石化工廠設備、管道上溫度計、壓力表、引流管、控制手閥等與設備、壓力管道相連的小直徑連接管(以下簡稱小連接管)往往被忽視。對小接管的設計、制造、安裝、操作等環(huán)節(jié)關注較少,在使用過程中經常發(fā)生泄漏。一旦小接管泄漏,將難以修復,具有較高的安全風險,甚至造成人員傷亡或財產損失。如何有效地檢測小接管的潛在危害,確保管體的安全運行,已成為亟待解決的問題。需要從安全運行的角度,從設計、施工、日常運行等方面對小接管隱患提出管理措施。
1、小接管常見隱患源
1.1設計環(huán)節(jié)
根據(jù)《壓力管道安全技術監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》(TSGD0001-2009)的規(guī)定,DN<25mm的管道不屬于壓力管道安全技術監(jiān)察管理范圍;《壓力管道規(guī)范工業(yè)管道》(GB/T20801.3-2006)僅適用于DN≥25mm;此外,新《國家特種設備目錄》(2015)中壓力管道的定義增加到DN≥50毫米。因此,在設計階段,沒有標準對小接管的設計做出相應的規(guī)定,因此是否考慮小接管嘴的腐蝕裕量,如何焊接小噴嘴,焊后如何驗收焊接質量,以及如何在小接管的使用階段進行有效的檢驗。
1.2制造環(huán)節(jié)
由于小接管不屬于壓力管道監(jiān)管范圍,沒有相應的法律和標準對小接管的制造過程進行監(jiān)管,導致制造單位是否有能力生產小接管,小接管的材料是否有資質證書,不同類型的接管是否需要試驗報告,小接管是否有產品質量證明書,不同類型的小接管的適用范圍。此外,各制造單位的技術水平不同,各企業(yè)標準的標準不一致,導致小接管質量參差不齊。因此,小接管本身存在一定的制造缺陷。
1.3安裝鏈接
由于現(xiàn)場工藝的需要,經常在管體上隨意開孔,小接管與管道以承插角焊縫的形式連接?,F(xiàn)場采用手工焊接,焊接質量受焊工個人因素影響較大。目前,還沒有更有效的檢測小接管焊縫質量的方法。
1.4操作環(huán)節(jié)
小接管在運行過程中與管道主體處于同一腐蝕環(huán)境中。然而,小接管容易形成流動死區(qū);小連接管插入管道過長,容易形成湍流;小接管焊縫內表面有缺陷。這會導致小接管內部腐蝕變薄或縫隙腐蝕。此外,由于小接管本身的壁厚比管道主體薄,且在運行中伴隨著振動等外部載荷,小接管容易發(fā)生腐蝕穿孔或焊縫裂紋穿透泄漏,甚至威脅到管道主體的持續(xù)安全穩(wěn)定運行。
此外,對于有保溫的小接管,如果保溫板開裂或損壞,很容易受到外部環(huán)境的影響,在保溫層下形成腐蝕,導致小接管表面和根部腐蝕。此外,由于小連接管外有隔熱層,在巡檢時不容易發(fā)現(xiàn),這往往是一個高風險點。
1.5檢查環(huán)節(jié)
根據(jù)《壓力管道定期檢驗規(guī)則-工業(yè)管道》的相關要求,小接管不屬于壓力管道的類別。檢查單位和業(yè)主都注重確保管道主體的安全。查閱近年來的報告后發(fā)現(xiàn),許多檢查單位沒有對小型接管進行測試。另一方面,沒有可遵循的標準。同時,管道主體管徑較小,無法進行內部檢查。因此,在檢測行業(yè)中還沒有相關的檢測技術能夠形成一套有效的檢測技術。
2、小接管典型故障類型
2.1外部腐蝕
由于小連接管的金屬材料與外部環(huán)境(如大氣)的腐蝕性介質的連接引起的腐蝕,同時由于一些小連接管有絕緣層保護,由于其他因素,可能導致保溫層下有水(有時由于管道中介質的高溫,外部的水會被加熱),導致保溫層下有高溫腐蝕腐蝕區(qū)域,從而腐蝕管道。主要表現(xiàn)為小接管的均勻腐蝕和局部腐蝕,以及閥門法蘭的整體或局部腐蝕。
2.2內部腐蝕
小接管與管體連接后,由于焊接不當,小接管區(qū)域內容易出現(xiàn)湍流、焊縫內表面的內部流動死區(qū)或開口間隙死區(qū)。此外,由于小接管中的流體性質不同,內部腐蝕的類型也不同。一般來說,酸腐蝕、離子誘導腐蝕、微生物腐蝕、應力腐蝕、焊接腐蝕等是常見的。
2.3焊接缺陷
小接管廣泛應用于管道主體中,具有數(shù)量多、類型多、規(guī)格不同、安裝位置隨機性強等特點。在焊接過程中,焊接工藝和焊工技術影響焊接質量目前,還沒有有效的檢測方法來檢測焊縫的內部質量,導致了某些埋藏缺陷,如未熔合、未焊透、夾渣等埋藏缺陷。
2.4第三方損害
1)管理人員操作不當;
2)接管周圍第三方施工;
3)人為惡意破壞。
3、小接管檢測技術
在充分分析小接管的隱患來源和典型腐蝕類型后,提出小接管的檢測技術手段主要包括:外部宏觀檢測、壁厚檢測和焊縫表面無損檢測。
3.1外部宏觀檢查
小接管應進行宏觀外觀檢查(帶保溫的小接管拆除保溫后)。主要手段是目視檢查和物理檢查(搖晃、錘擊等)。宏觀檢查的主要內容是:1)小噴嘴結構是否正常;2)小接管是否防腐完好;3)連接管的表面和根部是否腐蝕;4)焊縫是否存在外部宏觀缺陷,如焊瘤、電弧損傷、錯位、咬邊等缺陷;5)法蘭或閥門是否腐蝕、松動,密封是否泄漏,緊固件是否松動、腐蝕,法蘭是否偏移等;6)檢查員認為必要的其他項目。
3.2壁厚檢測
如果管徑較小,則無法使用測厚儀檢查其余管道的壁厚。檢查應盡可能靠近根部。檢查時應考慮管道整圈的壁厚。一般情況下,一個圓的厚度不應小于4個點,單個小噴嘴的厚度不應小于3個圓。建議根據(jù)《壓力管道定期檢驗規(guī)則-工業(yè)管道》(TSGD7005-2018)的相關要求對試驗結果進行評價。
3.3焊縫無損檢測
根部焊縫和法蘭連接焊縫應進行滲透(著色)檢查。試驗前應盡可能多地處理焊縫表面的雜質。滲透檢測方法及評價應符合Nb/T47013-2015《承壓設備無損檢測》的相關規(guī)定。