（中國石油大港石化公司，天津 300280）

設(shè)備及管線小接管隱患治理

沈炳生，陳秋菊，呂 忠，王永民，任新廣

（中國石油大港石化公司，天津 300280）

針對中國石油大港石化公司2012年接連發(fā)生的兩起設(shè)備及管線小接管斷裂事件進(jìn)行了認(rèn)真的分析，對于發(fā)現(xiàn)的保溫下腐蝕嚴(yán)重的小接管進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)處理，并定期進(jìn)行檢查、檢測，以確保設(shè)備安全運(yùn)行。

小接管；補(bǔ)強(qiáng)處理；煉油廠

2012年4月、10月，公司催化裂化裝置的吸收穩(wěn)定區(qū)接連兩次出現(xiàn)小接管斷裂事件。其1發(fā)生在催化裂化裝置穩(wěn)定液化氣線一個(gè)廢棄的采樣口，其2發(fā)生在催化裂化裝置氣壓機(jī)出口油氣分離罐D(zhuǎn)-2301。

一、原因分析

1．事件1分析

此小管線原為采樣口，于1996年投用，斷裂前已棄用。管線直徑為25mm，壁厚3mm，工作壓力0．2MPa、介質(zhì)溫度44℃，介質(zhì)為含硫化氫、氫氣、胺類、鹽類等雜質(zhì)的液化氣。該小接管安裝微向下傾斜，易在盲頭部位產(chǎn)生水的聚集，引起小接管內(nèi)部嚴(yán)重的腐蝕。斷裂處實(shí)測管壁最薄1．2mm，內(nèi)部可見很厚的銹層，屬于典型的盲腸死角。

2．事件2分析

(1)情況綜述

D-2301為氣壓機(jī)出口油氣分離罐，上液面計(jì)上引壓管短接管發(fā)生了爆管。小接管運(yùn)行溫度40℃，壓力1．5MPa，罐內(nèi)介質(zhì)為油氣、凝縮油、油水，管內(nèi)介質(zhì)為油氣。小接管的服役起始時(shí)間是1996年12月，終止時(shí)間是2012年10月。

(2)宏觀觀察

小接管的爆開長度約15cm。接管發(fā)生了明顯的塑性變形，觀察到爆破后接管的內(nèi)表面呈黑色，且明顯可見爆破部位的管線減薄嚴(yán)重。另外爆管無明顯的脹粗現(xiàn)象，爆管后，破裂縱向邊緣的厚度約0．8mm，與爆管位置相對的管線壁厚約1．8mm，并且除爆破部位外，從殘余部分的橫截面觀察，管壁厚度基本一致，說明管線其余部分的腐蝕形式為均勻減薄，爆破部位減薄相對嚴(yán)重一些。

(3)合金元素分析

通過各合金元素含量對比，除錳元素外，基本符合GB8163-2008《流體輸送用無縫鋼管》中20鋼的規(guī)定，因此可推斷該接管材質(zhì)為20鋼。依據(jù)GB222《鋼的成品化學(xué)成分允許偏差》之規(guī)定，偏差不應(yīng)超過0．03，可見雖然錳含量偏高，但是也在允許偏差規(guī)定內(nèi)，說明材質(zhì)合格。

(4)金相檢驗(yàn)

爆管縱截面的金相組織為鐵素體加珠光體組織，并可見帶狀組織分布，為正常碳鋼金相組織，未見異常。另外，從邊緣的形貌可以看出，接管爆管部位發(fā)生的是均勻腐蝕減薄，未見其他缺陷組織。

(5)電鏡觀察

對接管內(nèi)表面進(jìn)行電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)表面附著有較致密的產(chǎn)物層，產(chǎn)物形狀分為球狀和塊狀兩種。

(6)能譜分析

對接管爆管部位內(nèi)表面不同部位進(jìn)行能譜分析，內(nèi)表面所含元素除鐵元素外，主要含有硫、氧、碳等三種元素，其中與腐蝕相關(guān)的元素主要是硫和氧元素。其他部位的元素種類無變化，僅硫和氧元素的含量有差異，在靠近基體的表面，硫含量要高于產(chǎn)物較厚的區(qū)域表面，且從產(chǎn)物形狀上看，主要是硫化亞鐵產(chǎn)物。

(7)事件2分析總結(jié)

小接管內(nèi)壁生成較為致密的硫化亞鐵膜，腐蝕相對輕微。均勻減薄主要由于外壁為保溫下腐蝕引起。

二、隱患治理

1．專項(xiàng)檢查

針對此種情況，公司于2012年11月份制定“關(guān)于開展設(shè)備及管線上小接管安全隱患排查通知”，重點(diǎn)排查介質(zhì)為瓦斯、硫化氫、苯類、液化氣及C6以下的液化烴、油品介質(zhì)溫度大于250℃的位置小接管。采用方法為外部宏觀檢查、腐蝕凹坑深度儀測量外部腐蝕深度、小接管超聲波測厚，主要檢查外部的保溫下腐蝕情況及內(nèi)部的腐蝕減薄。

共檢查出40多點(diǎn)保溫下嚴(yán)重腐蝕，使用腐蝕凹坑深度儀測量腐蝕深度達(dá)1．5mm。

2．修復(fù)處理

經(jīng)過討論決定，使用多層高強(qiáng)復(fù)合材料腐蝕修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在不停產(chǎn)的狀況下對于以上發(fā)現(xiàn)的小接管進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)處理。達(dá)到延長使用壽命、增強(qiáng)管段強(qiáng)度和減緩腐蝕的作用。

(1)施工步驟

①采用防爆工具對表面進(jìn)行人工除銹，除銹等級達(dá)到ST3．0級，清除出小接管本體及連接設(shè)備或管線約直徑200mm圓形面積。

②表面進(jìn)行清潔。

③采用金屬修補(bǔ)劑進(jìn)行表面修復(fù)，修復(fù)技術(shù)的主要作用是：防滲、耐磨、耐沖擊、增強(qiáng)剪切強(qiáng)度、耐熱。

④增強(qiáng)層施工，增強(qiáng)技術(shù)的主要作用是：整體耐沖擊性、防止龜裂、增加硬度、承受壓力、承擔(dān)軸向拉力。

⑤控固層施工，控固技術(shù)的主要作用是：加強(qiáng)管體的韌性、拉伸強(qiáng)度、加強(qiáng)管線的防腐絕緣性能。

⑥表面層施工。

(2)主要技術(shù)要求

①除銹后的小接管管體主要采用環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂、丙烯酸樹脂等為基料，添加金屬、陶瓷、塑料、水泥及無機(jī)填料等，通過合理配比，對管體腐蝕坑蝕點(diǎn)深度進(jìn)行本體腐蝕修復(fù)，使管體坑蝕區(qū)與原管體找平。

②修復(fù)后的小接管表面達(dá)到強(qiáng)度和厚度后，采用增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行加強(qiáng)處理。主要是通過采用環(huán)氧類合成調(diào)配材料，內(nèi)加纖維絲和金屬網(wǎng)，經(jīng)過特殊工藝在修復(fù)層外形成增強(qiáng)層。使得修復(fù)層與原有管體有機(jī)結(jié)合為一體，增強(qiáng)腐蝕管體的強(qiáng)度。

③增強(qiáng)層完成后采用環(huán)氧類及其他樹脂類材料和無堿玻璃纖維，分層粘結(jié)，在增強(qiáng)層表面形成控固層，增強(qiáng)管道的整體性能。

2013年2月修復(fù)后至今使用狀況良好。

三、總結(jié)

1．加強(qiáng)日常設(shè)備管理

各車間對設(shè)備及管線上小接管分類建立臺(tái)賬。針對高風(fēng)險(xiǎn)小接管：主要包括介質(zhì)為瓦斯、硫化氫、苯類、液化氣及C6以下的液化烴、油品介質(zhì)溫度大于250℃的。車間對每季度至少進(jìn)行一次日常檢查，裝置檢修進(jìn)行全面檢查，并保留記錄；機(jī)動(dòng)設(shè)備處每月進(jìn)行抽查、每半年進(jìn)行專項(xiàng)檢查、裝置檢修進(jìn)行全面檢查。

(1)日常檢查內(nèi)容

①外觀檢查，檢查焊口、管件、管線等部位是否泄漏，外部腐蝕、保溫、防凍凝情況等。

②定期測厚，對易腐蝕的高風(fēng)險(xiǎn)小接管，進(jìn)行定點(diǎn)測厚。對水平位置的短管，測厚點(diǎn)要重點(diǎn)放在截面的底部，并在檢測報(bào)告圖樣上注明最薄點(diǎn)的坐標(biāo)尺寸。

(2)裝置停工檢查內(nèi)容

①裝置停工檢修時(shí)是進(jìn)行小接管檢驗(yàn)維修的最好時(shí)機(jī)，對一些根部位于“聯(lián)合平臺(tái)”下面，不方便檢查的，檢修時(shí)要切割平臺(tái)板、高空部位搭架子等，以確保達(dá)到檢查檢驗(yàn)條件。對于受位置限制無法準(zhǔn)確檢查、檢測的，可根據(jù)使用時(shí)間、腐蝕情況進(jìn)行更換。

②對于容易忽視部位的小接管，如塔類容器裙座內(nèi)的接管，應(yīng)搭腳手架進(jìn)行檢驗(yàn)，設(shè)備底座里的接管要仔細(xì)檢查。接管與法蘭的焊縫檢驗(yàn)有難度，但不能忽視。對于更換下來的接管，如果存在裂紋、腐蝕等缺陷，要取樣分析類型和產(chǎn)生原因。

③進(jìn)行測厚檢查。

④進(jìn)行內(nèi)窺鏡檢查。

⑤依據(jù)情況進(jìn)行無損檢測。

2．加強(qiáng)小接管部位防腐保溫施工管理

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(zhì)量對設(shè)備的影響要大于設(shè)備其它部位，施工時(shí)要設(shè)為質(zhì)量重點(diǎn)控制點(diǎn)。小接管部位的防腐可以增大涂層厚度，建議涂層厚度大于250μm；保溫施工一定要保證防水。

[1] 石化裝置壓力容器、壓力管道小接管隱患及管理[J]．石油化工設(shè)備，2012．

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1671-0711（2014）05-0066-02

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