浅谈石化压力管道定期检验须考虑的几个因素.pdf

第50卷第1期
化エ设写
2013年2月
PROCESS EOUIPMENT& PIPING
Feb.2013
浅谈石化压力管道定期检验须考虑的几个因素
黄建良,她勇,姧遠学
(武汉市锅炉压力容器检验研究所,武汉430024)
摘要:石化压力管道定期捡验一般以抽查为主,而其具体的抽查部位及对应地做哪些检测项目都是需要
考虑的问题。针对这个问题,从几个方面入手,浅谈如何以相对较少的抽查比例来检测出较多的管道破
坏因素或者安全隐患,即获得相对较大的安全隐患检出率。
关键词:压力管道;定期检验;安全隐患检出率
中图分类号:TQ050.7;TH17
文献标识码:A
文章编号:10093281(2013)01-0072-005
随着国民经济的持续发展,我国的石油化工工多变,错综复杂,几十甚至几百条管道空间交错重叠,
业生产就产品数量以及质量水平来说都已进人世界走向不定;有时候一条管道分又,分为多条,上上下
先进行列。其相应的配套设备无论从种类齐全或是从下,转弯抹角,或者几条汇成一条,管径也多变,通
满足生产需要考虑,都取得了可喜的进展,达到了很过变径段,时而变大时而变小。而且每条管道都有
高的水平,尤其是近些年来国内所敷设的各种管道,层厚厚的保温层,要想完成该管道全面检验,必须拆
进展更为迅速,但由于石化压力管道在设计、制造及除保温层,露出管道本体。由于考虑到管道数量及长
运行管理中还存在着一些问题,因此压力管道的事故度的客观因素,不可能每条管道每个部位都做检测,
仍时有发生,给石化生产带来巨大的威胁,同时由于故检验员必须事先弄清管道有几个焊口,分布在哪些
目前国内的大部分石化管道都已进人了检修高峰期,部位,并预判出哪些焊口或者哪个部位的管道本体存
因此提高压力管道定期检验水平,及时消除隐患,是在安全隐患的几率比较高,由此确定管道抽査的比
维护石化正常生产、防止事故、保证人民生命财产安
例、重点检查部位及该部位的检验项目,优化检验方
全的有效途径叫。由于石化压力管道的破坏有其固有
案。这就是本文所探讨的关键或者说我们管道检验员
的复杂性,因此引起破坏的因素往往很多,综合分析
应该具备的检验能力。
压力管道的材质、规格、工艺参数、工艺流程、安装
质量和运行记录等,有助于对管道破坏作出正确的判2管道材质
断,并选择有效和合理的无损检测技术。
设计人员在选用管道材料时,综合管材的适用性、
石化压力管道定期检验的检测部位一般以抽查
经济性和普遍性三方面因素考虑。一般先考虑采用
为主,其具体的抽査部位及对应地选哪些检测项目都
金属材料,不适用时,再考虑非金属材料;金属材料
是需要考虑的问题。本文针对这个问题,浅谈如何以
优先选择钢制管材,后考虑有色金属材料;钢制管材
相对较少的抽查比例来检测出较多的管道破坏因素
中,优先考虑碳钢,不适用时采用不锈钢;对于碳钢
或者安全隐患,也就是说以相对较低的检验检测成本
材料,先考虑焊接钢管,不适用时再选用无缝钢管。
获得较大的检测效益,即相对较大的安全隐患检出
率。如何做到所抽査的部位是该条管道安全隐患存在
一般的石化管道所采用的材料为20碳钢,高温铬钼
几率较高的地方呢,笔者认为要做到这点至少需要从
钢及耐腐蚀不锈钢,极少部分采用抗强腐蚀的国外
MONEL钢。由于管道材质的不同,在压力管道定期
以下几个因素考虑。
收稿日期:2012-08-27;修回日期:2012-10-17
1石化压力管道特点
基金项目:国家质检总局公益项目(201010025-05)。
作者简介:黄建良(1982-),男,湖南永州人,化工机械工程师,
根据整个装置工艺的需要,石化压力管道走向
硕士。主要从事压力容器、压力管道检验研究工作。
2013年2月
黄建良,等,浅谈石化压力管道定期检验须考虑的几个因素
检验方面需要考虑的因素如下。
4管道规格
2.1无损检测手段的选择
碳钢材料焊接接头表面无损检测优先选择磁粉,
管道规格包括管道直径和厚度。对于大直径管
检测内部缺陷进行射线或超声波检测均可;不锈钢材
道,介质又是液体时,需要考虑的是由于管道自身的
料及异种钢(碳钢跟不锈钢焊接)焊接接头表面无损
重力而引起的管道变形、拉裂及应力腐蚀裂纹等,以
检测优先选择滲透,检测内部缺陷优先选择射线。
及管道承重支座、支吊架是否变形损坏。对大直径厚
2.2抽查部位检验项目的选择
壁管道,壁厚超过20mm的,由于射线探伤是双壁
以下管道抽查部位均应进行金相和硬度检验:
单影,射线能量难于穿透,这时应优先选用超声波检
(1)工作温度大于370℃的碳素钢和铁素体不
测内部缺陷。对小直径管道内部缺陷的检测,由于超
锈钢管道
声波探头耦合效果不佳,壁厚也一般在10mm以下,
(2)工作温度大于450℃的钼钢和铬钼钢管道
故优先选用射线检测。
(3)工作温度大于430℃的低合金钢和奥氏体5工艺参数
不锈钢管道
(4)工作温度大于220℃的输送临氢介质的碳5.1温度
钢和低合金钢管道。
管道温度的高低直接决定了材料的选取是否
另外,由于介质可能引起应力腐蚀的碳钢和低合理,工作温度在200℃以下,一般选用20钢,
合金钢管道应在抽查部位进行硬度检验
200~300℃左右一般选用耐高温铬钼钢,300~400℃
2.3合金光谱分析的选择
般选用不锈钢。温度过高,材料若选取不合理,
对管道材质有怀疑的,须进行合金光谱分析,高温下易发生高温腐蚀;若温度变化过大,管道热胀
同时可以判断出该条管道材质是否存在错用或劣代
冷缩受到约東而产生的热应力腐蚀,最后导致管道
优的情况。
材质发生劣化:如图1,因材料的膨胀系数不同(不
锈钢与碳钢)而产生的热载荷,使得热电偶角焊缝
3管道级别
处,发生热应力腐蚀开裂。另外,在高温环境下,
按照《压力管道安全技术监察规程一工业管道》只要温度达到一定程度,钢材即使受到的拉应力低
中规定,管道级别划分为GC1、GC2、GC3三个等级
于该温度下的屈服强度,也会随时间的延长而发生
管道级別的不同,该条管道弯头、三通和直径突变处
缓慢持续的伸长,从而产生蠕变破坏。故高温管道
的抽查比例见表1?,且该抽査部位的测厚点≥3处。
是抽查的重点,抽査的比例也相对增加,尤其是加
热炉的出口段及换热器的进口处是必检点。另外,
表1抽查比例
Table I Sampling ratio
根据《在用工业管道定期检验规程》中第三十一条
管道级别
GCI
GC2
GC3
规定,不同材料的管道超过一定的温度须进行金相
抽査比例,%
≥50
≥20
≥5
和硬度检验抽查。
另外,GC1、GC2级管道的焊接接头一般应
进行超声波或射线检测抽查,其抽查比例见表2?,
GC3级管道如未发现异常情况,一般不进行超声波
或射线检测抽查
表2GC1、GC2级管道的焊接接头抽查比例
Table 2 The Gcl, GC2 level pipeline welded joints in-