压力管道安全技术

• 压力管道事故
  • 发生原因
  • 事故应急措施
    • 应采取紧急措施的情况
    • 管道泄漏紧急处理
    • 典型压力管道事故及预防
• 压力管道安全附件
  • 安全泄压装置
  • 用于控制介质压力和流动状态的装置
  • 阻火器（重点）
    • 型式
    • 选用要求
    • 设置要求
  • 凝水缸
  • 放散管
  • 阴极保护措施
  • 压力表、温度计
• 使用安全技术
  • 压力管道安全操作
    • 基本要求
    • 管线巡查
  • 压力管道维护保养
  • 压力管道故障处理

压力管道事故

[!Note]

本处内容仅了解

发生原因

1. 随时间发展的缺陷导致

   1. 腐蚀减薄

      1. 按起因：内腐蚀（介质）和外腐蚀（环境）
      2. 按形态：全面腐蚀和局部腐蚀
      3. 按机理：均应腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等

   2. 冲刷磨损

      1. 介质流速越大、硬度或颗粒度越大，冲蚀越严重
      2. 流动方向改变和管径变化区域，冲蚀越严重

   3. 开裂

      1. 制造以及安装中产生的裂纹：焊接裂纹和应力裂纹
      2. 使用中产生或扩展的裂纹：腐蚀、疲劳和蠕变裂纹

   4. 材质劣化：含氢介质会使管道产生氢损伤

   5. 变形

2. 设计制造原因

3. 安装质量原因

4. 与时间无关，具有一定随机性的原因

   在运行中超压、超温、违章作业，超过检验期限没有进行定期检验，操作人员误操作，第三方破坏，气候及外力作用等

5. 长输管道事故的特殊原因

   1. 自然条件恶劣地区
   2. 第三方破坏
   3. 埋地常数管道采用防腐层和阴极保护联合进行保护

事故应急措施

应采取紧急措施的情况

1. 压力、温度超过允许使用范围，采取措施仍不见效
2. 管件裂纹、鼓包、变形、泄漏或异常振动、声响等
3. 安全保护装置失效
4. 发生火灾等事故且直接威胁正常安全运行
5. 管道的阀门及监控装置失灵，危及安全运行

管道泄漏紧急处理

不能采取带压堵漏技术的情况

1. 毒性极大的介质管道
2. 管道受压元件因裂纹而产生泄漏
3. 管道腐蚀、冲刷壁厚状况不清
4. 由于介质泄漏使螺栓承受高于设计使用温度的管道
5. 泄漏特别严重，压力高、介质易燃爆或有腐蚀性
6. 现场安全措施不符合要求的管道

典型压力管道事故及预防

1. 管道焊接缺陷造成破坏

2. 管系振动破坏

   1. 避免管道结构固有频率与设备激振频率形成共振
   2. 减轻气液两相流的激振力
   3. 加强支架刚度

3. 液击破坏

   1. 装置开停和生产调节过程中，尽量缓慢开闭阀门
   2. 缩短管子长度
   3. 在管道靠近液击源附近设安全阀、蓄能器等装置
   4. 防液击功能的阀门应控制液击压力不超过运行压力的10%
   5. 采用自控保护装置

4. 疲劳破坏

   疲劳破坏主要由爆破和泄漏量中，当材料强度高而韧性差，可能导致爆破，材料强度低而韧性好，可能导致泄漏

   导致疲劳破坏的主要原因

   1. 应力集中
   2. 载荷的反复作用
   3. 温度的变化

5. 蠕变破坏

   1. 蠕变失效的特征
      1. 表面被氧化层或其他腐蚀物覆盖
      2. 管道在直径方向有明显的变形，伴有延径线方向的小蠕变裂纹
   2. 常见的管道蠕变断裂
      1. 管道焊缝熔合线处蠕变开裂
      2. 运行中管道沿轴向开裂
      3. 三通焊缝部位蠕变失效

6. 地质灾害造成长输油气管道破坏

7. 管道第三方破坏

8. 长输管道腐蚀破坏

   1. 每个管段的剩余寿命应分别计算
   2. 腐蚀预测重点对象应是相对薄弱的区段、腐蚀发展速度较快的管段、环境土壤腐蚀性较强的管段、间接检测过程发现问题较多的管道

压力管道安全附件

安全泄压装置

1. 长输输气管道一般应设置安全泄放装置

   1. 输气站进站截断阀上游和出站截断阀下游设置泄压放空装置
   2. 输气干线截断阀上下游均应设置放空管

2. 热力管道的超压保护装置

   安全阀开启压力一般为正常最高工作压力的1.1倍，最低为1.05倍

3. 工业管道安全泄压装置的通用要求

   1. 不宜使用安全阀的场合可以使用爆破片
   2. 安全阀或爆破片的入口管道和出口管道不宜设置切断阀，但工艺有特殊要求必须设置切断阀时，应设旁通阀及就地压力表，且正常工作时安全阀或爆破片入口或出口的切断阀应在开启状态下锁住，旁通阀应锁定关闭状态

用于控制介质压力和流动状态的装置

1. 调压装置

2. 止回阀：在需要防止流体倒流的工业管道上，应设置止回阀

3. 切断装置

   1. 紧急切断装置
   2. 线路截断阀
   3. 切断阀

   工业管道中进出装置的可燃、易爆、有毒介质管道应在边界处设置切断阀，并在装置侧设“8”字盲板

阻火器（重点）

型式

1. 爆燃型：用于阻止火焰以亚音速通过的阻火器
2. 轰爆型：用于阻止火焰以因素或超音速通过的阻火器

选用要求

1. 选用阻火器时，其最大间隙应不大于介质在操作工况下的最大试验安全间隙
2. 选用的阻火器的安全阻火速度应大于安装位置能达到的火焰传播速度

设置要求

1. 管端型放空阻火器的放空端应安装防雨帽
2. 含堵塞物质的，应在阻火器进出口安装压力表
3. 水封型阻火器，可采用连续流动水或加防冻剂的方法防冻
4. 阻火器不得靠近炉子和加热设备
5. 单向阻火器安装时，应将阻火侧朝向潜在的点火源

凝水缸

为排除燃气管道中的冷凝水和天然气管道中的轻质油，在管道的低处设凝水缸。凝水缸的间距通常为500m左右

放散管

放散管是一种专门用来排放管道中的空气或燃气的装置

在管网中安装在阀门前后，在单向供气管道上安装在阀门之前

阴极保护措施

在埋地敷设的线路中，设置阴极保护装置防止管道受地下外部环境影响产生腐蚀破坏，主要包括牺牲阳极法和强制电流法两种形式

压力表、温度计

1. 低压管道使用的压力表精度应当不低于2.5级
2. （不考）中、高管道使用的压力表精度应当不低于1.5级

使用安全技术

压力管道安全操作

基本要求

高温或低温（$-$20$^\circ C$以下）条件下工作的管道，加热或冷却应缓慢

开工升温过程中，高温管道需对管道法兰连接螺栓进行热紧，低温管道需进行冷紧

管道运行应尽量避免压力和温度大幅度波动，尽量减少开停次数

1. 操作工艺条件的控制

   压力和温度是管道运行过程中的主要工艺控制指标

   管道内介质流量及流动情况也是影响管道运行的重要指标

2. 交变载荷控制

   在交变载荷的作用下，几何结构不连续和焊缝附近存在应力集中的地方，材料容易发生疲劳破坏

3. 腐蚀性介质含量控制

管线巡查

1. 各项工艺操作指标参数、系统平稳运行情况
2. 管道接头、阀门及各管件密封情况
3. 防腐层、保温层完好情况
4. 管道振动情况
5. 管道支吊架紧固、腐蚀和支承情况
6. 阀门等操作机构润滑情况
7. 安全阀、压力表等安全保护装置运行状况
8. 静电跨接、静电接地、抗腐蚀阴极保护装置的情况
9. 地表环境情况

压力管道维护保养

1. 经常检查管道的腐蚀防护系统
2. 阀门操作机构要经常除锈上油并定期活动
3. 安全阀、压力表按时进行检查和校验
4. 定期检查紧固螺栓完好状况
5. 分析并消除管道异常振动和摩擦
6. 静电跨接和接地装置保持良好完整
7. 及时消除管道的“跑冒滴漏”
8. 管道的底部和弯曲处是系统的薄弱环节
9. 禁止将管道及支架作为电焊的零线或起重工具的锚点和撬抬重物的支撑点
10. 停用管道应排除管道内有毒、可燃介质并进行置换必要时作惰性介质保护，管道外表面应涂刷油漆

压力管道故障处理

1. 可拆卸接头和密封填料处泄漏时，操作维修人员采取紧固措施消除泄漏，但不得带压操作
2. 管道异常振动和摩擦，应采取隔断振源、调整支承
3. 安全阀动作失灵，应停车或泄压后检查和调试
4. 防止积水堵塞，必须定期排除凝水缸中的冷凝水
5. 仪表失灵应由专业人员进行检查和更换