看出，接管爆管部位發生的是均勻腐蝕減薄，未見其他缺陷組織。

(5)電鏡觀察

對接管內表面進行電鏡觀察，發現其內表面附著有較致密的產物層，產物形狀分為球狀和塊狀兩種。

(6)能譜分析

對接管爆管部位內表面不同部位進行能譜分析，內表面所含元素除鐵元素外，主要含有硫、氧、碳等三種元素，其中與腐蝕相關的元素主要是硫和氧元素。其他部位的元素種類無變化，僅硫和氧元素的含量有差異，在靠近基體的表面，硫含量要高于產物較厚的區域表面，且從產物形狀上看，主要是硫化亞鐵產物。

(7)事件2分析總結

小接管內壁生成較為致密的硫化亞鐵膜，腐蝕相對輕微。均勻減薄主要由于外壁為保溫下腐蝕引起。

二、隱患治理

1．專項檢查

針對此種情況，公司于2012年11月份制定“關于開展設備及管線上小接管安全隱患排查通知”，重點排查介質為瓦斯、硫化氫、苯類、液化氣及C6以下的液化烴、油品介質溫度大于250℃的位置小接管。采用方法為外部宏觀檢查、腐蝕凹坑深度儀測量外部腐蝕深度、小接管超聲波測厚，主要檢查外部的保溫下腐蝕情況及內部的腐蝕減薄。

共檢查出40多點保溫下嚴重腐蝕，使用腐蝕凹坑深度儀測量腐蝕深度達1．5mm。

2．修復處理

經過討論決定，使用多層高強復合材料腐蝕修復補強技術在不停產的狀況下對于以上發現的小接管進行補強修復處理。達到延長使用壽命、增強管段強度和減緩腐蝕的作用。

(1)施工步驟

①采用防爆工具對表面進行人工除銹，除銹等級達到ST3．0級，清除出小接管本體及連接設備或管線約直徑200mm圓形面積。

②表面進行清潔。

③采用金屬修補劑進行表面修復，修復技術的主要作用是：防滲、耐磨、耐沖擊、增強剪切強度、耐熱。

④增強層施工，增強技術的主要作用是：整體耐沖擊性、防止龜裂、增加硬度、承受壓力、承擔軸向拉力。

⑤控固層施工，控固技術的主要作用是：加強管體的韌性、拉伸強度、加強管線的防腐絕緣性能。

⑥表面層施工。

(2)主要技術要求

①除銹后的小接管管體主要采用環氧樹脂、聚氨脂樹脂、丙烯酸樹脂等為基料，添加金屬、陶瓷、塑料、水泥及無機填料等，通過合理配比，對管體腐蝕坑蝕點深度進行本體腐蝕修復，使管體坑蝕區與原管體找平。

②修復后的小接管表面達到強度和厚度后，采用增強技術進行加強處理。主要是通過采用環氧類合成調配材料，內加纖維絲和金屬網，經過特殊工藝在修復層外形成增強層。使得修復層與原有管體有機結合為一體，增強腐蝕管體的強度。

③增強層完成后采用環氧類及其他樹脂類材料和無堿玻璃纖維，分層粘結，在增強層表面形成控固層，增強管道的整體性能。

2013年2月修復后至今使用狀況良好。

三、總結

1．加強日常設備管理

各車間對設備及管線上小接管分類建立臺賬。針對高風險小接管：主要包括介質為瓦斯、硫化氫、苯類、液化氣及C6以下的液化烴、油品介質溫度大于250℃的。車間對每季度至少進行一次日常檢查，裝置檢修進行全面檢查，并保留記錄；機動設備處每月進行抽查、每半年進行專項檢查、裝置檢修進行全面檢查。

(1)日常檢查內容

①外觀檢查，檢查焊口、管件、管線等部位是否泄漏，外部腐蝕、保溫、防凍凝情況等。

②定期測厚，對易腐蝕的高風險小接管，進行定點測厚。對水平位置的短管，測厚點要重點放在截面的底部，并在檢測報告圖樣上注明最薄點的坐標尺寸。

(2)裝置停工檢查內容

①裝置停工檢修時是進行小接管檢驗維修的最好時機，對一些根部位于“聯合平臺”下面，不方便檢查的，檢修時要切割平臺板、高空部位搭架子等，以確保達到檢查檢驗條件。對于受位置限制無法準確檢查、檢測的，可根據使用時間、腐蝕情況進行更換。

②對于容易忽視部位的小接管，如塔類容器裙座內的接管，應搭腳手架進行檢驗，設備底座里的接管要仔細檢查。接管與法蘭的焊縫檢驗有難度，但不能忽視。對于更換下來的接管，如果存在裂紋、腐蝕等缺陷，要取樣分析類型和產生原因。

③進行測厚檢查。

④進行內窺鏡檢查。

⑤依據情況進行無損檢測。

2．加強小接管部位防腐保溫施工管理

雖然小接管根部部位面積小，但由于支架或位置的限制，外防腐除銹、刷油等的施工要比大面積刷油的容器本體難度大，該部位的防腐質量對設備的影響要大于設備其它部位，施工時要設為質量重點控制點。小接管部位的防腐可以增大涂層厚度，建議涂層厚度大于250μm；保溫施工一定要保證防水。

[1] 石化裝置壓力容器、壓力管道小接管隱患及管理[J]．石油化工設備，2012．

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1671-0711（2014）05-0066-02

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