壓力管道檢驗案例分析(二)

壓力管道檢驗案例分析

XXXXX特檢所XXXX

201*年8月在對烏蘇市一家合成氨的化工企業(yè)檢修時，對6#高壓機四段出口管道進行全面檢驗,發(fā)現(xiàn)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(yè)系一家生產液氨和碳酸氨的化工企業(yè),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(huán)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(yè)改制,201*年由該公司租賃,201*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(fā)現(xiàn)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(yǎng)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(huán)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(fā)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(xiàn)象是不可逆的。其腐蝕機理為:H2→HH,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(fā)生化學反應:Fe3C4H=3FeCH4,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(qū)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(fā)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(yī)頭,腳痛醫(yī)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(fā)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(huán)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(yǎng),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(zhí)行(壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定)等有關法律、法規(guī)、規(guī)定和文件,認真編制壓力管道安全管理規(guī)章制度。并監(jiān)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(fā)現(xiàn)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。

擴展閱讀：壓力管道檢驗案例分析(一)

壓力管道定期檢驗案例分析報告

XXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX檢驗研究院

一：案例概況：檢驗類別設備類別使用單位安裝單位設計參數定期檢驗壓力管道檢驗日期201*-09-02管道名稱XXXX石化公司報告編號登記編號使用編號規(guī)格及材質201*GDA00856V307出口線無無φ114*4，20#不詳0.8MPa/50°/丁烯-1使用參數0.5MPa/40°/丁烯-1主要缺陷和問題1：無安裝竣工驗收資料；無安裝監(jiān)督檢驗報告；2：無運行、維修、改造和檢查記錄3：未辦理使用登記；4：絕熱層破損，無管道標識；5：射線檢測發(fā)現(xiàn)未融合，長40mm，自身高度2.0-2.5mm；二：本案例審查原始資料情況該管線無設計圖紙、安裝施工圖及竣工資料資料；

該管線無管道組成件、管道支承件的質量證明書、合格證等；

該管線無運行、維修、改造和檢查記錄(包括管道故障，處理情況等)；該管線無歷次在線檢驗報告及歷次全面檢驗報告；該管線未辦理使用登記；三：實施的檢驗項目、檢驗重點

宏觀檢查：重點泄漏檢查、絕熱層和防腐層檢查、振動檢查、位置與變

形情況檢查，檢查結果：絕熱層破損。

支吊架檢查、閥門法蘭檢查、管道標識檢查、安全保護裝置檢查。檢查

結果：無管道標識。壁厚測定：重點彎頭、三通和直徑突變、絕熱層破損處，檢測比例≥20%。

檢測結果，最小壁厚4.4mm。

無損檢測：表面PT檢測重點彎頭及三通焊縫處，檢測結果，未發(fā)現(xiàn)問

題；RT檢測重點彎頭及三通焊縫處，檢測比例焊接接頭數量的10%，檢測結果，未融合缺陷。

材質分析：該管線因無材質證明文件，對管件進行材質光譜分析，檢測

結果符合要求。

四：處理及分析

根據《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》、《特種設備安全監(jiān)察條例》處理如下：要求辦理壓力管道使用登記，發(fā)特種設備意見通知書并上報當地特種設

備監(jiān)察部門；

修復破損的保溫層，加強管道標識、管道維修運行記錄及安全運行的管

理工作；

安全狀況等級的評定，按《在用工業(yè)管道定期檢驗規(guī)程》第49條第五項GC2級或GC3級管道，未熔合的長度不限根據其自身高度按表6定級。

表6如下：

各級管道所允許的單個焊接接頭中未熔合自身高度的最大值壁厚2級3級t＜2.5mm存在未熔合時，定為4級2.5mm≤t＜不超過0.15t且不超過0.5mm不影響定級；否則定為44mm級4mm≤t＜0.15t與1.0mm中的較小0.20t與1.5mm中的較小值8mm值8mm≤t＜0.15t與1.5mm中的較小0.20t與2.0mm中的較小值12mm值12mm≤t＜0.15t與2.0mm中的較小0.20t與3.0mm中的較小值20mm值t≥20mm3.0mm0.20t與5.0mm中的較小值因此，未融合缺陷高度2.0-2.5mm超出0.20t與1.5mm中的較小值，安全狀況等級評定4級，屬判廢管線，發(fā)特種設備意見通知書并上報當地特種設備監(jiān)察部門；

維修管線超標缺陷，并辦理特種設備維修改造安裝監(jiān)檢補齊相關資料，

維修改造安裝監(jiān)檢合格后，辦理相關手續(xù)后方可投入使用。五：未融合產生原因分析及防止措施

產生原因：焊接規(guī)范選擇不合適，焊接電流偏�。�焊接操作不當，焊條

擺動幅度偏小，焊條和焊絲傾角不當。防止措施：首先要確保焊接母材的質量符合技術文件規(guī)定的要求．焊絲、

焊條等焊接材料也要保證質量要求；其次要保證接頭坡口和接頭裝配質量；最后正確選用工藝參數，如焊接電流、焊接速度。

六：結語

通過本案例分析，管線存在的問題：無安裝竣工驗收資料；無安裝監(jiān)督檢驗報告；無運行、維修、改造和檢查記錄；未辦理使用登記；絕熱層破損，無管道標識；未融合超標等問題，主要由于建設方管理出現(xiàn)把關不嚴，源頭上未控制好質量管理，安裝過程存在質量失控的問題，沒有按國家有關規(guī)定和程序納入監(jiān)檢環(huán)節(jié)，也未辦理使用登記，造成各個質量控制的環(huán)節(jié)失控，造成此管線“帶病”作業(yè)的狀況，此重大安全隱患建設方負有不可推卸的責任。

因此，加強特種設備的源頭管理是保證特種設備安全運行的工作重點。

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