含苯管道焊縫探傷比例問題探討

中國成達工程有限公司 成都 610041

苯是一種石油化工基本原料，可以合成一系列苯的衍生物，其產量和生產的技術水平是一個國家石油化工發展水平的標志之一。隨著工業，尤其是塑料工業對苯的需求增多，由石油生產苯的過程應運而生。目前，全球大部分的苯來源于石油化工，含苯管道在石化廠中大量存在。但是苯作為最簡單的芳烴，揮發性大，暴露于空氣中很容易擴散。當人和動物通過呼吸或皮膚接觸大量苯進入體內時，會對血液造成極大傷害，引起急性和慢性苯中毒。苯還損害骨髓，使紅血球、白細胞、血小板數量減少，并使染色體畸變，從而導致白血病，甚至出現再生障礙性貧血。因此，苯被國際癌癥研究所(IARC)列為第一級致癌物，即明確人類致癌物。因此含苯管道的焊縫探傷尤為重要。

射線探傷(RT)是利用某種射線來檢查焊縫內部缺陷的一種方法。常用的射線有X射線和γ射線兩種。X射線和γ射線能不同程度地透過金屬材料，對照相膠片產生感光作用。利用這種性能，當射線通過被檢查的焊縫時，因焊縫缺陷對射線的吸收能力不同，使射線落在膠片上的強度不一樣，膠片感光程度也不一樣，這樣就能準確、可靠、非破壞性地顯示焊縫缺陷的形狀、位置和大小。

1 問題的提出

某石化廠擴建項目中，有一根苯管線，公稱直徑為DN150，設計壓力為18.3bar(G),設計溫度為60℃。設計人員按照管道等級表確定，該管線的焊縫探傷比例為100%RT。但業主提出原設計中，該管線的焊縫探傷比例為20%RT。而該管線約400米全部在管廊上敷設，管道材質為碳鋼，探傷比例的提高，使該條管線的建設成本大幅提高。含苯介質管線在化工廠和石化廠中均大量存在，而管道焊縫的檢測費用直接關系到工廠的安全與建設的成本。如何選擇合理合規的焊縫檢測比例，成為問題的焦點。

2 標準的分析

2.1 工業金屬管道標準系列

對于金屬管道的焊縫探傷要求，國標在幾個不同的標準里均做出了相應的規定。化工項目金屬管道設計通常采用《工業金屬管道設計規范》GB50316-2000(2008版)，并配套使用《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》GB50184-2011、《工業金屬管道工程施工規范》GB 50235-2010、《現場設備工業管道焊接工程施工規范》GB 50236-2011，以上標準相互引用。

根據《工業金屬管道設計規范》GB50316-2008 (2008年版)2.1.1目 對A1類流體的定義：在本規范內系指劇毒流體，在輸送過程中如有極少量的流體泄漏到環境中，被人吸入或與人體接觸時，能造成嚴重中毒，脫離接觸后，不能治愈。相當于現行國家標準《職業性接觸毒物危害程度分級》GB5044中I級(極度危害)的毒物。

職業性接觸毒物系指工人在生產中接觸以原料、成品、半成品、中間體、反應副產物和雜質等形式存在，并在操作時可經呼吸道、皮膚或經口進入人體而對健康產生危害的物質。職業性接觸毒物危害程度分級，是以急性毒性、急性中毒發病狀況、慢性中毒患病狀況、慢性中毒后果、致癌性和最高容許濃度等六項指標為基礎的定級標準。針對苯這種介質，《職業性接觸毒物危害程度分級》GB5044-1985的4.1目表2舉例中，將苯在含苯粘合劑的生產和使用中劃做極度危害。但是《職業性接觸毒物危害程度分級》 GBZ 230-2010于2010年11月1日實施，《職業性接觸毒物危害程度分級》 GB 5044-1985于同日作廢，現在執行的標準是GBZ 230-2010。新標準中為職業性接觸危害程度分級制定了9個分級指標，分別為毒物的急性毒性、擴散性、蓄積性、致癌性、生殖毒性、致敏性、刺激與腐蝕性、實際危害后果與預后。分級原則依據9項指標進行綜合計算分析、計算毒物危害指數確定毒物的毒性危害指數THI值。經計算苯的THI值為55，小于極度危害介質THI值65，屬于高度危害。但對于致癌性，標準中5.1.5目明確規定，根據IARC致癌性分類劃分評分等級，屬于明確人類致癌物的，直接列為極度危害。因此在GBZ230-2010中，苯介質的毒性應定義為極度危害。

根據《工業金屬管道設計規范》GB50316-2008 (2008年版) 可以確定苯管線流體為A1類流體。根據附錄J表J.2.1的規定：A1類流體的無損檢測比例應為100%。

另外根據《工業金屬管道工程施工質量驗收規范》GB50184-2011中8.1.1目，表8.1.1規定，毒性程度為極度危害的流體管道焊縫檢查等級為I級，根據表8.2.1的規定，I級焊縫無損檢測比例應為100%。

綜上所述，依據工業金屬管道標準系列的國標體系，苯管線焊縫檢測比例應為100%。

2.2 石油化工金屬管道標準系列

針對石化行業，設計一般采用《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規范》GB 50517-2010和《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》SH3501-2011，這兩本規范均根據輸送的介質和設計條件對石油化工金屬管道進行了分類、編碼。

《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規范》GB 50517-2010中表4.0.1石油化工管道分級，根據設計溫度和設計壓力的不同，將苯管道分為SHA1和SHA2兩個級別，其中設計壓力P≥10MPa，或4≤P<10MPa同時設計溫度t≥400℃，或設計溫度<-29℃時苯管道劃做SHA1，其余工況下的苯管道劃做SHA2。《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》SH3501-2011在4.6目，表1中做出同樣規定。

《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規范》GB 50517-2010在9.3 焊接接頭的無損檢測表9.3.1中規定，SHA1級別管道應采用100%射線探傷或超聲波探傷，SHA2級別管道應采用20%射線探傷或超聲波探傷。《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》SH3501-2011在7.5.7目，表12中做出同樣規定。

因此，依據石化標準系列的國標體系及石化標體系，苯管線焊縫檢測比例根據設計條件的不同分為100%或20%兩種。本案例的工況應采用20%射線探傷。

2.3 壓力管道監察體系

新的GC1壓力管道是按照流體的毒性程度來判定的，分別包含了三類流體：① 急性毒性類別1介質；② 急性毒性類別2氣體介質；③ 操作溫度高于其標準沸點的急性毒性類別2液體介質。也就是說，急性毒性是1級的氣液管道都是GC1管道，急性毒性是2級的氣體管道也是GC1管道，急性毒性是2級的液體管道需要超過其標準沸點才是GC1管道。

而在《危險化學品目錄實施指南》中沒有列出苯的急性毒性類別，僅列出致癌性,類別1A；特異性靶器官毒性-反復接觸,類別1。但是苯的急性毒性LD50(小鼠經皮)為48mg/kg體重。小于《化學品分類、警示標簽和警示性說明安全規范 急性毒性》GB20592-2006表1類別I中規定的50mg/kg限值。因此，苯介質管道應列入GC1類壓力管道。

在《壓力管道規范-工業管道 檢驗與試驗》GB/T20801.5-2006中將壓力管道的檢查等級分為I～V五個等級，其中6.1.2規定，GC1級管道的檢查等級應不低于II級。根據表1檢查等級、方法和比例確定，II級焊縫檢查比例為20%射線照相或超聲波。只有劇烈循環工況管道為I級焊縫，需采用100%射線探傷。

而《壓力管道安全技術監察規程-工業管道》TSG D0001-2009作為由國家質檢總局頒布的規程，考慮了壓力管道安全技術的現狀和國家有關行政許可的要求，具有技術法規強制屬性，是安全監察的最低標準。其中第六十六條規定，管道焊接接頭的位置、坡口的加工、清理和檢驗、焊件組對、焊件預熱等，應當符合GB/T 20801的規定。

由此可見，壓力管道監察體系對苯管線的焊縫檢測比例要求最低為20%射線探傷。

3 結語

苯在化工廠和石化廠中大量存在，尤其在石化廠中，從乙烯裂解到芳烴抽提、到后續的苯乙烯、乙苯生產，苯的存在貫穿從原料到產品的全過程。并且石化廠生產中，含苯介質均在密閉管道和容器中輸送存儲，因此石化標準中專門將苯根據不同的工況區分確定焊縫探傷比例，對于較為苛刻的高溫、低溫、高壓環境采用100%射線探傷，而其他較為溫和的工況采用20%射線探傷。這樣既保證了生產過程的安全，也節約了大量的檢測成本。

但是對于非石化的其他工業項目來說，苯的使用頻率相對沒有那么高，考慮到苯的毒性，尤其是對人的強致癌性，工業金屬管道標準系列將苯定義為極度危害介質，并要求焊縫探傷達到100%。

而壓力管道監察體系作為安全監察的最低標準，要求苯管線的探傷比例不低于20%，這是必須執行的。

國內各大設計院，對于苯管線的探傷比例各有不同的處理方式。總的來說，對于石化項目，考慮到投資的原因，一般采用《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規范》GB 50517-2010，而不采用《工業金屬管道設計規范》GB50316-2008，將苯管線分為SHA1和SHA2兩種情況確定探傷比例。對于常見的化工項目，苯管線占比較少的情況下，則采用《工業金屬管道設計規范》GB50316-2008將探傷比例確定為100%。從一些實際運行的經驗來看，如果同時采用《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規范》GB 50517-2010和《工業金屬管道設計規范》GB50316-2008兩套標準系統，既要考慮項目建設投資，又要考慮生產安全與員工健康的因素，室內苯管線采用100%射線探傷，而室外管線，尤其是管廊上的管道且設計條件符合SHA2等級時，可采用20%射線探傷。