【摘 要】闡述了石油、石化裝置壓力容器、壓力管道上連接的直徑較小的接管存在的隱患,從設計、制造、管理、檢修、檢驗等環(huán)節(jié)分別制定了相關要求,最大限度地避免了因小接管泄漏而引發(fā)的重大事故。
【關鍵詞】石化裝置;小接管;隱患;管理;檢驗
目前,對石化裝置高溫高壓、易燃易爆的壓力容器、壓力管道等設備的管理及檢驗重點往往放在設備本體上,而與壓力容器、壓力管道連接壓力表、液位計、排液導淋、控制手閥、熱電偶等附件的直徑較小的接管(簡稱小接管),在設計、制造、管理及檢驗等環(huán)節(jié)往往被忽視,經(jīng)常在使用過程中發(fā)生泄漏。由于這些小接管處于設備的第一道閥門內(nèi)側,如果出現(xiàn)泄漏,處理起來困難很大且存在安全風險?,F(xiàn)根據(jù)多年石化裝置管理、維護經(jīng)驗,總結出一些小接管常見隱患及問題,對小接管的安全運行從設計、制造、施工、安裝、日常維護及檢修檢驗等方面進行了闡述,并提出了相關的建議。
一、小接管常見問題及隱患
(一)小接管范疇
文中所指的小接管是指在壓力容器、壓力管道與壓力表、液位計、熱電偶、排液導淋、排氣閥等管件、閥門、儀表之間連接的接管,特點是在第一道閥門以內(nèi),直徑較小,管子壁厚較薄,介質在此不流動形成一段盲端。
(二)常見問題
1.設計。接管與筒體焊接在設計中屬D 類焊縫,對于DN≥250mm的接管,《固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》有較明確的探傷要求,但對DN<250mm 的接管,沒有焊縫內(nèi)部質量的探傷要求。而有關壓力管道的規(guī)程中,DN<25mm 的接管不在重點監(jiān)管范疇。因此在設計階段,接管的腐蝕裕量是否與容器本體相匹配、對焊縫是否有有效的檢驗方法等方面考慮的相對較少。
2.制造。壓力容器筒體的縱、環(huán)焊縫的焊接自動化程度高,對焊縫內(nèi)部質量的探傷有RT、UT等主要方法,其焊接質量比較可靠。但接管與壓力容器連接多為承插角焊縫結構,制造廠對該部位多采用手工焊接,質量受焊工個人因素影響較大,角焊縫的內(nèi)部質量探傷方法較少,因此該部位的質量是制造過程中最薄弱的環(huán)節(jié)。
3.運行
(1)內(nèi)部介質腐蝕 小接管與容器本體處于同樣的介質腐蝕環(huán)境,雖然在設計計算上壁厚滿足強度要求,但當本體與接管一同被腐蝕相同厚度時,筒體仍有足夠的強度,但小接管的剩余厚度已經(jīng)很薄了。例如一些常見圖樣上容器本體壁厚20mm,小接管壁厚4mm,設計腐蝕裕量3mm,當本體與接管一同被腐蝕2mm時,本體仍能安全運行,但此時接管已經(jīng)很危險了,尤其當接管與系統(tǒng)附件等相連或形成的懸臂結構、振動等外力會在接管減薄時使接管先于本體開裂或泄漏。
(2)外腐蝕 對有保溫的接管,如果保溫鐵皮等有接縫不嚴的部位,空氣中的水分的滲入,接管根部因潮濕會形成外腐蝕,一般常溫帶保溫的設備容易在小接管部位存在外腐蝕。
(3)其他 日常使用與管理中一些接管容易被忽視,如設備裙座內(nèi)的接管、塔類容器裙座內(nèi)的接管以及設備操作平臺遮蓋的接管等。一些試壓留下的小的盲頭被包在保溫里,工藝上不用的小短節(jié)加盲板后時間長久容易被忽視而產(chǎn)生腐蝕減薄不易及時發(fā)現(xiàn)。
4.檢驗。小接管的內(nèi)部是不能通過宏觀進行檢查的,從一些檢驗報告可以看出,用儀器對設備進行檢驗的重點多選擇對容器筒體T字焊縫和封頭焊縫等應力較高部位的抽查,對接管的檢測手段則較少。在接管最容易減薄的接管根部探頭無法接觸形成檢測盲區(qū),測厚數(shù)據(jù)不能反映真實情況。部分小接管的加強筋板、螺栓、法蘭頸等限制了接管與法蘭對接焊縫的檢驗,多數(shù)檢驗單位都不進行該部位的檢測。
接管角焊縫裂紋在補強圈信號孔出現(xiàn)泄漏、接管與法蘭的焊縫出現(xiàn)裂紋、接管管壁腐蝕減薄、振動疲勞等都會使小接管在壓力容器運行時形成風險部位。由于接管在第一道閥門以內(nèi),當出現(xiàn)泄漏時,不能通過關閉閥門來單獨處理,在設備大型化連續(xù)性生產(chǎn)的情況下,往往因為一處泄漏需要設備甚至裝置停工進行處理。
二、小接管的管理
(一)設計與制造
設計小接管壁厚時,應當充分考慮接管的設計強度和腐蝕,使接管的使用壽命與筒體的使用壽命相匹配。
采用法蘭與小接管一體的整體加工件,使小接管本身不存在焊縫,解決小接管因存在焊縫引起的質量、運行泄漏及無法檢驗的問題。直徑較小的接管與筒體角焊縫改為對接焊縫,可通過加工接管翻沿結構來實現(xiàn),使該焊縫能夠進行探傷。對接的管沿與筒體對接部位曲率不同,通過打磨與筒體平滑過渡。這樣雖然增加了制造難度和加工成本,但相對設備泄漏給生產(chǎn)和安全帶來的影響是微不足道的。
對直徑較大的需要接管與法蘭對接的情況,對焊縫要進行射線檢測或超聲波等無損檢查,確保該部位的焊接質量。如果該焊縫質量存在問題,則在運行和定期檢驗中進行檢驗和返修的難度要比在制造時大很多。
(二)日常管理、檢驗與維修
1.建立小接管臺帳。對每臺壓力容器、壓力管道建立小接管臺帳,繪制單線圖并編號。對其外觀腐蝕情況、定期壁厚等情況進行監(jiān)控并存入檔案,實行動態(tài)控制管理。
2.管道盲頭檢查。有些工藝上不用的排液導淋、法蘭盲頭、施工試壓留下的試壓盲頭等會形成盲端,容易因腐蝕產(chǎn)生泄漏,要及時排查,減少不安全因素。
3.小接管日常檢查。對有腐蝕性介質的小接管,要定期進行定點測厚。對水平位置的短管,測厚點要重點放在截面的底部,并在檢測報告圖樣上注明最薄點的坐標尺寸。
4.小接管根部防腐施工。雖然小接管根部部位面積小,但由于支架或位置的限制,外防腐除銹、刷油等的施工要比大面積刷油的容器本體難度大,該部位的防腐質量對設備的影響要大于設備其它部位,施工時要設為質量重點控制點。
5.小接管更換。使用后小接管材料組織有一定的變化,現(xiàn)場更換焊接的難度比在制造廠大許多,因此要做好更換施工方案,尤其是現(xiàn)場施工的坡口、間隙、組對、預熱消氫、焊接、后熱、檢驗、熱處理及試漏等環(huán)節(jié)都要控制好,熱處理后的硬度等檢測數(shù)據(jù)要符合要求。
6.停工檢驗。裝置停工檢修時是進行小接管檢驗維修的最好時機,對一些根部位于設備平臺板的底下,對檢驗形成障礙接管的,檢修時要切割平臺板、高空部位搭架子等,以確保達到檢驗條件。
三、結語
分析了石化裝置壓力容器、壓力管道中小接管常見的問題、隱患及形成的原因。從設計、制造等方面對小接管的安全運行進行了規(guī)定,并提出了日常維護管理及停工檢驗的相關建議及規(guī)定。根據(jù)對小接管日常管理的經(jīng)驗,制定了石化裝置壓力容器和壓力管道小接管安全運行的相關管理內(nèi)容,為石化裝置日常維護、停工檢修提供了可靠依據(jù),可極大減少小接管出現(xiàn)泄漏的機率和可能,為裝置長期、穩(wěn)定、安全運行提供保證。