王釗，錢(qián)英豪，周鵬飛

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院蘇州分院，江蘇 蘇州 215000）

1 概況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平及工業(yè)化程度的不斷提升，工業(yè)管道在生產(chǎn)制造各領(lǐng)域的地位越來(lái)越重要。根據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局相關(guān)統(tǒng)計(jì)，截至2019年年底全國(guó)壓力管道總長(zhǎng)度達(dá)56.13萬(wàn)公里，因此，壓力管道被稱(chēng)為“工業(yè)動(dòng)脈”。然而，由于工業(yè)管道多輸送高壓、高溫、易燃、有毒介質(zhì)，且涉及的工業(yè)流程復(fù)雜，生產(chǎn)環(huán)境嚴(yán)苛，一旦發(fā)生泄漏或爆炸則可能導(dǎo)致災(zāi)難事故的發(fā)生。因此，如何在管道定期檢驗(yàn)過(guò)程中把握檢驗(yàn)重點(diǎn)，如何科學(xué)處理嚴(yán)重焊接缺陷值得廣泛研究。本文以某公司高壓空氣管道的定期檢驗(yàn)為例，對(duì)檢驗(yàn)過(guò)程要點(diǎn)及超標(biāo)缺陷的合于使用評(píng)價(jià)進(jìn)行介紹，為后續(xù)工業(yè)管道的檢驗(yàn)檢測(cè)及運(yùn)行管理提供參考依據(jù)。

2 檢驗(yàn)情況介紹

本次檢驗(yàn)對(duì)象為高壓空氣管道，長(zhǎng)度約為1200米，管道輸送的壓縮空氣供應(yīng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)30余家單位使用。該管道級(jí)別為GC2，投入使用日期為2013年4月，管道資料有使用單位提供的《壓力管道基本信息匯總表》及部分設(shè)計(jì)圖紙，其他資料缺失。管道規(guī)格及使用參數(shù)如表1。

表1 管道規(guī)格及使用參數(shù)

3 定期檢驗(yàn)重點(diǎn)項(xiàng)目及要求

（1）管道整體宏觀檢驗(yàn)。宏觀檢驗(yàn)主要檢驗(yàn)項(xiàng)目包括管道結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、管道外觀等。一般來(lái)說(shuō)，管道定期檢驗(yàn)前應(yīng)先進(jìn)行宏觀檢查，即通過(guò)檢驗(yàn)人員視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)等對(duì)管道內(nèi)外部進(jìn)行整體檢驗(yàn)。宏觀檢驗(yàn)重點(diǎn)對(duì)管道的布置情況、支吊架松動(dòng)情況、管道支管的連接形式、焊縫質(zhì)量宏觀檢驗(yàn)、管道外表面腐蝕磨損變形等進(jìn)行檢查。例如檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)管道部分管段存在等徑開(kāi)孔連接且無(wú)補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，由于管道等徑開(kāi)孔需進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算或者等面積補(bǔ)強(qiáng)，否則，影響管道使用強(qiáng)度及柔性，因此，針對(duì)相應(yīng)結(jié)構(gòu)應(yīng)由使用單位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控。

（2）主要管件壁厚測(cè)定。主要管件壁厚測(cè)定是管道定期檢驗(yàn)中使用較常見(jiàn)的一種手段，能對(duì)管道整體腐蝕及局部腐蝕情況作出判斷。壁厚測(cè)定主要儀器為超聲波測(cè)厚儀，精度可達(dá)±0.05mm，測(cè)厚過(guò)程中應(yīng)選用合適口徑的探頭，保證測(cè)厚點(diǎn)耦合良好。壁厚測(cè)定重點(diǎn)選取易受腐蝕、沖蝕，制造成型時(shí)壁厚減薄和使用過(guò)程中易產(chǎn)生變形、積液、磨損部位。例如，彎頭背彎位置、異徑管管徑變化位置以及泵出口位置等。

（3）管道焊縫無(wú)損檢測(cè)。在當(dāng)前各類(lèi)管道的定期檢驗(yàn)過(guò)程中，采用的無(wú)損檢測(cè)方法多為超聲UT檢測(cè)及射線(xiàn)RT檢測(cè)，主要對(duì)管道連接焊縫內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，可發(fā)現(xiàn)未焊透、未熔合、條形及圓形缺陷等焊接質(zhì)量問(wèn)題。檢驗(yàn)過(guò)程中的重點(diǎn)抽查部位為返修焊縫，錯(cuò)邊量超過(guò)安裝標(biāo)準(zhǔn)的焊縫，泄露部位焊縫，安裝時(shí)的固定焊縫以及泵、壓縮機(jī)出口附近的焊縫等。無(wú)損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題焊口時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照檢驗(yàn)規(guī)范進(jìn)行評(píng)級(jí)，必要時(shí)，對(duì)管道焊縫進(jìn)行返修或進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)。

（4）其他檢驗(yàn)方法。定期檢驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況還可以進(jìn)行安全附件與儀表檢驗(yàn)、材質(zhì)分析、應(yīng)力分析、金相檢測(cè)等，從多方面對(duì)管道安全狀況進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。

4 焊縫超標(biāo)圓形缺陷（氣孔）的合于使用評(píng)價(jià)

本次高壓空氣管道定期檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)超標(biāo)圓形缺陷焊縫1道，氣孔率約為4%，缺陷長(zhǎng)徑大于0.5te，依據(jù)《定檢規(guī)》3.2.6定為4級(jí)。該焊縫位于管道主管段上，如果停氣返修則會(huì)對(duì)下游30余家企業(yè)的正常生產(chǎn)帶來(lái)較大影響，因此，本次檢驗(yàn)依據(jù)GB/T 19624-2019《在用含缺陷壓力容器安全評(píng)定》附錄H:壓力管道直管段體積缺陷安全評(píng)定方法對(duì)該焊口缺陷的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）缺陷參數(shù)。缺陷形式為圓形缺陷（氣孔），缺陷軸向長(zhǎng)度8.0mm，環(huán)線(xiàn)長(zhǎng)度為8.0mm，最大高度為0.4mm。按照GB/T 19624-2019附錄H.6.1.3要求將缺陷進(jìn)行規(guī)則化處理（如圖1）。

圖1 缺陷位置及規(guī)格示意圖

所以，

缺陷相對(duì)環(huán)向長(zhǎng)度（相對(duì)外表面缺陷）：

材料流變應(yīng)力：

（2）極限內(nèi)壓及塑形極限彎矩ML0。無(wú)缺陷管道在純內(nèi)壓下的塑性極限內(nèi)壓PL0和純彎矩下的塑形極限彎矩ML0。

含缺陷管道在純內(nèi)壓下和純彎矩下的塑形極限載荷的確定：

純內(nèi)壓下的塑性極限內(nèi)壓：

其中：pLS=0.95-(0.85+0.013a/b)Ae（0＜a/b＜60）

故：

因此：

純彎矩下的塑性極限彎矩：

其中：

因此，MLS=mLS×ML0=0.998×15.50=15.47MPa

又因?yàn)橥ㄟ^(guò)管道應(yīng)力分析軟件得出管道彎矩載荷M=0.48 kN。故：因此，評(píng)價(jià)結(jié)果為可被接受。證明管道缺陷在監(jiān)控條件下可安全運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)管道的定期檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)管道運(yùn)行過(guò)程中的安全隱患，因此，應(yīng)根據(jù)管道特性及現(xiàn)場(chǎng)使用情況把握檢驗(yàn)重點(diǎn)，制定檢驗(yàn)方案。同時(shí)，針對(duì)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)積極協(xié)助使用單位進(jìn)行整改或嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行合于使用評(píng)價(jià)，為管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。