高压工艺管道安全技术管理范本
一、概述
在化工生产中,工艺管道把不同工艺功能的机械和设备连接在一起,以完成特定的化工工艺过程,达到制取各种化工产品的目的。工艺管道与机械设备一样,伴有介质的化学环境和热学环境,在复杂的工艺条件下运行,设计、制造、安装、检验、操作、维修的任何失误,都有可能导致管道的过早失效或发生事故。特别是高压工艺管道,由于承受高压,加上化工介质的易燃、易爆、有毒、强腐蚀和高、低温特性,一旦发生事故,就更具危险性。
高压工艺管道较为突出的危险因素是超温、超压、腐蚀、磨蚀和振动。管道的超温、超压与反应容器的操作失误或反应异常过载有关;腐蚀、磨蚀与工艺介质中腐蚀物质或杂质的含量和流体流速等有关。振动和转动机械动平衡不良或基础设计不符合规定有关,但更主要的是管道中流体流速高,转弯过多,截面突变等形成的激振力气流脉动。腐蚀、磨蚀会逐渐削弱管道和管件的结构强度;振动易造成管道连接件的松动泄漏和疲劳断裂。即使是很小的管线、管件或阀门的泄漏或破裂,都会造成较为严重的灾害,如火灾、爆炸或中毒等。多年实践证明,高压管道事故的频率及危害性不亚于压力容器事故,必须引起充分注意。
为了防止事故,强化高压工艺管道的管理,《化学工业部设备动力管理制度》中,把高压管道列入锅炉压力容器安全监察范围,并颁发了《化工高压工艺管道维护检修规程》。高压工艺管道的管理范围为:
(1)静载设计压力为10~32 mpa的化工工艺管道和氨蒸发器、水冷排、换热器等设备和静载工作压力为10~32 mpa的蛇管、回弯管;
(2)工作介质温度-20~370℃的高压工艺管道。
二、高压管道的设计、制造和安装
1.高压管道设计
高压工艺管道的设计应由取得与高压工艺管道工作压力等级相应的、有三类压力容器设计资格的单位承担。高压工艺管道的设计必须严格遵守工艺管道有关的国家标准和规范。设计单位应向施工单位提供完整的设计文件、施工图和计算书,并由设计单位总工程师签发方为有效。
2.高压管道制造
高压工艺管道、阀门管件和紧固件的制造必须经过省级以上主管部门鉴定和批准的有资格的单位承担。制造单位应具备下列条件:
(1)有与制造高压工艺管道、阀门管件相适应的技术力量、安装设备和检验手段。
(2)有健全的制造质量保证体系和质量管理制度,并能严格执行有关规范标准,确保制造质量。
制造厂对出厂的阀门、管件和紧固件应出具产品质量合格证,并对产品质量负责。
3.高压管道安装
高压工艺管道的安装单位必须取得与高压工艺管道操作压力相应的三类压力容器现场安装资格的单位承担。拥有高压工艺管道的工厂只能承担自用高压工艺管道的修理改造安装工作。
高压工艺管道的安装修理与改造必须严格执行《工艺管道工程施工及验收规范》gbj 235—82金属管道篇;《现场设备、工业管道焊接工程施工验收规范》gbj 236—82《化工高压工艺管道维护检修规程》;以及设计单位提供的设计文件和技术要求。施工单位对提供安装的管道、阀门、管件、紧固件要认真管理和复检,严防错用或混入假冒产品。施工中要严格控制焊接质量和安装质量并按工程验收标准向用户交工。高压管道交付使用时,安装单位必须提交下列技术文件:
(1)高压管道安装竣工图;
(2)高压钢管检查验收记录;
(3)高压阀门试验记录;
(4)安全阀调整试验记录;
(5)高压管件检查验收记录;
(6)高压管道焊缝焊接工作记录;
(7)高压管道焊缝热处理及着色检验记录;
(8)管道系统试验记录。
试车期间,如发现高压工艺管道振动超过标准,由设计单位与安装单位共同研究,采取消振措施,消振合格后方可交工。
三、高压管道操作与维护
高压工艺管道是连接机械和设备的工艺管线,应列入相应的机械和设备的操作岗位,由机械和设备操作人员统一操作和维护。操作人员必须熟悉高压工艺管道的工艺流程、工艺参数和结构。操作人员培训教育考核必须有高压工艺管道内容,考核合格者方可操作。
高压工艺管道的巡回检查应和机械设备一并进行。高压工艺管道检查时应注意以下事项:
(1)机械和设备出口的工艺参数不得超过高压工艺管道设计或缺陷评定后的许用工艺参数,高压管道严禁在超温、超压、强腐蚀和强振动条件下运行;
(2)检查管道、管件,阀门和紧固件有无严重腐蚀、泄漏、变形、移位和破裂以及保温层的完好程度;
(3)检查管道有无强烈振动,管与管、管与相邻件有无摩擦,管卡、吊架和支承有无松动或断裂;
(4)检查管内有无异物撞击或摩擦的声响;
(5)安全附件、指示仪表有无异常,发现缺陷及时报告,妥善处理,必要时停机处理。
高压工艺管道严禁下列作业:
(1)严禁利用高压工艺管道作电焊机的接地线或吊装重物受力点;
(2)高压管道运行中严禁带压紧固或拆卸螺栓。开停车有热紧要求者,应按设计规定热紧处理;
(3)严禁带压补焊作业;
(4)严禁热管线裸露运行;
(5)严禁借用热管线做饭或烘干物品。
四、高压管道技术检验
高压工艺管道的技术检验是掌握管道技术现状、消除缺陷、防范事故的主要手段。技术检验工作由企业锅炉压力容器检验部门或外委有检验资格的单位进行,并对其检验结论负责。高压工艺管道技术检验分外部检查、探查检验和全面检验。
1.外部检查
车间每季至少检查一次;企业每年至少检查一次。检查项目包括:
(1)管道、管件、紧固件及阀门的防腐层、保温层是否完好,可见管表面有无缺陷;
(2)管道振动情况,管与管、管与相邻物件有无摩擦;
(3)吊卡、管卡、支承的紧固和防腐情况;
(4)管道的连接法兰、接头、阀门填料、焊缝有无泄漏;
(5)检查管道内有无异物撞击或摩擦声。
2.探查检验
探查检验是针对高压工艺管道不同管系可能存在的薄弱环节,实施对症性的定点测厚及连接部位或管段的解体检查。
(1)定点测厚
测点应有足够的代表性,找出管内壁的易腐蚀部位,流体转向的易冲刷部位,制造时易拉薄的部位,使用时受力大的部位,以及根据实践经验选点。并充分考虑流体流动方式,如三通,有侧向汇流、对向汇流、侧向分流和背向分流等流动方式,流体对三通的冲刷腐蚀部位是有区别的,应对症选点。
将确定的测定位置标记在绘制的主体管段简图上,按图进行定点测厚并记录。定期分析对比测定数据并根据分析结果决定扩大或缩小测定范围和调整测定周期。根据已获得的实测数据,研究分析高压管段在特定条件下的腐蚀、磨蚀规律,判断管道的结构强度,制定防范和改进措施。
高压工艺管道定点测厚周期应根据腐蚀、磨蚀年速率确定。腐蚀、磨蚀速率小于0.10 mm·a-1,每四年测厚一次;0.10~0.25 mm·a-1,每两年测厚一次;大于0.25 mm·a-1,每半年测厚一次。
(2)解体抽查
解体抽查主要是根据管道输送的工作介质的腐蚀性能、热学环境、流体流动方式,以及管道的结构特性和振动状况等,选择可拆部位进行解体检查,并把选定部位标记在主体管道简图上。
一般应重点查明:法兰、三通、弯头、螺栓以及管口、管口壁、密封面、垫圈的腐蚀和损伤情况。同时还要抽查部件附近的支承有无松动、变形或断裂。对于全焊接高压工艺管道只能靠无损探伤抽查或修理阀门时用内窥镜扩大检查。
解体抽查可以结合机械和设备单体检修时或企业年度大修时进行,每年选检一部分。
3.全面检验
全面检验是结合机械和设备单体大修或年度停车大修时对高压工艺管道进行鉴定性的停机检验,以决定管道系统继续使用、限制使用、局部更换或判废。全面检验的周期为10~12年至少一次,但不得超过设计寿命之末。遇有下列情况者全面检验周期应适当缩短。
(1)工作温度大于180℃的碳钢和工作温度大于250℃的合金钢的临氢管道或探查检验发现氢腐蚀倾向的管段;
(2)通过探查检验发现腐蚀、磨蚀速率大于0.25 mm·a-1,剩余腐蚀余量低于预计全面检验时间的管道和管件,或发现有疲劳裂纹的管道和管件;
(3)使用年限超过设计寿命的管道;
(4)运行时出现超温、超压或鼓胀变形,有可能引起金属性能劣化的管段。
全面检验主要包括以下一些款项:
(1)表面检查
表面检查是指宏观检查和表面无损探伤。宏观检查是用肉眼检查管道、管件、焊缝的表面腐蚀,以及各类损伤深度和分布,并详细记录。表面探伤主要采用磁粉探伤或着色探伤等手段检查管道管件焊缝和管头螺纹表面有无裂纹、折叠、结疤、腐蚀等缺陷。
对于全焊接高压工艺管道可利用阀门拆开时用内窥镜检查;无法进行内壁表面检查时,可用超声波或射线探伤法检查代替。
(2)解体检查和壁厚测定
管道、管件、阀门、丝扣和螺栓、螺纹的检查,应按解体要求进行。按定点测厚选点的原则对管道、管件进行壁厚测定。对于工作温度大于180℃的碳钢和工作温度大于250℃的合金钢的临氢管道、管件和阀门,可用超声波能量法或测厚法根据能量的衰减或壁厚“增厚”来判断氢腐蚀程度。
(3)焊缝埋藏缺陷探伤
对制造和安装时探伤等级低的、宏观检查成型不良的、有不同表面缺陷的或在运行中承受较高压力的焊缝,应用超声波探伤或射线探伤检查埋藏缺陷,抽查比例不小于待检管道焊缝总数的10%。但与机械和设备连接的第一道、口径不小于50mm的、或主支管口径比不小于0.6的焊接三通的焊缝,抽查比例应不小于待检件焊缝总数的50%。
(4)破坏性取样检验
对于使用过程中出现超温、超压有可能影响金属材料性能的或以蠕变率控制使用寿命、蠕变率接近或超过1%的,或有可能引起高温氢腐蚀或氮化的管道、管件、阀门,应进行破坏性取样检验。检验项目包括化学成分、机械性能、冲击韧性和金相组成等,根据材质劣化程度判断邻接管道是否继续使用、监控使用或判废。
