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摘要：压力管道是在一定温度和压力下,用于输送流体介质,且具有爆炸危险性的特种设备。由于压力管道长期处于较恶劣的工作环境和内部介质的影响，则会不可避免地出现许多影响接头密封和材料性能的问题。这些问题随着压力管道服役时间的延长而逐渐暴露，压力管道发生失效，甚至出现恶性安全事故。本文就在用压力管道检验的若干问题进行了探讨。
关键词：压力管道、检验方法、要点、存在问题
中图分类号：TE832文献标识码： A
一、前言
近年来随着国家经济的繁荣，工业的快速发展，压力管道的数量也不断增加。压力管道是一种在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种承压设备。由于压力管道运行在内部介质和周围环境的影响之下，不可避免地会产生温度和压力循环、腐蚀、振动以及材料金相组织变化等影响材料性能和连接接头密封性能的问题，随着运行时间的不断增加，管道在设计、制造、安装、运行中的问题逐渐暴露出来，使压力管道不能发挥原有效能，即失效，甚至导致事故的發生。而我们可以通过定期对压力管道进行全面检验，摸清压力管道的安全状况，分析出管道可能存在的失效原因，找出预防失效的方法、对策，从而防止管道事故的发生，保证管道的安全运行。作为五种物流运输方式之一的压力管道,其安全运行与生产生活关系极为密切,保证压力管道的安全运行意义十分重大。因此,应加强压力管道检验技术研究,确保压力管道的安全运行。
二、压力管道检验技术研究
压力管道的运行维护与检验,对于确保压力管道的安全运行,至关重要。但目前,对于压力管道的运行维护与检验问题,法规与标准并不完善,这与以前我国压力管道条块分割的管理体系有关。压力管道检验具有不完全同于锅炉和压力容器的技术与方法。其原因在于压力管道具有如下特点:(1)种类多,数量大,设计、制造、安装、应用管理环节多;(2)长细比大,跨越空间大,边界条件复杂;(3)现场安装工作量大;(4)材料应用种类多,选用复杂;(5)管道及其元件生产厂家规模较小,产品质量保证较差,事故分析发现,占30%～40%;(6)长输管道与燃气管道基本上为埋地敷设,热力管道为管沟敷设。针对上述压力管道特点,完全仿照锅炉压力容器的检测手段,工作量相当庞大,管道使用单位的负担也会很重。
如何实现工业管道不搭脚手架、不拆保温层的在线检测,是对量多面广的工业管道实行定期检验的关键,需引进并研究国外先进的检测手段与设备。英国TWI公司提出的Long range ultrasonic method是以Guided-Ultrasonic Wave技术为基础,可对不能进入的管段,如穿、跨越以及空架管道进行在线检测,无需搭脚手架与拆保温层。同时,应加快工业管道的安全评定技术向工程实用方向的转变,使科研成果能尽快转变为检验与评定规范。长输管道与燃气管道,基本上为埋地敷设,要想全面开挖检测,难度相当大,也得不偿失。目前,现有检验检测单位的检验方法千差万别,水平参差不齐,不利于国际化的竞争以及检验技术的进步。因此,开展埋地管道的地面检测技术研究与开发,使之标准化,很必要,而我国开展管道检验工作的历史不长。目前,埋地管道地面检测技术主要是按照物探原理,利用电磁法进行检测,其检测精度有限,受干扰比较明显,特别是人口稠密的城市埋地管道,因为管道分布较密集,各种电磁信号的干扰很大。
因此,有必要研究埋地管道防腐涂层缺陷与现有检测仪器的检测参数间的对应关系,如电流衰减率与涂层缺陷大小的关系等。对于穿越管段,可采用TWI公司Longrange ultrasonic method。同时,宜开展新的检测方法研究,如将雷达信号无损检测技术、微波信号无损检测技术、声发射无损检测技术等纳入埋地管道地面检测仪器的开发研究领域。在埋地管道检验评价方面,应加强对检验结果的评价研究。当前埋地管道检验队伍对于检验结果的评价工作重视程度有限,原因可能在于经费问题。由前所述,只有对管道本身性能进行评价,才能使管道使用单位对管道性能有全面的了解,也才有利于有关职能部门的安全监察。
三、压力管道检验中存在的问题
1、设计与材料选用
一些企业无法及时给检验单位提供待检的在用压力管道完整的原始资料，甚至有些企业根本就没有管道运行记录。在法兰、阀门、管件等管道附件的选用上，随意性较大，结构不合理，材料选用不当。
2、安全附件检验
对诸如安全阀、压力表之类安全附件进行检验，可有效检验其是否经校验合格，元件是否存在损坏，开启压力、压力表量程等参数是否合理，从而对在用压力管道起到保护和指示的作用。但问题是，有不少企业对管道安全附件的检验不重视，不能及时对安全附件进行校验。
3、压力试验和严密性试验
在企业生产运行中，由于待检的管道数量多，装置停车检修的时间紧迫，各管道间介质、操作参数不尽相同，造成压力试验和严密性试验很难单独进行，给安全生产留下隐患。
四、对存在问题的处理方式
1、加强压力管道检验整治工作
对于压力管道检验,要突出重点,优先安排高压、有毒、易燃、易爆、强腐蚀性介质管道的定期检验工作。同时,针对不同管道的特点和实际情况,要采取切实有效的措施。压力管道定期检验工作要特别注重落实使用单位的责任,充分发挥企业检验机构的积极性,努力提高压力管道定期检验覆盖率。工业管道的检验要按照《在用工业管道定期检验规程》(试行)的规定,由核准的检验机构实施全面检验,使用单位进行在线检验,并将从事在线检验的人员统一纳入特种设备作业人员管理。经核准的具有压力容器检验资格的企业自检机构,只要具备2名以上持证的压力管道检验人员,即可试开展工业管道定期检验工作,并及时办理压力管道检验资格增项手续。对一些危险性较小的工业管道,制定基于合乎使用原则的缺陷处理规定,各地质量技术监督部门可以因地制宜,对上述管道的定期检验和缺陷处理提出试行意见,先行试点工作。
长输(油气)管道的检验应当在开展普查工作的基础上,按照《天然气管道检验规程》(Q/SY93-2004)等有关安全技术规范、标准的要求开展。例如对壁厚测定基本操作如下所示：应着重注意介质腐蚀性及环境存在腐蚀条件的管道，以测厚为主检查管道腐蚀情况。表1给出了弯头、三通和直径突变处测厚抽查比例。
表 1弯头、三通和直径突变处测厚抽查比例
测定前应搞清管内介质的腐蚀特性和流向，重点测定管道易受冲刷、腐蚀的部位，每个部位至少选3点进行，应保证所有壁厚减薄部位都测到。测厚方法可采用测厚仪及砸铅法。对弯头和三通进行测厚时，一方面应选择三处进行定点测厚，每处沿圆周均布测四点（可确定管件加工减薄情况），另一方面应根据管内介质的物理状况（气相、液相、有无悬浮物等）及流向，选择易受介质冲刷的部位及可能积液的部位进行非定点测厚（可确定冲刷腐蚀和化学腐蚀减薄情况）每个部位至少选3点进行。弯头、三通、异径管测厚点的具体分布如图 1 所示。
图 1 弯头、三通和异径管测厚点分布图
2、建立和完善压力管道检验规则
应加强立法,建立起有关的压力管道运行维护管理与检验等方面的安全监察体系,依照锅炉压力容器的管理经验,借鉴国外先进的压力管道运行维护与检验经验,制订法规与部门规章,做到有法可依。结合当前我国压力管道安全管理与监察现状,在政府行政法规方面,有关部门应着手制订《压力管道安全监察规定》、《压力管道安全技术监察规程》、《压力管道元件制造监督检验规程》、《在用压力管道检验规程》、《压力管道检验检测机构资格管理办法》、《压力管道使用、运行维护规程》、《压力管道操作人员规定》。
上述法规的编写,应针对工业管道、公用管道与长输管道的不同特点,分别制订相应的部门规章规章与规范性文件,并与现有的国内外检验检测最新技术紧密结合,使之具有先进性、适用性与可行性。在运行维护管理与检验技术标准方面,应针对现有国内外检验检验能力,制订适合于中国国情的埋地管道检验检测技术规范,如完善现有的《地下管线电磁法探测规程》等,同时,针对目前国内检验检验机构现状与水平,通过科学研究,制订埋地燃气管道评价技术规范,如《埋地管道外防腐涂層的分级评价方法》。通过上述标准规范的制订,使现有的地下管线检测有标准可循,各检验机构的行为规范化。
当前,首先应在全国范围内开展压力管道使用登记管理工作以及定期检验的试点,从而实行以“企业负责、政府监督”为主的压力管道新的检验与安全运行监察体系。
3、加强压力管道的维护
工厂应设置严格的维护制度,对压力管道进行定期的维护和检查,定期维修压力管道,以保证生产的安全进行。压力管道应该每年至少进行一次彻底的检查,增大对压力对管道安全部件的检查频率,对损坏的地方及时发现,及时维修,对有可能产生安全隐患的操作应立即停止。必须由合格的技术人员来进行压力管道的检查,定期检查的工作人员要对调查和鉴定结果负责,以确保检验质量和结果。不具备检验资格或检验标准的人员,不得从事压力管道的检验。工厂还应加强压力管道标志的管理。尤其是在危险区域穿过轴的磨损压力管道,如街道,河流等,应该竖立准确和醒目的描述,并提供可靠的保护措施。运输易燃,易爆,有毒介质的压力管道,必须安全警告标志。
4、强地下压力管道的检验
大部分的石油和天然气管道属于铺设的地下输送管线。如果要开展一个彻底的检查难度是相当大的。如检测地下管道涂层的缺陷,需要研究电流衰减率和涂层缺陷的数量比之间的关系,这需要深入的设置探测器相管参数。主要检测地下管道主要运用电磁地球物理探测的方法,该方法测量原理简单,易于使用,但在这种方法中的最大缺点之一是误差较大,容易受到环境的千扰,识别的准确性是有限的。改善地下管线检测精确度,这是非常必要的,开发有力的新技术,如雷达信号的非破坏性测试,声发射无损检测,微波信号非破坏性测试等。
5、维修和更换
压力管道的设备部件,如温度计,压力计,一旦发现测量的压力范围和指针不合理或不准确,应及时进行维修和更换。实际生产中往往无法进行独立的气密性和压力测试,测试过程可以在开车试运行是进行。压力管道检验工作必须要有重点,对于有腐蚀性,易燃,易爆,有毒,高温,高压介质的压管道要优先进行重点检查。
五、结束语
近几年,压力管道使用数量大大增加,管道的输送量也越来越大,面临的安全形势日趋严峻,因此,做好压力管道的检验工作十分重要。压力管道检验是目前特种设备安全监察管理的薄弱环节,全国有相当地区未对管道实行有效检验,企业也仅是只用不管,致使压力管道存在问题较多,时有爆炸事故发生。压力管道检验是为了及时发现并消除隐患,是防止发生压力管道事故的有效措施,合理选用检验手段是保证检测的准确性,尽量避免漏检、错检，确保管道安全经济运行的关键。
参考文献：
[1] 郅小军：《浅谈压力管道安装过程中的质量控制》，《科技风》，2010年01期
[2] 熊高生：《压力管道检验典型个案分析》，《中国高新技术企业》，2010年12期
[3] 刘孝峰 李长亮 李海涵：《对在用压力管道检验中存在问题的探讨》，《科技信息》，2010年15期
[4] 郑培元：《压力管道安装监督检验的相关问题探讨》，《科技创新与应用》，2012年19期
关键词：压力管道、检验方法、要点、存在问题
中图分类号：TE832文献标识码： A
一、前言
近年来随着国家经济的繁荣，工业的快速发展，压力管道的数量也不断增加。压力管道是一种在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种承压设备。由于压力管道运行在内部介质和周围环境的影响之下，不可避免地会产生温度和压力循环、腐蚀、振动以及材料金相组织变化等影响材料性能和连接接头密封性能的问题，随着运行时间的不断增加，管道在设计、制造、安装、运行中的问题逐渐暴露出来，使压力管道不能发挥原有效能，即失效，甚至导致事故的發生。而我们可以通过定期对压力管道进行全面检验，摸清压力管道的安全状况，分析出管道可能存在的失效原因，找出预防失效的方法、对策，从而防止管道事故的发生，保证管道的安全运行。作为五种物流运输方式之一的压力管道,其安全运行与生产生活关系极为密切,保证压力管道的安全运行意义十分重大。因此,应加强压力管道检验技术研究,确保压力管道的安全运行。
二、压力管道检验技术研究
压力管道的运行维护与检验,对于确保压力管道的安全运行,至关重要。但目前,对于压力管道的运行维护与检验问题,法规与标准并不完善,这与以前我国压力管道条块分割的管理体系有关。压力管道检验具有不完全同于锅炉和压力容器的技术与方法。其原因在于压力管道具有如下特点:(1)种类多,数量大,设计、制造、安装、应用管理环节多;(2)长细比大,跨越空间大,边界条件复杂;(3)现场安装工作量大;(4)材料应用种类多,选用复杂;(5)管道及其元件生产厂家规模较小,产品质量保证较差,事故分析发现,占30%～40%;(6)长输管道与燃气管道基本上为埋地敷设,热力管道为管沟敷设。针对上述压力管道特点,完全仿照锅炉压力容器的检测手段,工作量相当庞大,管道使用单位的负担也会很重。
如何实现工业管道不搭脚手架、不拆保温层的在线检测,是对量多面广的工业管道实行定期检验的关键,需引进并研究国外先进的检测手段与设备。英国TWI公司提出的Long range ultrasonic method是以Guided-Ultrasonic Wave技术为基础,可对不能进入的管段,如穿、跨越以及空架管道进行在线检测,无需搭脚手架与拆保温层。同时,应加快工业管道的安全评定技术向工程实用方向的转变,使科研成果能尽快转变为检验与评定规范。长输管道与燃气管道,基本上为埋地敷设,要想全面开挖检测,难度相当大,也得不偿失。目前,现有检验检测单位的检验方法千差万别,水平参差不齐,不利于国际化的竞争以及检验技术的进步。因此,开展埋地管道的地面检测技术研究与开发,使之标准化,很必要,而我国开展管道检验工作的历史不长。目前,埋地管道地面检测技术主要是按照物探原理,利用电磁法进行检测,其检测精度有限,受干扰比较明显,特别是人口稠密的城市埋地管道,因为管道分布较密集,各种电磁信号的干扰很大。
因此,有必要研究埋地管道防腐涂层缺陷与现有检测仪器的检测参数间的对应关系,如电流衰减率与涂层缺陷大小的关系等。对于穿越管段,可采用TWI公司Longrange ultrasonic method。同时,宜开展新的检测方法研究,如将雷达信号无损检测技术、微波信号无损检测技术、声发射无损检测技术等纳入埋地管道地面检测仪器的开发研究领域。在埋地管道检验评价方面,应加强对检验结果的评价研究。当前埋地管道检验队伍对于检验结果的评价工作重视程度有限,原因可能在于经费问题。由前所述,只有对管道本身性能进行评价,才能使管道使用单位对管道性能有全面的了解,也才有利于有关职能部门的安全监察。
三、压力管道检验中存在的问题
1、设计与材料选用
一些企业无法及时给检验单位提供待检的在用压力管道完整的原始资料，甚至有些企业根本就没有管道运行记录。在法兰、阀门、管件等管道附件的选用上，随意性较大，结构不合理，材料选用不当。
2、安全附件检验
对诸如安全阀、压力表之类安全附件进行检验，可有效检验其是否经校验合格，元件是否存在损坏，开启压力、压力表量程等参数是否合理，从而对在用压力管道起到保护和指示的作用。但问题是，有不少企业对管道安全附件的检验不重视，不能及时对安全附件进行校验。
3、压力试验和严密性试验
在企业生产运行中，由于待检的管道数量多，装置停车检修的时间紧迫，各管道间介质、操作参数不尽相同，造成压力试验和严密性试验很难单独进行，给安全生产留下隐患。
四、对存在问题的处理方式
1、加强压力管道检验整治工作
对于压力管道检验,要突出重点,优先安排高压、有毒、易燃、易爆、强腐蚀性介质管道的定期检验工作。同时,针对不同管道的特点和实际情况,要采取切实有效的措施。压力管道定期检验工作要特别注重落实使用单位的责任,充分发挥企业检验机构的积极性,努力提高压力管道定期检验覆盖率。工业管道的检验要按照《在用工业管道定期检验规程》(试行)的规定,由核准的检验机构实施全面检验,使用单位进行在线检验,并将从事在线检验的人员统一纳入特种设备作业人员管理。经核准的具有压力容器检验资格的企业自检机构,只要具备2名以上持证的压力管道检验人员,即可试开展工业管道定期检验工作,并及时办理压力管道检验资格增项手续。对一些危险性较小的工业管道,制定基于合乎使用原则的缺陷处理规定,各地质量技术监督部门可以因地制宜,对上述管道的定期检验和缺陷处理提出试行意见,先行试点工作。
长输(油气)管道的检验应当在开展普查工作的基础上,按照《天然气管道检验规程》(Q/SY93-2004)等有关安全技术规范、标准的要求开展。例如对壁厚测定基本操作如下所示：应着重注意介质腐蚀性及环境存在腐蚀条件的管道，以测厚为主检查管道腐蚀情况。表1给出了弯头、三通和直径突变处测厚抽查比例。
表 1弯头、三通和直径突变处测厚抽查比例
测定前应搞清管内介质的腐蚀特性和流向，重点测定管道易受冲刷、腐蚀的部位，每个部位至少选3点进行，应保证所有壁厚减薄部位都测到。测厚方法可采用测厚仪及砸铅法。对弯头和三通进行测厚时，一方面应选择三处进行定点测厚，每处沿圆周均布测四点（可确定管件加工减薄情况），另一方面应根据管内介质的物理状况（气相、液相、有无悬浮物等）及流向，选择易受介质冲刷的部位及可能积液的部位进行非定点测厚（可确定冲刷腐蚀和化学腐蚀减薄情况）每个部位至少选3点进行。弯头、三通、异径管测厚点的具体分布如图 1 所示。
图 1 弯头、三通和异径管测厚点分布图
2、建立和完善压力管道检验规则
应加强立法,建立起有关的压力管道运行维护管理与检验等方面的安全监察体系,依照锅炉压力容器的管理经验,借鉴国外先进的压力管道运行维护与检验经验,制订法规与部门规章,做到有法可依。结合当前我国压力管道安全管理与监察现状,在政府行政法规方面,有关部门应着手制订《压力管道安全监察规定》、《压力管道安全技术监察规程》、《压力管道元件制造监督检验规程》、《在用压力管道检验规程》、《压力管道检验检测机构资格管理办法》、《压力管道使用、运行维护规程》、《压力管道操作人员规定》。
上述法规的编写,应针对工业管道、公用管道与长输管道的不同特点,分别制订相应的部门规章规章与规范性文件,并与现有的国内外检验检测最新技术紧密结合,使之具有先进性、适用性与可行性。在运行维护管理与检验技术标准方面,应针对现有国内外检验检验能力,制订适合于中国国情的埋地管道检验检测技术规范,如完善现有的《地下管线电磁法探测规程》等,同时,针对目前国内检验检验机构现状与水平,通过科学研究,制订埋地燃气管道评价技术规范,如《埋地管道外防腐涂層的分级评价方法》。通过上述标准规范的制订,使现有的地下管线检测有标准可循,各检验机构的行为规范化。
当前,首先应在全国范围内开展压力管道使用登记管理工作以及定期检验的试点,从而实行以“企业负责、政府监督”为主的压力管道新的检验与安全运行监察体系。
3、加强压力管道的维护
工厂应设置严格的维护制度,对压力管道进行定期的维护和检查,定期维修压力管道,以保证生产的安全进行。压力管道应该每年至少进行一次彻底的检查,增大对压力对管道安全部件的检查频率,对损坏的地方及时发现,及时维修,对有可能产生安全隐患的操作应立即停止。必须由合格的技术人员来进行压力管道的检查,定期检查的工作人员要对调查和鉴定结果负责,以确保检验质量和结果。不具备检验资格或检验标准的人员,不得从事压力管道的检验。工厂还应加强压力管道标志的管理。尤其是在危险区域穿过轴的磨损压力管道,如街道,河流等,应该竖立准确和醒目的描述,并提供可靠的保护措施。运输易燃,易爆,有毒介质的压力管道,必须安全警告标志。
4、强地下压力管道的检验
大部分的石油和天然气管道属于铺设的地下输送管线。如果要开展一个彻底的检查难度是相当大的。如检测地下管道涂层的缺陷,需要研究电流衰减率和涂层缺陷的数量比之间的关系,这需要深入的设置探测器相管参数。主要检测地下管道主要运用电磁地球物理探测的方法,该方法测量原理简单,易于使用,但在这种方法中的最大缺点之一是误差较大,容易受到环境的千扰,识别的准确性是有限的。改善地下管线检测精确度,这是非常必要的,开发有力的新技术,如雷达信号的非破坏性测试,声发射无损检测,微波信号非破坏性测试等。
5、维修和更换
压力管道的设备部件,如温度计,压力计,一旦发现测量的压力范围和指针不合理或不准确,应及时进行维修和更换。实际生产中往往无法进行独立的气密性和压力测试,测试过程可以在开车试运行是进行。压力管道检验工作必须要有重点,对于有腐蚀性,易燃,易爆,有毒,高温,高压介质的压管道要优先进行重点检查。
五、结束语
近几年,压力管道使用数量大大增加,管道的输送量也越来越大,面临的安全形势日趋严峻,因此,做好压力管道的检验工作十分重要。压力管道检验是目前特种设备安全监察管理的薄弱环节,全国有相当地区未对管道实行有效检验,企业也仅是只用不管,致使压力管道存在问题较多,时有爆炸事故发生。压力管道检验是为了及时发现并消除隐患,是防止发生压力管道事故的有效措施,合理选用检验手段是保证检测的准确性,尽量避免漏检、错检，确保管道安全经济运行的关键。
参考文献：
[1] 郅小军：《浅谈压力管道安装过程中的质量控制》，《科技风》，2010年01期
[2] 熊高生：《压力管道检验典型个案分析》，《中国高新技术企业》，2010年12期
[3] 刘孝峰 李长亮 李海涵：《对在用压力管道检验中存在问题的探讨》，《科技信息》，2010年15期
[4] 郑培元：《压力管道安装监督检验的相关问题探讨》，《科技创新与应用》，2012年19期