關于長期服役工業管道常見問題的探討

李飛，劉程遠

（合肥通用機械研究院，安徽 合肥 230031）

我國目前有幾十萬公里的工業管道廣泛地應用于石化行業，擔負著高溫、高壓、易燃、易爆、有毒等介質的輸送任務。其數量多、分布廣，尤其在上世紀60年代至80年代建成的石化企業里，有相當部分工業管道長期服役，且質量低劣、缺陷嚴重，更易發生泄漏、爆炸等事故，對安全造成威脅。因此，對此類長期服役工業管道進行綜合分析，有針對性地進行管理和檢驗，尤為重要。

1 長期服役工業管道存在的幾個常見問題

1.1 早期工業管道在設計、制造、安裝、檢驗、使用等方面存在許多問題

（1）標準規范不統一，不齊全甚至有矛盾。1995年前，國家沒有一個部門歸口管理工業管道，諸多部門之間缺乏協調，同樣的管法蘭、閥門等工業管道組成件標準有很多，有的企業同時使用多種不同標準系列的管件、閥門，十分混亂，易出現因材料、型號選用不當發生的事故。由于標準規范局限導致設計制造考慮不周，在使用管理中由于缺乏對系統失效模式識別導致使用維護不足引起的失效。

（2）工業管道的設計工作疏于管理，水平參差不齊。很多工業管道在設計時就選材不當，或結構不合理，給日后的安全使用埋下隱患。在一些老廠可見如下現象：高溫系統的管線因材質選用20鋼，而發生珠光體球化；管道中使用折皺彎管；主支管等徑時不采用三通，而是焊接支管。

1.2 常年運行帶來的問題

（1）因常年疏于管理、人員變動頻繁等造成工業管道檔案系統不完整、臺賬混亂，使得許多管道并未納入監管體系，多年未經檢驗，難以掌握其安全狀況。

（2）因長期服役帶來的腐蝕、沖刷、應力腐蝕、氫脆、疲勞、蠕變等與時間有關的破壞模式生效。假設：某管線規格為φ60mm×4mm，已使用40年，其腐蝕速率為0.05mm/年，腐蝕速率較小，但腐蝕量驚人，40年×0.05mm/年=2.0mm，剩余壁厚僅2.0mm。上述假設的情況筆者在玉門煉化、燕山石化等老廠的老裝置管道檢驗中經常發現。

1.3 油品劣質化帶來的腐蝕問題

由于國內原油資源短缺問題突出及原油價格變化加劇，為了降低煉油成本，一些沿海、沿江煉廠逐步摻煉、改煉中東的高硫、高酸原油。但是，許多早期加工裝置在設計時以大慶油為主，沒有考慮加工含硫原油的影響，造成了一些裝置的流程與設備對含硫原油的不適應；同時許多企業在管理水平、防腐技術、防腐措施和腐蝕監測等方面的工作沒有及時跟上。

1.4 生產連續性和工藝改造帶來的問題

（1）因石化企業生產的連續性，工業管道經常出現到期延檢甚至不報檢驗的情況。許多長期服役管道超負荷運行，安全狀況較差且難以監管。

（2）因石化企業生產的連續性，工業管道出現泄漏等故障需要維修時，采用打卡子、焊補等帶壓堵漏措施保障運行，直至下次停工檢修期間做徹底修復。但往往多次檢修廠方都不做修復，治標不治本。

1.5 檔案資料方面的問題

（1）早期在設計、制造、安裝、檢驗、使用等方面的管理不嚴，造成了許多長期服役管道的原始資料不全，缺乏第一手的參考依據。如在多次檢驗中，我們常發現這些管線缺少設計圖紙、相關計算書、竣工圖、質量證明文件等。

（2）因疏于管理造成檔案系統不完整、甚至丟失，資料混亂。

（3）各類改造、維修帶來的困擾。一是改造、維修次數較多，改造情況復雜，加之管理缺失，歷次資料保存不善現象常見。二是改造、維修過程往往自行設計，方案未經相關部門備案；甚至無施工方案、圖樣、質量證明文件即施工，無相關資料存檔，給后續檢驗、修復等工作帶來困擾。

2 應對措施

2.1 檢驗時慎重分析判斷

此類管道有著上述種種問題，給檢驗檢測帶來許多困難。對此，在檢驗中遇到的各類問題要針對長期服役管線的特點，進行全面的綜合分析和推理判斷，去偽存真，才能找出事故的真正原因。善于利用運行記錄、年度檢查、歷次檢驗報告，結合檢驗檢測結果做對比分析。

（1）內腐蝕：某些管道雖腐蝕速率輕微，但積年累月形成的巨大腐蝕量易被忽略；某些管線因工藝改造、油品升級等造成參數改變，腐蝕速率也發生改變。若不能掌握歷次檢驗數據，僅憑原始壁厚與當次所測數據做對比，則推算腐蝕速率時易出現錯誤。假設某碳鋼管線規格為φ219mm×10mm，已使用40年，前36年腐蝕速率0.02mm/年，使用36年后測厚值9.28mm，之后4年因油品升級，管道介質成分發生改變，年腐蝕速率0.3mm/年，那么使用40年后（即本次檢驗時）應為8.08mm在確定至下一檢驗周期（假定為4年）剩余壁厚時，可能因資料是否齊全造成如下兩種情形，模擬減薄情況見圖1。

圖1 模擬減薄情況

①若無歷次檢驗報告。此種情況下以管道投用時壁厚10.0mm進行計算，腐蝕情況預測如直接所示：4年后預計剩余壁厚為7.89mm。②若有歷次檢驗報告：對比歷次數據得知油品升級后管線腐蝕加劇，腐蝕速率發生變化。預測情況如曲線所示，4年后預計剩余壁厚為6.88mm。兩種情形下，預計剩余壁厚相差較大，對管道減薄情況做安全狀況評定時也會得出不同結論（視其為局部減薄或全面減薄，采用不同的分析方法）。若錯誤地以直線替代曲線做評定，則可能造成高風險管線被當成低風險管線繼續使用。

（2）外腐蝕：在檢驗中容易忽略以下幾種情形，①年降雨量較大地區或沿海地區的設備，易發生保溫層下腐蝕，產生點蝕或局部腐蝕等。②加熱爐等含氧環境下的高溫管線易出現層下腐蝕。③部分老舊管線保溫破損、油漆脫落，常年裸露在大氣環境中產生的外腐蝕。

以上所列僅供參考，實際檢驗過程中遇到的問題不一而足，繁雜而多樣，這就需要檢驗人員針對不同情形辨證論治，不可盲目輕率地下結論。

2.2 使用單位加強管理

使用單位是工業管道的直接使用者、管理者，也是工業管道安全的最大受益者，應承擔屬地管理的責任。針對長期服役管道的這些問題，使用單位可從以下幾個方面加強管理。

（1）使用過程中加強巡檢、定期維護、對發現的問題如實記錄。

（2）按標準要求由廠方或廠方委托有資質的檢驗單位進行年度檢查并記錄。

（3）委托具有相應資格的設計單位，補齊相應設計資料，并對壓力管道進行注冊登記。

（4）建立、健全壓力管道檔案管理制度，及時更新，將年度檢驗報告、全面檢驗報告等存入檔案。

（5）有條件的情況下請國內具有相應資質的單位對這些老舊管線做基于風險的檢測（RBI），并安排人員對失效后果嚴重、失效幾率較大等風險較高的老久管線做徹底的摸排工作，弄清管道有無設計不當、結構不合理、組成件用錯、焊接超標缺陷等情形，并采取相應處理措施。

（6）完善管道介質泄漏后可能造成各種事故的預防措施和緊急救援制度，一旦發生意外，將損失降到最低。

3 結語

綜上所述，石化企業長期服役管道存在許多問題。對于此類情況，檢驗人員在檢驗時應綜合分析，針對失效模式分析判斷；使用單位應從檔案系統到現場維護及事故預案和緊急救援制度等方面加強管理。從而最大限度地降低此類管道的運行風險，為石化企業的長期服役裝置的安全運行保駕護航。

[1]陳學東，王冰，關衛和，胡明東.我國石化企業在用壓力容器和管道使用現狀和缺陷狀況分析及失效預防對策[J].壓力容器，2001, (05) 43-53，0.

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