壓力管道檢驗案例分析

秦新翠

摘 要：壓力管道在生活和生產中應用廣泛，但在壓力管道管道使用過程中由于各種原因引發的事故越來越多，值得我們關注。本文就一檢驗案例提出自己的見解。

關鍵詞：壓力管道 ；案例 ；安全

管道作為物料輸送的一種特種設備在現代化工工業生產和人民生活中起著很重要的作用。但是管道事故時有發生，嚴重影響人們的生命和財產的安全。在實際應用中，管道的種類很多，使用環境也千差萬別，所以管道事故的影響因素和環節也較多。為此，國家也出臺了很多法規及標準對管道的安全運行進行規范。

一、壓力管道的特點

實際的工業生產中，所使用的管道種類很多，以一套化工生產裝置為例，它所包含的壓力容器不過幾十臺，但它包含的壓力管道將達數千條，所用到的管道附件將達上萬件，而且這些管道及其元件往往有幾十甚至上百家生產廠家制造。另外，壓力管道的安裝還涉及管道的設計、制造、采購、施工、運行、檢驗等各個環節，總之，影響壓力管道安全運行的因素是多環境、多方位的，無論哪個環節出現問題，都會對壓力管道的安全造成威脅，要從各個方面、環節對管道安全問題進行監測，防止事故的發生。

二、壓力管道事故案例

在對某單位合成氨的化工企業檢驗時，對6#高壓機四段出口管道進行全面檢驗，發現部分缺陷，總結檢驗經驗及原因分析如下，與大家探討：

（一）檢測結果

通過資料審查、外部宏觀檢驗、硬度檢測、壁厚測定、無損探傷、強度校核，該6#高壓機四段出口管道彎頭部位的檢測結果如下：

1.資料審查。該企業系一家生產液氨和碳酸氨的化工企業，該管道1996年由本廠自行設計自行安裝，其管徑219mm，公稱壁厚8mm，材質20#，最高工作壓力為2.75MPa，最高工作溫度為150℃，輸送介質為循環氣，其主要成為CO、CO2、H2、N2。該管段安裝在高壓機房外面，距四級水冷排管0.5m，彎管最高位置離地面標高1.78m。安裝后使用時間不到一年，因效益不好而停產，后經企業改制，2005年由該公司租賃，2006年正式投產。

2.外部宏觀檢驗。外表面有麻點腐蝕，其腐蝕凹坑最深達1.5mm，且靠水冷排側有一處貼補，彎管彎曲半徑450mm。

3.硬度檢測。彎管部位HB為189，直管部位HB為194，合格。

4.壁厚測定。經超聲波測厚，彎管部位最薄為5.5mm，直管部位最薄為7.2mm。

5.無損探傷。發現貼補處沿氣流方向側有一條24mm裂紋，且穿透貼補焊縫。

6.強度校核。經強度校核，最小壁厚為5.68mm，而實測最小壁厚為5.5mm，強度不合格；根據GB50235-97標準，彎管制作前后厚度差小于公稱壁厚的15%，

計算得6.8mm，大于5.5mm，則為不合格。

7.評定結論。安全等級為四級，需更換此彎管。

（二）原因分析

1.腐蝕凹坑的產生。因停用時間過長，保養措施不當及大氣中腐蝕介質的影響，尤其是靠近彎管的水冷排管所用的冷卻水是二氣循環水，水中含有硫化氫，而這種硫化氫水溶液飛濺在彎管上，會在金屬表面發生激烈的電化學腐蝕，使得被腐蝕部位的金屬以其離子或腐蝕產物的金屬形式從表面脫離，而形成腐蝕凹坑。

2.裂紋的產生。由于管道內輸送的介質主要為CO、CO2、H2、N2，而介質中的H2對管道損傷最大，是典型的氫腐蝕。氫腐蝕是鋼受到高溫（220℃以上）、高壓（1.4MPa以上）作用后，其機械性能變劣，強度、韌性明顯降低，這種現象是不可逆的。其腐蝕機理為：H2→H H，H 、H直徑小，可透過金屬表面，固溶到金屬內，固溶的氫與鋼中的碳發生化學反應：Fe3C 4H=3Fe CH4，而產生的CH4氣體本身擴散能力很低，只聚集在晶界原有的微觀空隙內，使得該區域碳濃度降低，其他位置上的碳通過擴散不斷補充，產生的CH4氣體不斷增多，空隙內的局部壓力不斷增大，從而在該處發展為裂紋。再者，彎管表面的腐蝕凹坑產生局部應力集中，水冷排中的冷卻水灑在彎管上，產生溫差應力，這幾個應力疊加，又加速裂紋的擴展。

3.修補方法錯誤。雖然彎管部位產生裂紋，廠家自行貼補，頭痛醫頭，腳痛醫腳，沒有找出產生缺陷的根本原因，使一段時間又產生新生裂紋。原因是原裂紋未經處理（應在裂紋兩端鉆ф8mm的小孔，用角磨機打出“U”坡口，并經無損檢測，確認裂紋已清除，再進行補焊），兩端應力集中，再加上幾個應力疊加，加快原裂紋從兩端發展，產生新生缺陷。

（三）預防措施

1.設計、制造、安裝、修理必須是有資質的單位進行，如設計采用抗氫腐蝕設計，選擇采取含碳量低的材料，焊后熱處理（主要為正火加回火熱處理）、彎管制作彎曲半徑因大于管子外徑的3.5倍等。

2.二次循環冷卻水須進行水處理，如在蓄水池中加適量堿以中和水中的硫化氫等酸性物質。

3.用不易腐蝕的物料將冷排管與彎管隔離或將此彎管加一防腐、防水保護層。

4.加強定期檢驗（在線檢驗、全面檢驗）和巡回檢查。

5.加強內部管理和設備保養，確保設備安全運行。

（四）、建議和改進措施

為了做好壓力管道的安全管理工作，確保壓力管道的安全運行，保障生產任務的順利進行，必須堅決貫徹執行（壓力管道安全管理與監察規定）等有關法律、法規、規定和文件，認真編制壓力管道安全管理規章制度。并監督壓力管道運行和維護，嚴格加強舊管道的清查工作，對清查中發現的安全隱患，及時進行徹底消除。能修復的修復，無法修復的堅決報廢，不留隱患。