關(guān)于長期服役工業(yè)管道常見問題的探討

李飛，劉程遠

（合肥通用機械研究院，安徽 合肥 230031）

我國目前有幾十萬公里的工業(yè)管道廣泛地應(yīng)用于石化行業(yè)，擔(dān)負著高溫、高壓、易燃、易爆、有毒等介質(zhì)的輸送任務(wù)。其數(shù)量多、分布廣，尤其在上世紀(jì)60年代至80年代建成的石化企業(yè)里，有相當(dāng)部分工業(yè)管道長期服役，且質(zhì)量低劣、缺陷嚴(yán)重，更易發(fā)生泄漏、爆炸等事故，對安全造成威脅。因此，對此類長期服役工業(yè)管道進行綜合分析，有針對性地進行管理和檢驗，尤為重要。

1 長期服役工業(yè)管道存在的幾個常見問題

1.1 早期工業(yè)管道在設(shè)計、制造、安裝、檢驗、使用等方面存在許多問題

（1）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不統(tǒng)一，不齊全甚至有矛盾。1995年前，國家沒有一個部門歸口管理工業(yè)管道，諸多部門之間缺乏協(xié)調(diào)，同樣的管法蘭、閥門等工業(yè)管道組成件標(biāo)準(zhǔn)有很多，有的企業(yè)同時使用多種不同標(biāo)準(zhǔn)系列的管件、閥門，十分混亂，易出現(xiàn)因材料、型號選用不當(dāng)發(fā)生的事故。由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范局限導(dǎo)致設(shè)計制造考慮不周，在使用管理中由于缺乏對系統(tǒng)失效模式識別導(dǎo)致使用維護不足引起的失效。

（2）工業(yè)管道的設(shè)計工作疏于管理，水平參差不齊。很多工業(yè)管道在設(shè)計時就選材不當(dāng)，或結(jié)構(gòu)不合理，給日后的安全使用埋下隱患。在一些老廠可見如下現(xiàn)象：高溫系統(tǒng)的管線因材質(zhì)選用20鋼，而發(fā)生珠光體球化；管道中使用折皺彎管；主支管等徑時不采用三通，而是焊接支管。

1.2 常年運行帶來的問題

（1）因常年疏于管理、人員變動頻繁等造成工業(yè)管道檔案系統(tǒng)不完整、臺賬混亂，使得許多管道并未納入監(jiān)管體系，多年未經(jīng)檢驗，難以掌握其安全狀況。

（2）因長期服役帶來的腐蝕、沖刷、應(yīng)力腐蝕、氫脆、疲勞、蠕變等與時間有關(guān)的破壞模式生效。假設(shè)：某管線規(guī)格為φ60mm×4mm，已使用40年，其腐蝕速率為0.05mm/年，腐蝕速率較小，但腐蝕量驚人，40年×0.05mm/年=2.0mm，剩余壁厚僅2.0mm。上述假設(shè)的情況筆者在玉門煉化、燕山石化等老廠的老裝置管道檢驗中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)。

1.3 油品劣質(zhì)化帶來的腐蝕問題

由于國內(nèi)原油資源短缺問題突出及原油價格變化加劇，為了降低煉油成本，一些沿海、沿江煉廠逐步摻煉、改煉中東的高硫、高酸原油。但是，許多早期加工裝置在設(shè)計時以大慶油為主，沒有考慮加工含硫原油的影響，造成了一些裝置的流程與設(shè)備對含硫原油的不適應(yīng)；同時許多企業(yè)在管理水平、防腐技術(shù)、防腐措施和腐蝕監(jiān)測等方面的工作沒有及時跟上。

1.4 生產(chǎn)連續(xù)性和工藝改造帶來的問題

（1）因石化企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，工業(yè)管道經(jīng)常出現(xiàn)到期延檢甚至不報檢驗的情況。許多長期服役管道超負荷運行，安全狀況較差且難以監(jiān)管。

（2）因石化企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，工業(yè)管道出現(xiàn)泄漏等故障需要維修時，采用打卡子、焊補等帶壓堵漏措施保障運行，直至下次停工檢修期間做徹底修復(fù)。但往往多次檢修廠方都不做修復(fù)，治標(biāo)不治本。

1.5 檔案資料方面的問題

（1）早期在設(shè)計、制造、安裝、檢驗、使用等方面的管理不嚴(yán)，造成了許多長期服役管道的原始資料不全，缺乏第一手的參考依據(jù)。如在多次檢驗中，我們常發(fā)現(xiàn)這些管線缺少設(shè)計圖紙、相關(guān)計算書、竣工圖、質(zhì)量證明文件等。

（2）因疏于管理造成檔案系統(tǒng)不完整、甚至丟失，資料混亂。

（3）各類改造、維修帶來的困擾。一是改造、維修次數(shù)較多，改造情況復(fù)雜，加之管理缺失，歷次資料保存不善現(xiàn)象常見。二是改造、維修過程往往自行設(shè)計，方案未經(jīng)相關(guān)部門備案；甚至無施工方案、圖樣、質(zhì)量證明文件即施工，無相關(guān)資料存檔，給后續(xù)檢驗、修復(fù)等工作帶來困擾。

2 應(yīng)對措施

2.1 檢驗時慎重分析判斷

此類管道有著上述種種問題，給檢驗檢測帶來許多困難。對此，在檢驗中遇到的各類問題要針對長期服役管線的特點，進行全面的綜合分析和推理判斷，去偽存真，才能找出事故的真正原因。善于利用運行記錄、年度檢查、歷次檢驗報告，結(jié)合檢驗檢測結(jié)果做對比分析。

（1）內(nèi)腐蝕：某些管道雖腐蝕速率輕微，但積年累月形成的巨大腐蝕量易被忽略；某些管線因工藝改造、油品升級等造成參數(shù)改變，腐蝕速率也發(fā)生改變。若不能掌握歷次檢驗數(shù)據(jù)，僅憑原始壁厚與當(dāng)次所測數(shù)據(jù)做對比，則推算腐蝕速率時易出現(xiàn)錯誤。假設(shè)某碳鋼管線規(guī)格為φ219mm×10mm，已使用40年，前36年腐蝕速率0.02mm/年，使用36年后測厚值9.28mm，之后4年因油品升級，管道介質(zhì)成分發(fā)生改變，年腐蝕速率0.3mm/年，那么使用40年后（即本次檢驗時）應(yīng)為8.08mm在確定至下一檢驗周期（假定為4年）剩余壁厚時，可能因資料是否齊全造成如下兩種情形，模擬減薄情況見圖1。

圖1 模擬減薄情況

①若無歷次檢驗報告。此種情況下以管道投用時壁厚10.0mm進行計算，腐蝕情況預(yù)測如直接所示：4年后預(yù)計剩余壁厚為7.89mm。②若有歷次檢驗報告：對比歷次數(shù)據(jù)得知油品升級后管線腐蝕加劇，腐蝕速率發(fā)生變化。預(yù)測情況如曲線所示，4年后預(yù)計剩余壁厚為6.88mm。兩種情形下，預(yù)計剩余壁厚相差較大，對管道減薄情況做安全狀況評定時也會得出不同結(jié)論（視其為局部減薄或全面減薄，采用不同的分析方法）。若錯誤地以直線替代曲線做評定，則可能造成高風(fēng)險管線被當(dāng)成低風(fēng)險管線繼續(xù)使用。

（2）外腐蝕：在檢驗中容易忽略以下幾種情形，①年降雨量較大地區(qū)或沿海地區(qū)的設(shè)備，易發(fā)生保溫層下腐蝕，產(chǎn)生點蝕或局部腐蝕等。②加熱爐等含氧環(huán)境下的高溫管線易出現(xiàn)層下腐蝕。③部分老舊管線保溫破損、油漆脫落，常年裸露在大氣環(huán)境中產(chǎn)生的外腐蝕。

以上所列僅供參考，實際檢驗過程中遇到的問題不一而足，繁雜而多樣，這就需要檢驗人員針對不同情形辨證論治，不可盲目輕率地下結(jié)論。

2.2 使用單位加強管理

使用單位是工業(yè)管道的直接使用者、管理者，也是工業(yè)管道安全的最大受益者，應(yīng)承擔(dān)屬地管理的責(zé)任。針對長期服役管道的這些問題，使用單位可從以下幾個方面加強管理。

（1）使用過程中加強巡檢、定期維護、對發(fā)現(xiàn)的問題如實記錄。

（2）按標(biāo)準(zhǔn)要求由廠方或廠方委托有資質(zhì)的檢驗單位進行年度檢查并記錄。

（3）委托具有相應(yīng)資格的設(shè)計單位，補齊相應(yīng)設(shè)計資料，并對壓力管道進行注冊登記。

（4）建立、健全壓力管道檔案管理制度，及時更新，將年度檢驗報告、全面檢驗報告等存入檔案。

（5）有條件的情況下請國內(nèi)具有相應(yīng)資質(zhì)的單位對這些老舊管線做基于風(fēng)險的檢測（RBI），并安排人員對失效后果嚴(yán)重、失效幾率較大等風(fēng)險較高的老久管線做徹底的摸排工作，弄清管道有無設(shè)計不當(dāng)、結(jié)構(gòu)不合理、組成件用錯、焊接超標(biāo)缺陷等情形，并采取相應(yīng)處理措施。

（6）完善管道介質(zhì)泄漏后可能造成各種事故的預(yù)防措施和緊急救援制度，一旦發(fā)生意外，將損失降到最低。

3 結(jié)語

綜上所述，石化企業(yè)長期服役管道存在許多問題。對于此類情況，檢驗人員在檢驗時應(yīng)綜合分析，針對失效模式分析判斷；使用單位應(yīng)從檔案系統(tǒng)到現(xiàn)場維護及事故預(yù)案和緊急救援制度等方面加強管理。從而最大限度地降低此類管道的運行風(fēng)險，為石化企業(yè)的長期服役裝置的安全運行保駕護航。

[1]陳學(xué)東，王冰，關(guān)衛(wèi)和，胡明東.我國石化企業(yè)在用壓力容器和管道使用現(xiàn)狀和缺陷狀況分析及失效預(yù)防對策[J].壓力容器，2001, (05) 43-53，0.

[2]《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》編制說明[Z].2003,(6):1.

[3]第三屆設(shè)備腐蝕與防護研討會論文集[C].2001,4.

[4]閆風(fēng)影,沈冬奎，孫振西，馮曉剛，惠進財，張忠超. 長期服役工業(yè)管道全面檢驗中幾個問題討論[J].石油和化工設(shè)備,2016,74-77.