压力管道检验案例分析(二)
压力管道检验案例分析
XXXXX特检所XXXX
201*年8月在对乌苏市一家合成氨的化工企业检修时，对6#高压机四段出口管道进行全面检验,发现部分缺陷，总结检验经验及原因分析如下，与大家探讨:(一)检测结果
通过资料审查、外部宏观检验、硬度检测、壁厚测定、无损探伤、强度校核,该6#高压机四段出口管道弯头部位的检测结果如下:
1.资料审查。该企业系一家生产液氨和碳酸氨的化工企业,该管道1996年由本厂自行设计自行安装,其管径219mm,公称壁厚8mm,材质20#,最高工作压力为2.75MPa,最高工作温度为150℃,输送介质为循环气,其主要成为CO、CO2、H2、N2。该管段安装在高压机房外面,距四级水冷排管0.5m,弯管最高位置离地面标高1.78m。安装后使用时间不到一年,因效益不好而停产,后经企业改制,201*年由该公司租赁,201*年正式投产。
2.外部宏观检验。外表面有麻点腐蚀,其腐蚀凹坑最深达1.5mm,且靠水冷排侧有一处贴补,弯管弯曲半径450mm。
3.硬度检测。弯管部位HB为189,直管部位HB为194,合格。
4.壁厚测定。经超声波测厚,弯管部位最薄为5.5mm,直管部位最薄为7.2mm。5.无损探伤。发现贴补处沿气流方向侧有一条24mm裂纹,且穿透贴补焊缝。6.强度校核。经强度校核,最小壁厚为5.68mm,而实测最小壁厚为5.5mm,强度不合格;根据GB50235-97标准,弯管制作前后厚度差小于公称壁厚的15%,计算得6.8mm,大于5.5mm,则为不合格。7.评定结论。安全等级为四级,需更换此弯管。(二)原因分析
1.腐蚀凹坑的产生。因停用时间过长,保养措施不当及大气中腐蚀介质的影响,尤其是靠近弯管的水冷排管所用的冷却水是二气循环水,水中含有硫化氢,而这种硫化氢水溶液飞溅在弯管上,会在金属表面发生激烈的电化学腐蚀,使得被腐蚀部位的金属以其离子或腐蚀产物的金属形式从表面脱离,而形成腐蚀凹坑。
2.裂纹的产生。由于管道内输送的介质主要为CO、CO2、H2、N2,而介质中的H2对管道损伤最大,是典型的氢腐蚀。氢腐蚀是钢受到高温(220℃以上)、高压(1.4MPa以上)作用后,其机械性能变劣,强度、韧性明显降低,这种现象是不可逆的。其腐蚀机理为:H2→HH,H、H直径小,可透过金属表面,固溶到金属内,固溶的氢与钢中的碳发生化学反应:Fe3C4H=3FeCH4,而产生的CH4气体本身扩散能力很低,只聚集在晶界原有的微观空隙内,使得该区域碳浓度降低,其他位置上的碳通过扩散不断补充,产生的CH4气体不断增多,空隙内的局部压力不断增大,从而在该处发展为裂纹。再者,弯管表面的腐蚀凹坑产生局部应力集中,水冷排中的冷却水洒在弯管上,产生温差应力,这几个应力叠加,又加速裂纹的扩展。
3.修补方法错误。虽然弯管部位产生裂纹,厂家自行贴补,头痛医头,脚痛医脚,没有找出产生缺陷的根本原因,使一段时间又产生新生裂纹。原因是原裂纹未经处理(应在裂纹两端钻ф8mm的小孔,用角磨机打出“U”坡口,并经无损检测,确认裂纹已清除,再进行补焊),两端应力集中,再加上几个应力叠加,加快原裂纹从两端发展,产生新生缺陷。(三)预防措施
1.设计、制造、安装、修理必须是有资质的单位进行,如设计采用抗氢腐蚀设计,选择采取含碳量低的材料,焊后热处理(主要为正火加回火热处理)、弯管制作弯曲半径因大于管子外径的3.5倍等。
2.二次循环冷却水须进行水处理,如在蓄水池中加适量碱以中和水中的硫化氢等酸性物质。
3.用不易腐蚀的物料将冷排管与弯管隔离或将此弯管加一防腐、防水保护层。
4.加强定期检验(在线检验、全面检验)和巡回检查。5.加强内部管理和设备保养,确保设备安全运行。（四）、建议和改进措施
为了做好压力管道的安全管理工作,确保压力管道的安全运行,保障生产任务的顺利进行,必须坚决贯彻执行(压力管道安全管理与监察规定)等有关法律、法规、规定和文件,认真编制压力管道安全管理规章制度。并监督压力管道运行和维护,严格加强旧管道的清查工作,对清查中发现的安全隐患,及时进行彻底消除。能修复的修复,无法修复的坚决报废,不留隐患。
扩展阅读：压力管道检验案例分析(一)
压力管道定期检验案例分析报告
XXXXXX
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX检验研究院
一：案例概况：检验类别设备类别使用单位安装单位设计参数定期检验压力管道检验日期201*-09-02管道名称XXXX石化公司报告编号登记编号使用编号规格及材质201*GDA00856V307出口线无无φ114*4，20#不详0.8MPa/50°/丁烯-1使用参数0.5MPa/40°/丁烯-1主要缺陷和问题1：无安装竣工验收资料；无安装监督检验报告；2：无运行、维修、改造和检查记录3：未办理使用登记；4：绝热层破损，无管道标识；5：射线检测发现未融合，长40mm，自身高度2.0-2.5mm；二：本案例审查原始资料情况该管线无设计图纸、安装施工图及竣工资料资料；
该管线无管道组成件、管道支承件的质量证明书、合格证等；
该管线无运行、维修、改造和检查记录(包括管道故障，处理情况等)；该管线无历次在线检验报告及历次全面检验报告；该管线未办理使用登记；三：实施的检验项目、检验重点
宏观检查：重点泄漏检查、绝热层和防腐层检查、振动检查、位置与变
形情况检查，检查结果：绝热层破损。
支吊架检查、阀门法兰检查、管道标识检查、安全保护装置检查。检查
结果：无管道标识。壁厚测定：重点弯头、三通和直径突变、绝热层破损处，检测比例≥20%。
检测结果，最小壁厚4.4mm。
无损检测：表面PT检测重点弯头及三通焊缝处，检测结果，未发现问
题；RT检测重点弯头及三通焊缝处，检测比例焊接接头数量的10%，检测结果，未融合缺陷。
材质分析：该管线因无材质证明文件，对管件进行材质光谱分析，检测
结果符合要求。
四：处理及分析
根据《在用工业管道定期检验规程》、《特种设备安全监察条例》处理如下：要求办理压力管道使用登记，发特种设备意见通知书并上报当地特种设
备监察部门；
修复破损的保温层，加强管道标识、管道维修运行记录及安全运行的管
理工作；
安全状况等级的评定，按《在用工业管道定期检验规程》第49条第五项GC2级或GC3级管道，未熔合的长度不限根据其自身高度按表6定级。
表6如下：
各级管道所允许的单个焊接接头中未熔合自身高度的最大值壁厚2级3级t＜2.5mm存在未熔合时，定为4级2.5mm≤t＜不超过0.15t且不超过0.5mm不影响定级；否则定为44mm级4mm≤t＜0.15t与1.0mm中的较小0.20t与1.5mm中的较小值8mm值8mm≤t＜0.15t与1.5mm中的较小0.20t与2.0mm中的较小值12mm值12mm≤t＜0.15t与2.0mm中的较小0.20t与3.0mm中的较小值20mm值t≥20mm3.0mm0.20t与5.0mm中的较小值因此，未融合缺陷高度2.0-2.5mm超出0.20t与1.5mm中的较小值，安全状况等级评定4级，属判废管线，发特种设备意见通知书并上报当地特种设备监察部门；
维修管线超标缺陷，并办理特种设备维修改造安装监检补齐相关资料，
维修改造安装监检合格后，办理相关手续后方可投入使用。五：未融合产生原因分析及防止措施
产生原因：焊接规范选择不合适，焊接电流偏小．焊接操作不当，焊条
摆动幅度偏小，焊条和焊丝倾角不当。防止措施：首先要确保焊接母材的质量符合技术文件规定的要求．焊丝、
焊条等焊接材料也要保证质量要求；其次要保证接头坡口和接头装配质量；最后正确选用工艺参数，如焊接电流、焊接速度。
六：结语
通过本案例分析，管线存在的问题：无安装竣工验收资料；无安装监督检验报告；无运行、维修、改造和检查记录；未办理使用登记；绝热层破损，无管道标识；未融合超标等问题，主要由于建设方管理出现把关不严，源头上未控制好质量管理，安装过程存在质量失控的问题，没有按国家有关规定和程序纳入监检环节，也未办理使用登记，造成各个质量控制的环节失控，造成此管线“带病”作业的状况，此重大安全隐患建设方负有不可推卸的责任。
因此，加强特种设备的源头管理是保证特种设备安全运行的工作重点。
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