1、安装质量对压力管道安全运行的影响分析李文新（中国石油兰州石化公司，甘肃兰州 730060）摘要：要保证压力管道安全运行，必须从安装质量入手。通过实例分析安装质量对压力管道安全运行的影响，并对压力管道法规中提高压力管道安装质量要求的内容进行介绍，供压力管道安装使用管理人员及技术人员才参考。关键词：压力管道；安装质量；安全运行压力管道在石油化工、电力等领域普遍存在，担负着输送易燃、易爆、高温、有毒等介质的重要任务，在生产过程中占有重要地位，一旦发生泄漏或断裂将直接影响生产并有可能引起爆炸、燃烧、中毒等重大事故。因而，如何确保在用压力管道安全可靠的运行是安装施工单位重点解决的问题。1、影响压力管道安
2、装质量的因素压力管道安装包括许多环节，如表 1 所示表 1 压力管道安装环节序号 大环节 小环节1 管道组件检验 管子、管件、阀门的检验，材质确定，阀门强度试验与密封试验，安全调试2 管道加工 管子切割、弯管制作、卷管加工、管口翻边等3 管道焊接 焊缝位置、坡口加工、焊口组对、施焊等4 管道安装 管道预制、管道安装、阀门安装、补偿装置安装、支吊架安装、静电接地安装等5 管道检验与试验 外观检验、焊缝表面质量检验、焊缝内部质量无损检测、压力试验等6 管道涂漆 表面除锈、涂料防腐、刷表面色和标志7 管道绝热 防锈层、隔热层、保护层、防潮层施工8 工程交接验收 工程内容确认、与设计对照、提供资料文件
3、等以上任何一个环节不符合国家和石化行业现行标准或法规，都将有可能导致压力管道在使用过程中出现问题。引起事故。2、 管件质量是优良安装质量的基础管道组件的检验虽不是压力管道安装的直接内容，但却是优良安装质量的前提和基础，对确保压力管道的安装质量至关重要。管道安装单位必须按国家现行标准进行外观检查，不合格者不得使用。对管子及管件进行检验的另一重要内容为合金钢管的材质鉴定，不同材质的钢管其最高使用温度有明显的区别。一旦用错钢管有可能引起管道系统失效。因而一般将最高工作温度高于 370的碳钢管道和工作温度高于 450的合金钢及不锈钢管道的安全类别至少升高一类。法兰、垫片、三通、弯头等管配件的质量更容易
4、出现问题，因而在安装前应对这类管件进行仔细检查。法兰类管件有时难以从外表面检验直接判别其内在质量，如某石化公司一根DN400 氧气管道，在压力试验后 32 天（其中正式投用仅 20 天） ，孔板流量计上游侧法兰氧气外泄并引发了火灾事故，烧毁了氧气管道法兰本身以及邻近的一段氧气管道和一段氩气管道。设计要求该法兰应按 JB/T82.2-94凹凸面对焊钢制法兰要求制造。设计的压力为 PN4.0Mpa,工作压力 3.04.0Mpa,试验压力为 3.45 Mpa（气密性试验） 。法兰采用1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢，所用垫片原设计为缠绕式垫片，压力试验时发现密封不好，改用纯聚四氟乙烯垫片。法兰原设
5、计规定采用带颈整体锻造法兰，按照标准JB/T82.2-94（A型）制造，但发生泄漏导致火灾的法兰是带颈分体式法兰，即图1所示的高颈部分与法兰盘嵌 套 后 于 上 下 两 圈 焊接，内部 存在 严 重 未 焊 透 (见 图 2 ) 。这 种 分 体 式 的法 兰 强 度 与刚度 不 符 合设 计 要 求，特别 是法 兰 的刚度 大大降低，受 载 后 法 兰 盘 会 严 重 偏 转 ，并 且 沿 圆周 向密 封面发生 不 均匀翘 曲。经过计算也表明，剖分式非 标 准 结 构 法 兰 的最 大应 力 和 最 大 变 形 量 均为整 体标 准 式法 兰 的3.5倍左右。因此，剖分式法 兰 的强 度 与
6、 刚 度 要 比整 体式 法 兰 差 很 多，而 且 剖分 式 法 兰 在 法 兰 拐 角处 已经 屈服。国 家 质量 技 术监 督 局 颁 布 的 力 管 道 元 件制造 单位安 全 注 册 与管 理 办法 以 规 范 压 力 管 道元 件制造 单位，加 强 对 制造 单位 的安 全 监 察。同时，对 压 力 管 道 安 装 单 位来说 ，选 购 符合 现 行 国家标 准 的 压 力 管 道 元 件 也 是责无旁贷的。3、焊 接 是 影 响 压 力 管 道 安 装 质 量 的最 重 要 因 素压 力 管道 安 装 与 压 力 容 器 安 装 相 比，最显著的 特 点 是 现 场 焊 接 工
7、作量大，因 而 确保 压 力 管 道焊 接 质 量 任 务艰 巨。压 力 管 道 的焊 接质量 影 响 因 素包 括 焊接 工 艺是 否 正 确、焊接 材料选 择、焊工 水 平及 责任心、焊前 预 热 与 焊 后 热处理、焊 缝 检验 与无 损 检 测 等诸方面。这些小环节中有一个环节不符合要求都会使压力管道焊接质量出现不合格。因而，对压力管道安装单位来说，要确保焊接质量必须抓好焊接全过程的质量控制。与焊接质量有关的问题见表2表2 常见焊缝质量问题序号 问题类别 问题举例1 焊缝理化性能不合格 焊缝及热影响区硬度过高、冲击韧性太差等2 热处理不达要求 焊接接头残余应力过高、焊缝及热影响区组织差
8、 、产生焊接裂纹等3 焊缝表面质量不合格 焊缝尺寸不符要求、出现咬边、表面裂纹、飞溅4 焊缝内部质量不合格 焊缝内部产生气孔、夹渣未焊透、未熔合、裂纹等裂纹缺陷是不允许保留的，但气孔、夹渣、未焊透、未融合等焊接缺陷一般可以保留，只不过对它们的确信大小有严格的限制。压力管道焊缝中最常见的焊接缺陷是未焊透。例如某石 化公 司 乙 烯 装 置 开 工 锅 炉 出 口 高 压蒸 汽 管 道 的最 高操 作 压 力12.8Mpa、最高操作温度为515，1996年8月投入运行仅2年就因大小头对接焊缝泄漏停车抢修，损失数亿元。1999年初，该厂在大修期间对该高压蒸汽管道进行全面检验与检测，发现该高压蒸汽管道
9、有99处焊缝存在超标缺陷，缺陷类型基本上为根部未焊透。对于中低压管道，由于焊接要求较高温高压管道低，安装单位重视程度不够，为焊缝缺陷有时十分严重。如某石化工厂325mm8mm干燥气体输送管道，1995年6月一环向对接焊缝突然发生断裂。端口清洗后清晰地观察到未焊透缺陷，根部未焊透也是其产生管道断裂的直接原因。4、 支吊架安装质量对高温管道的安全运行有直接影响在中温、常 温 压 力 管 道 系 统 中，由 于 管 道 运 行时 管 道 系统 的 膨 胀 和 支 吊架 处 位 移 量 较小，支吊架对 管 道 系统 的 安 全 运 行 影 响不大。但 对 于 高温压 力管道，支 吊架 的安 装 质 量
10、 往 往 会 威 胁 到 压 力管 道 系统 的安 全 运 行。例如，上 海 石 化公 司加 氢装置 反 应 器 出 口 至高 压 分 液罐 人口管线，由于 管线 长 期在600以上高温下运行，管道材质发生较为严重的脆化，1995年该 管 线 全 部 更 换，并对 管 线 走 向作 了 局 部 调 整。但在新 管 线 运 行过 程 中恒 力 弹 簧 吊 架 支 承 三 角 架被 拉垮，三角 架 斜 支加 强 角 钢 被 压 歪 失 稳，而 且 管线 侧 向变 形 及 位 移偏 大，装 置 被 迫 停 工抢修。经过检查发现，该 支 吊架 就 是 安 装 不 正 确 导 致 从 未 正常工 作过，
11、因而导致该管线的吊架支承用三角架的破坏以及在操作条件下的不正常热变形。5、 提高压力管道安装质量的措施5.1、监督措施要提高压力管道安装质量，最根本的途径应是安装单位自身素质的不断提高，但同时必须进行监督。目前我国已颁布的压力管道安装质量监督法规和标准共有3部。a)压力管道安全管理与监察规定。原劳动部“劳部发【1996】140号”压力管道安全管理与监察规定是根据中华人民共和国劳动法和有关法 律 的规 定 而 制 定的。该规定明确指出“压力管道安装单位必须持有劳动行政部门颁发的压力管道安装许可证。压力管道安装单位应对其所施工的压力管道工程安装质量负责。”“新建、扩建、改建的压力管道应由有资格的检
12、验单位对其安装质量进行监督检验。”从事压力管道焊接的焊工和无损检测的检测人员，必须按有关规定取得劳动行政部门颁发的特种作业人员资格证书。”b)压力管道安装质量监督检验规定。1999年4月国家质量技术监督局锅炉部发布柯压力管道安装质量监督检验规定，明确规定在安装单位质量检验合格、建设单位验收认可的基础上，对压力管道安装质量进行监督检验。该规则对监检目的、监检方法、监检单位、监检人员及其职责、安装单位要求、建设单位要求、安全监察等都有明确规定。c)压力管道安装单位资格认可管理办法。为了规范压力管道安装单位资格认可工作，保障压力管道安装质量，压力管道安装单位资格认可管理办法对压力管道安装单位的基本要
13、求（含基本条件、质保体系、人员情况、仪器设备、经济规模、安装资质等）、取证程序、管理与监督检查等都有明确具体的规定。5.2、科学合理的施工周期现在企业竞争激烈，工程项目一旦开始施工，要求项目的施工时间尽可能的缩短，为企业提前创造效益。项目施工过程经常出现抢工期、抢进度的情况，这与合理的施工周期相矛盾，为了能按时完成工程，施工单位往往压缩每个工艺安装环节的时间，这样压力管道安装质量就很难保证。因此，压力管道安装质量的好坏还应有合理的施工周期，不宜过分追求效益。6、 结语压力管道安装质量的好坏直接影响到压力管道的安全运行，由于压力管道最大面广，要保证其安装质量确实难度较大。但是没有任何理由可以降低压力管道的安装质量，随着各种法规的不断健全，相信在今后的施工中，各部门会更加重视压力管道的安装质量，以确保生产装置的长周期运行。
