壓力管道定期檢驗案例分析

徐 薇，吳智海

（吐魯番市特種設備檢驗檢測所，新疆吐魯番 838000）

1 壓力管道破壞的形式及檢驗的必要性

1.1 壓力管道破壞的形式

壓力管道在使用之后，自身的性能會發生一些改變，而壓力管道破壞常見的方式有三種。

（1）韌性破壞。韌性破壞主要指的是管道在壓力的諸多作用之下，管道壁當中產生的應力，在達到管道自身材料強度上限之后，便會發生斷裂的狀況，該種破壞的形式對于管道正常應用影響比較大，出現韌性破壞的管道，主要是由于壓力過高所導致的。因此，壓力管道出現韌性破壞之后，壓力管道會具有明顯的形狀改變，是這種破壞形勢的主要特征。

（2）腐蝕性破壞。腐蝕性破壞主要指的是由于受到運輸材料、物料，或者外部環境影響，會導致壓力管道出現破壞的狀況，例如一些電化學作用，會形成腐蝕性破壞，破壞出現之后，形態除了全面會腐蝕之外，還會有一些局部的腐蝕狀況。在腐蝕出現之后，通常是沒有一些可預兆的狀況，對于壓力管道造成的影響比較大。

（3）脆性破壞。脆性破壞主要指的是在一瞬間發生的一種破壞形式，并且在出現破壞之后，擴散的速度比較快，該種破壞與脆性材料的破壞相似，所以被稱之為脆性破壞。出現該種破壞主要是由于在較低的應力狀態下發生的，所以這種破壞主要的成因是由于自身的材料具有較強的脆性，所以才會出現破壞的狀況。例如，在材料焊接或者處理的過程當中，所選擇的工藝不當，便會潛在一些脆性破壞的風險。

1.2 壓力管道定期檢驗的必要性

在壓力管道應用一段時間之后，需要階段性地展開定期檢驗工作，這樣才能夠實時了解壓力管道在實際投放使用之后的性能變化狀況，以及結構的密封性，這樣能在一定程度上降低壓力管道出現破損所導致的一系列安全隱患，能夠保障相應單位實現安全生產。定期對壓力管道進行檢驗，也能夠及時發現問題。因此，通過這樣的分析可以了解到，對壓力管道進行定期的檢驗能夠了解壓力管道在運行過程當中存在的問題和不足，也能夠對一些故障出現起到一定的防范性作用，這對于降低壓力管道出現安全事故起到了一定的保障性作用。在當前我國完成各個壓力管道網絡輻射和建設之后，通過定期的檢驗能夠有效地保障安全。因此，從壓力管道正常運行和安全運行的角度來看，實施定期壓力管道檢驗非常有必要。

另一方面，通過定期對壓力管道進行檢查，能夠對故障的出現起到一定的防范性作用，通常狀況下壓力管道的造價成本都比較高，所使用的建筑材料都是高分子材料，或者是性能較強的材料，這些材料的成本費用比較高，比如說壓力管道出現質量問題之后，對其進行大面積整修，必然會投入較多的資金。另外，壓力管道出現故障之后或者出現破損之后，需要專業的技術人才進行維修，這樣便會導致壓力管道的維修單位不僅要支付高額的建筑材料，同時也要支付為數不少的人工成本，因此對壓力管道進行定期的檢驗，可以杜絕一些大的事故發生概率，進而節省壓力管道維修所花費的成本，降低壓力管道后續大規模維修或更換帶來的高維修成本。

2 壓力管道定期檢驗的內容與方法

2.1 檢驗的準備工作

壓力管道進行檢驗時，檢驗之前要做好相應的準備工作。其中，要對壓力管道之前的設計狀況有全面的了解，按照設計圖紙和安裝施工圖相關文件，對壓力管道的具體輻射狀況，以及在安裝過程當中的一些重點部分進行詳細的了解，同時也要結合壓力管道所在區域的地理特征和地質特征來分析壓力管道容易出現哪些潛在的質量問題。同時，通過相應文件的幫助，能夠了解管道組成件支撐件的材質質量、直接相關材質的檢驗質量說明書和相應設備的性能與功能，這樣才能夠讓后續的檢驗工作可以按照一些要點和重點內容進行全面的檢驗。這樣才能夠保障壓力管道的檢驗質量和效率都能得到明顯的提升，也能夠了解重點檢查的部位，這樣對于節省檢驗的精力和所花費的時間能夠起到重要的保障性作用。

2.2 材質和壁厚檢驗

材質檢驗方面，管道材料檢驗與牌號應當進行詳細的查驗。材質不明的，可以按照具體的情況采用化學儀器、光譜分析儀、硬度測定、現場金相、力學檢驗等方式來對材質的具體化學組成部分，或者是物質組成結構進行詳細的查看。這樣能夠明確壓力管道在實際運行過程當中具體的性能狀況，也能夠分析出這些壓力管道是否存在疲勞作業的狀況。因此，需要在檢驗前的所有資料當中詳細查看該部分內容，這樣才能夠保障材質方面的檢驗結果具有一定的客觀性和準確性。此外，還應當注重對壁厚的測量，通過壁厚的測量，能夠詳細了解介質對管道所造成的腐蝕狀況，也能夠詳細計算出管道系統剩余壽命，對于下一步的壓力管道維修或者維護提供客觀的數據和信息。

2.3 外部宏觀檢查

檢查管道支架之間的距離是否合理，需要對柔性設計要求的管道進行詳細的查看，其中管道固定點或者是固定支架之間是否采用自然補償或者是其他形式的補償器進行連接，在連接時管道組件是否有損壞，有無變形的狀況發生，一些管道在投入使用之后，表面是否存在一些裂痕褶皺或者破傷的損害狀況。在對宏觀外部進行檢查時，需要注重焊接點的區域是否存在裂紋，然后詳細檢查焊接接頭的咬邊和錯邊量。檢查管道能否存在明顯的腐蝕性管道和管架，接觸處等部位是否有無局部腐蝕的狀況發生，尤其是在一些接頭法蘭和閥門填料處是否存在泄漏的狀況，也要詳細檢查壓力管道活動支架位移的狀況，以及導向方面的性能，詳細查看固定支架牢固可靠性，能夠有效地保障壓力管道在運行過程當中不受外力的影響，也能夠在檢驗過程當中發現問題，并且及時解決問題。

3 壓力管道定期檢驗案例分析

2011年8月在對XXX 市一家合成氨的化工企業檢驗時，對1#高壓機四段出口至氫氮分離器的壓力管道進行全面檢驗，發現部分缺陷，總結檢驗經驗及原因分析如下。

3.1 檢測結果

通過原始資料審查、外部宏觀檢查、材質檢驗、壁厚測定、磁粉探傷、超聲波探傷、強度校核等，該1#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。該企業系一家生產液氨和碳酸氨的化肥企業，該管道由本廠自行設計安裝，其管徑219mm，公稱壁厚8mm，材質20#，最高工作壓力為2.8MPa，最高工作溫度為250℃，輸送介質為循環氣，其主要成為CO、CO2、H2、N2。安裝后使用時間不到一年，因效益不好而停產，后經企業改制，2005年由該公司租賃，2006年正式投產。

（2）外部宏觀檢驗。壓力管道外表面有坑點腐蝕，其腐蝕凹坑最深達2mm，且在彎頭拐彎處外側貼補，大小50*200mm，厚度6mm，彎管彎曲半徑450mm；焊縫咬邊0.5mm，長度70mm。

（3）壁厚測定。經超聲波測厚，直管部位最薄為7.2mm，彎管與直管的焊縫附近最薄為8.2mm，彎頭拐彎處外側部位最薄為5.5mm（貼補外側）。

（4）磁粉探傷。經磁粉探傷，彎管與直管的焊縫表面存在表面氣孔、焊趾裂紋，長13mm。

（5）超聲波探傷。發現焊縫存在根部未焊透現象。

（6）強度校核。經強度校核，最小壁厚為5.70mm，而實測最小壁厚為5.5mm，強度不合格；根據GB50235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，則判定彎頭壁厚滿足不了強度要求。

（7）評定結論。安全等級為5級，必須更換此彎管。

3.2 原因分析

（1）腐蝕凹坑的產生。因停用時間過長，且無保養措施，受大氣中腐蝕介質的影響，在金屬表面發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形式從表面脫離，而形成腐蝕凹坑。

（2）壁厚減薄。輸送介質對壓力管道的沖刷及氣流的沖擊形成。

（3）裂紋的產生。由于焊縫存在咬邊，且是壓縮機出口使得壓力波動，在咬邊處存在應力集中，在交變應力作用下形成疲勞裂紋。

（4）修補方法錯誤。雖然彎管部位產生減薄，廠家自行貼補，但沒有找出產生缺陷的根本原因。

3.3 預防措施

（1）設計、制造、安裝、修理必須是有資質的單位進行，如采取合理的焊接工藝評定，制定有效的焊接工藝，有持相應合格證的焊工進行施焊；選用合格的彎頭等。

（2）加強定期檢驗（在線檢驗、全面檢驗）和巡回檢查。（3）加強內部管理和設備保養，確保設備安全運行。

3.4 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，必須堅決貫徹執行壓力管道安全管理與監察規定等有關法律、法規、規定和文件，認真編制壓力管道安全管理規章制度。并監督壓力管道運行和維護，嚴格加強舊管道的清查工作，對清查中發現的安全隱患，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。

4 結束語

通過分析得知，壓力管道在使用之后，自身的性能會發生一些改變，而壓力管道破壞常見的方式有三種，即韌性破壞、腐蝕性破壞、脆性破壞等。壓力管道定期檢驗的必要性是能保障相應單位實現安全生產，降低高維修成本。在本次研究中，通過案例分析的形式，詳細闡述了檢測結果，并對結果進行分析，得出壓力管道出現破損的成因，并指出了相應的預防措施和建議，希望本次研究的內容和結果，能為當前壓力管道的定期檢驗提供借鑒性資料，進而提升壓力管道使用的安全性。