壓力管道典型事故成因及預防策略

于濤 王宇楠

摘 ?要：通過對蒸汽壓力管道、壓縮空氣管道典型事故成因的系統(tǒng)分析，明確壓力管道日常使用及安裝存在問題，在此基礎上有針對性的提出預防策略，以此確保壓力管道得以安全穩(wěn)定運行，進而提高工業(yè)單位的經(jīng)濟收益。

關鍵詞：壓力管道;事故成因;預防策略

特種設備在工業(yè)領域占據(jù)舉足輕重的地位，以承壓類設備為例，這一類型的特種設備常常用于液化氣體、液氣混合物等毒害性極強介質(zhì)的運輸貯存，設備內(nèi)壁不可避免的會受到化學侵蝕，一旦發(fā)生泄露事故勢必造成嚴重的人員傷亡、財產(chǎn)損失。壓力管道作為承壓設備重要組成之一，需要引起工業(yè)單位的高度重視，通過對壓力管道典型事故的深入探究準確發(fā)現(xiàn)事故起因，在此基礎上有針對性的提出改進策略，有助于確保壓力管道的日常使用安全性。

一、壓力管道典型事故成因

1、蒸汽管道事故

高壓蒸汽管道因其貯存介質(zhì)特性展現(xiàn)出高溫、高壓、高速的特點，在工業(yè)領域常常作為主動力管道，其使用效果優(yōu)劣直接關乎著工業(yè)單位的經(jīng)營發(fā)展程度。管道泄露引發(fā)的爆炸事件可謂高壓蒸汽管道日常使用過程中最典型事故，由于長期處于高壓、高溫環(huán)境，管道內(nèi)壁及連接處不可避免的會受到腐蝕破壞，一旦管道內(nèi)部蒸汽壓力大于允許應力后勢必引發(fā)不可估量的泄露事故。調(diào)查發(fā)現(xiàn)造成高壓蒸汽管道泄露事故的原因很多，現(xiàn)就幾個常見原因進行匯總分析：高壓蒸汽管道因設計不當、腐蝕缺陷會降低管道實際承壓能力，還會造成管道空腔、安裝松動等問題，管道閥門、彎管、三通道等位置在局部應力的作用下會變形破裂，此外管道撓度、加固方式、補償系數(shù)不合理也會增加高壓蒸汽管道被機械應力破壞的風險;壓力管材選擇不當，管材質(zhì)量不達標，一旦出現(xiàn)沙眼缺陷、密度不均、應力不足的情況勢必無法長期應對高壓、高溫、高速的蒸汽沖擊;高壓蒸汽管道在日常使用過程中如果因人為操作不當、巡檢工作缺陷出現(xiàn)應力超標情況，就會導致流經(jīng)管道的蒸汽壓力、溫度、流速失控，進而對壓力管道造成不可估量的破壞;壓力管道在安裝運行前需要采用特定設備進行探傷檢驗工作，只有符合標準的管道才能投入使用，但是有些管道因設計結構、管道附件影響，經(jīng)過長時間的蒸汽運輸有可能會出現(xiàn)管道老化、爆裂等問題缺陷;管理紕漏、檢測疏忽、工藝低下也是造成高壓蒸汽管道泄露的一大誘因。

2、壓縮空氣管道事故

近年來，壓縮空氣逐漸成為僅次于電力能源的又一動力資源，并廣泛應用各大生產(chǎn)領域，壓縮空氣管道為壓縮空氣運輸?shù)於藞詫嵒A，經(jīng)過壓縮機高壓處理的空氣成為了取之不盡的寶貴能源。壓縮空氣管道具有安裝操作簡便、使用壽命較長的特點，但在實際使用過程中還是存在不可避免的泄露事故，究其原因主要有以下方面：經(jīng)過壓縮處理的空氣溫度瞬間升高，如果得不到有效控制超過特定閾值就會產(chǎn)生大量容易爆炸的氣體，這里提到的閾值通常與管道內(nèi)壁沉積厚度相關聯(lián);壓縮空氣在管道運輸時排氣溫度會有所增加，一旦超過管道內(nèi)壁積碳燃點就會引發(fā)爆炸事故，積碳自燃溫度與厚度成反比，通常情況下1mm的積碳其自燃溫度為160℃;空氣壓縮機若想發(fā)揮正常壓縮功能必須使用到潤滑油，若潤滑油質(zhì)量不達標，在日常使用過程中就會出現(xiàn)油類物質(zhì)揮發(fā)到空氣中的情況，一經(jīng)壓縮處理就會產(chǎn)生可燃混合物，經(jīng)過高溫運輸就會誘發(fā)燃燒爆炸事故。

二、壓力管道典型事故預防策略

壓力管道出現(xiàn)泄露事故多是偶發(fā)性事件，無法有效預測、完全避免，只能采取一定的預防策略降低此類事故的發(fā)生概率，以此維護生命財產(chǎn)安全。

1、蒸汽管道泄漏事故預防策略

就蒸汽管道泄露事故而言對其進行預防策略制定時需要結合管道使用情況重復考慮多方因素，以此確保壓力管道使用質(zhì)量及效果。工業(yè)單位在進行高壓蒸汽管道設計的時候需要結合機組運行情況確定安裝參數(shù)，在此基礎上選擇最佳管道材料、管徑壁厚;在對閥門、彎管、三通道等連接位置進行焊接處理時，需要選擇最佳焊接工藝，準確使用焊條、焊劑，以此提高管道焊接質(zhì)量;對于存在咬邊、錯邊的焊接位置及時進行修補，避免出現(xiàn)長期使用引起的焊口破裂;大容量蒸汽管道需要選擇較高參數(shù)的管材型號，以此滿足高壓力、高溫度的蒸汽輸送需求;高壓蒸汽在壓力管道內(nèi)輸送的時候常常會因熱膨脹出現(xiàn)較大應力，合理的管道走向、支吊架布置能夠緩解這一應力作用，避免管道熱膨脹對周邊鋼梁造成不良影響。只有明確壓力管道薄弱區(qū)域，并有針對性的采取控制策略，那么就能在很多程度上提高壓力管道的安全性、穩(wěn)定性。

2、壓縮空氣管道爆炸事故預防策略

為了規(guī)避可能出現(xiàn)的壓縮空氣管道爆炸事故，可以采取如下預防措施：通過配備冷卻器的方式控制壓縮空氣管道排氣溫度，依據(jù)實際需求選擇最佳冷卻水水質(zhì)，及時清理冷卻器內(nèi)污垢，確保進出溫差在10℃的合理范圍內(nèi);壓縮機靠近氣缸位置配備熱電偶，實現(xiàn)對管道排氣溫度的實時監(jiān)測與管理，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及時發(fā)送告警信號;壓縮機油閃點需要高于215℃，這一類型機油具有黏度較大、餾分較高的特點，相對來說更為安全;壓縮機油不能與潤滑油摻雜使用，適量添加，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及時檢查壓縮機密封狀況;定期清理管道內(nèi)壁積碳，做好日常維護與檢修，以此確保壓縮管道安全。壓縮空氣管道在安裝過程中需要充分考慮使用便捷及安全，盡量設計為直線單向型，并在適當距離設置控制閥;仔細考慮日常排水問題，避免出現(xiàn)排水不暢問題;加強無縫鋼管、鍍鋅管、PVC管的日常檢修與排查，避免出現(xiàn)漏氣問題;若資金允許壓縮管道最好選擇鋁合金材制的，以此提高壓縮空氣輸送質(zhì)量，有效避免泄露問題的出現(xiàn)。

三、結語

壓力管道在實際使用過程中會受到多方因素的影響，一旦出現(xiàn)預防策略不當?shù)那闆r勢必引發(fā)不可估量的安全事故。為了提高壓力管道日常使用安全性，工業(yè)單位需要明確不同類型管道事故發(fā)生原因，并有針對性的采取預防策略，以此維護生命財產(chǎn)安全、社會經(jīng)濟穩(wěn)定。

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第一作者：于濤，男，1967年05月09日，浙江省寧波市，大學本科，機械技術服務方面：比如起重機械、特種設備及特種設備檢驗檢測方面都可以，中級工程師（機械工程師），寧波鋼鐵有限公司。

第二作者：王宇楠;中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司。