压力管道检验案例分析

秦新翠

摘 要：压力管道在生活和生产中应用广泛，但在压力管道管道使用过程中由于各种原因引发的事故越来越多，值得我们关注。本文就一检验案例提出自己的见解。

关键词：压力管道 ；案例 ；安全

管道作为物料输送的一种特种设备在现代化工工业生产和人民生活中起着很重要的作用。但是管道事故时有发生，严重影响人们的生命和财产的安全。在实际应用中，管道的种类很多，使用环境也千差万别，所以管道事故的影响因素和环节也较多。为此，国家也出台了很多法规及标准对管道的安全运行进行规范。

一、压力管道的特点

实际的工业生产中，所使用的管道种类很多，以一套化工生产装置为例，它所包含的压力容器不过几十台，但它包含的压力管道将达数千条，所用到的管道附件将达上万件，而且这些管道及其元件往往有几十甚至上百家生产厂家制造。另外，压力管道的安装还涉及管道的设计、制造、采购、施工、运行、检验等各个环节，总之，影响压力管道安全运行的因素是多环境、多方位的，无论哪个环节出现问题，都会对压力管道的安全造成威胁，要从各个方面、环节对管道安全问题进行监测，防止事故的发生。

二、压力管道事故案例

在对某单位合成氨的化工企业检验时，对6#高压机四段出口管道进行全面检验，发现部分缺陷，总结检验经验及原因分析如下，与大家探讨：

（一）检测结果

通过资料审查、外部宏观检验、硬度检测、壁厚测定、无损探伤、强度校核，该6#高压机四段出口管道弯头部位的检测结果如下：

1.资料审查。该企业系一家生产液氨和碳酸氨的化工企业，该管道1996年由本厂自行设计自行安装，其管径219mm，公称壁厚8mm，材质20#，最高工作压力为2.75MPa，最高工作温度为150℃，输送介质为循环气，其主要成为CO、CO2、H2、N2。该管段安装在高压机房外面，距四级水冷排管0.5m，弯管最高位置离地面标高1.78m。安装后使用时间不到一年，因效益不好而停产，后经企业改制，2005年由该公司租赁，2006年正式投产。

2.外部宏观检验。外表面有麻点腐蚀，其腐蚀凹坑最深达1.5mm，且靠水冷排侧有一处贴补，弯管弯曲半径450mm。

3.硬度检测。弯管部位HB为189，直管部位HB为194，合格。

4.壁厚测定。经超声波测厚，弯管部位最薄为5.5mm，直管部位最薄为7.2mm。

5.无损探伤。发现贴补处沿气流方向侧有一条24mm裂纹，且穿透贴补焊缝。

6.强度校核。经强度校核，最小壁厚为5.68mm，而实测最小壁厚为5.5mm，强度不合格；根据GB50235-97标准，弯管制作前后厚度差小于公称壁厚的15%，

计算得6.8mm，大于5.5mm，则为不合格。

7.评定结论。安全等级为四级，需更换此弯管。

（二）原因分析

1.腐蚀凹坑的产生。因停用时间过长，保养措施不当及大气中腐蚀介质的影响，尤其是靠近弯管的水冷排管所用的冷却水是二气循环水，水中含有硫化氢，而这种硫化氢水溶液飞溅在弯管上，会在金属表面发生激烈的电化学腐蚀，使得被腐蚀部位的金属以其离子或腐蚀产物的金属形式从表面脱离，而形成腐蚀凹坑。

2.裂纹的产生。由于管道内输送的介质主要为CO、CO2、H2、N2，而介质中的H2对管道损伤最大，是典型的氢腐蚀。氢腐蚀是钢受到高温（220℃以上）、高压（1.4MPa以上）作用后，其机械性能变劣，强度、韧性明显降低，这种现象是不可逆的。其腐蚀机理为：H2→H H，H 、H直径小，可透过金属表面，固溶到金属内，固溶的氢与钢中的碳发生化学反应：Fe3C 4H=3Fe CH4，而产生的CH4气体本身扩散能力很低，只聚集在晶界原有的微观空隙内，使得该区域碳浓度降低，其他位置上的碳通过扩散不断补充，产生的CH4气体不断增多，空隙内的局部压力不断增大，从而在该处发展为裂纹。再者，弯管表面的腐蚀凹坑产生局部应力集中，水冷排中的冷却水洒在弯管上，产生温差应力，这几个应力叠加，又加速裂纹的扩展。

3.修補方法错误。虽然弯管部位产生裂纹，厂家自行贴补，头痛医头，脚痛医脚，没有找出产生缺陷的根本原因，使一段时间又产生新生裂纹。原因是原裂纹未经处理（应在裂纹两端钻ф8mm的小孔，用角磨机打出“U”坡口，并经无损检测，确认裂纹已清除，再进行补焊），两端应力集中，再加上几个应力叠加，加快原裂纹从两端发展，产生新生缺陷。

（三）预防措施

1.设计、制造、安装、修理必须是有资质的单位进行，如设计采用抗氢腐蚀设计，选择采取含碳量低的材料，焊后热处理（主要为正火加回火热处理）、弯管制作弯曲半径因大于管子外径的3.5倍等。

2.二次循环冷却水须进行水处理，如在蓄水池中加适量碱以中和水中的硫化氢等酸性物质。

3.用不易腐蚀的物料将冷排管与弯管隔离或将此弯管加一防腐、防水保护层。

4.加强定期检验（在线检验、全面检验）和巡回检查。

5.加强内部管理和设备保养，确保设备安全运行。

（四）、建议和改进措施

为了做好压力管道的安全管理工作，确保压力管道的安全运行，保障生产任务的顺利进行，必须坚决贯彻执行（压力管道安全管理与监察规定）等有关法律、法规、规定和文件，认真编制压力管道安全管理规章制度。并监督压力管道运行和维护，严格加强旧管道的清查工作，对清查中发现的安全隐患，及时进行彻底消除。能修复的修复，无法修复的坚决报废，不留隐患。