压力管道证好考吗【如何做好压力管道的安全检测】
[摘 要] 压力管道由于在使用环境和条件的不同,再加上旧管道使用时间的延长和大量管道的铺设等因素,致使管道事故总有发生。
本文结合压力管道常见的问题,希望为有关人士提供一些借鉴和经验。
[关键词] 压力管道 检验 案例 预防措施 压力管道是指所有承受内压或外压的管道,它是管道中的一部分,管道是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的,由管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门、其他组成件或受压部件和支承件组成的装配总成。
实际检验中,发现压力管道在运行过程中,会出现的缺陷形式主要有以下几种: 一、压力管道的破坏的几种形式 (1)在反复交变载荷的作用下,管道将发生疲劳破坏。
在几何结构不连续的地方和焊缝附近存在应力集中,有可能达到和超过材料的屈服极限。
这些应力如果交变地加载和卸载,将使受力最大的晶粒产生塑性变形并逐渐发展为细微的裂纹。
介质和环境的侵害、操作不当、维护不力等原因,往往会引起材料性能恶化、材料损伤或破裂,或使管道连接接头发生介质泄漏,最终使压力管道失效,导致火灾、爆炸和中毒、窒息等人身事故的发生。
(3)维修失误,管道上的严重缺陷或损伤未能被检测发现,或缺少科学评价,以及不合理的维修工艺造成新的缺陷和损伤等 (4)外来损伤造成破坏,如地震、大风、洪水、雷击和其它机械损伤和人为破坏等。
按破坏时的宏观变形量可分为韧性破坏(延性破坏)和脆性破坏两大类。
按破坏时材料的微观断裂机制可分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂等型式。
通常,在现场采用宏观分类和断裂特征相结合的方法进行分类,有韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏等。
(5)腐蚀破坏 压力管道的腐蚀是由于受到内部介质及外部环境介质的化学或电化学作用而发生的破坏。
也包括机械等原因的共同作用结果。
压力管道的腐蚀破坏的形态有全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和氢损伤等。
其中应力腐蚀往往在没有先兆的情况下突然发生,故其危害性更大。
碳钢、低合金钢和不锈钢等均可发生碱脆。
导致氯离子腐蚀的氯离子临界浓度随温度上升而下降,高温下,氯离子浓度只要达到10ppm即可引起破裂。
管道法兰连接处的垫片、外部的保温材料和支、吊架的垫层等材料中含氯离子的成分过高,也会导致氯离子腐蚀。
③不锈钢连多硫酸腐蚀:在石油炼制过程中,钢材受硫化氢腐蚀生成硫化铁,停车后管道内部与空气中的氧及水反应生成多硫酸,在不锈钢管道的残余应力较大处即会产生应力腐蚀。
以加氢脱硫装置为典型,不锈钢连多硫酸的应力腐蚀破坏最近引人注目。
④硫化物应力腐蚀:金属在同时含硫化氢和水的介质中发生的应力腐蚀。
碳钢和低合金钢在20~40℃温度范围内对硫酸的敏感性最大。
在含硫化氢和水的介质中,如同时含有醋酸,或二氧化碳和氯化钠,或磷化氢,或砷、硒、碲的化合物或氯离子,都会对腐蚀起促进作用。
(6)腐蚀疲劳 腐蚀疲劳是交变应力与化学介质共同作用下发生的腐蚀开裂。
压力管道的疲劳源有机械激振、流体喘振、交变热应力、压力循环以及风振、地震等。
(7)氢损伤 氢渗透进入金属内部造成金属性能劣化称为氢损伤。
包括氢鼓泡、氢脆、脱碳和氢腐蚀。
氢鼓泡主要发生在含湿硫化氢的介质中,当氢原子向钢中渗透扩散时,遇到了裂纹、分层、空隙、夹渣等缺陷就聚集起来合成氢分子,使体积膨胀。
当这些缺陷在钢材表面时就会形成鼓泡。
氢不论是以什么方式进入钢都会引起钢材氢脆,使钢材的延伸率、断面收缩率显著下降。
高强度钢表现更加严重。
钢中的渗碳体在高温下与氢气作用生成甲烷,反应结果使钢材表面层的渗碳体减少,使碳从邻近的尚未反应的金属层逐渐扩散到这一反应区,于是有一定厚度的金属因缺碳而变为铁素体,出现脱碳现象。
高温高压氢对钢材作用的结果使其机械性能变劣,强度、韧性显著降低,称为氢腐蚀。
在上述条件下,氢分子扩散到钢的表面并产生吸附,其中部分被吸附的氢分子分离为氢原子和氢离子,经化学吸附,然后直径很小的氢原(离)子透过表面层固溶到金属内。
因溶入的氢原子通过晶格和晶界向钢内扩散,产生化学反应形成甲烷聚集在晶界原有微观空隙内,反应过程使该区域的碳浓度降低,促使其他位置上的碳向其扩散补充,从而使甲烷量不断增多形成局部压力,最后发展为裂纹。
聚集在钢材表面的形成鼓泡,产生脱碳。
(8)冲蚀破坏 管道内部介质的长期、高速流动会使管道组成件内壁减薄或密封副遭受破坏,影响其耐压强度和密封性能。
随着使用时间的延长,由内壁减薄造成的耐压能力下降或密封副损坏而形成的泄漏便会成为事故的根源。
二.预防措施 1.设计、制造、安装、修理必须是有资质的单位进行。
2.二次循环冷却水要进行水处理。
3.用不容易腐蚀的物料将冷排管与弯管隔离。
4.加强定期检验和巡回检查制度。
5.加强内部管理和设备保养,确保设备安全运行。
三、结束语 要做好压力管道的安全管理工作,保障生产任务的顺利完成,就要坚决贯彻执行(压力管道安全管理与监察规定)等有关法规和文件,认真执行安全管理规章制度。
做好压力管道运行和维护,加强旧管道的清查检验工作,这样才能保证过管道的安全使用。
参 考 文 献 [1]孙世才.美国压力管道法规管理体系研究[J].化工设备与管道 [2]刘恩斌,李长俊,梁党国.输油管道泄漏检测技术研究与应用[J].油气储运,2006,28(5):43—46.