一起安装质量不良引起的压力管道事故

来源 :工程管理前沿 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lys520168
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  压力管道,是指生产、生活广泛使用的输送流体介质并承受一定压力的管道设备。国务院颁发实施的《特种设备安全监察条例》(国务院令第549号)中,将压力管道进一步明确为“利用一定的压力,用于输送气体或者液體的管状设备,其范围规定为最高工作大于或者等于0.1MPa(表压)的气体、液化气体、蒸汽介质或者了然、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质,且工称直径大于25mm的管道”。按定义而视,生产企业,尤其是化工生产企业,厂内绝大部分的输送管道都属于压力管道的范畴。由于压力管道内部流体流动状况复杂,工作条件的变化频率高,造成压力管道的受力状况复杂,可能出现各种事故的几率也大大上升。
  某年某月,一化工厂2号反应装置按计划进行大修,大修更换了加压送气装置至反应器前端进口的连接管道。更换管道投产后,正常运转至27天时,发现该管道近反应器前端进口处出现泄漏。事故造成部分原料气漏出,2号反应装置紧急停车,直接经济损失约6万元。事后,厂方组织了技术人员对该起事故进行了分析及处理。
  • 现场情况。

泄漏位置位于2号反应装置进口管法兰前3m。拆除保温材料后,可见该位置两侧管道之间的焊缝存在开裂现象,裂口长130mm,开裂位置位于焊缝和管道母材连接处,有焊缝脱离管道母材的现象存在。

  • 查阅资料,核对实物。

查询布管图该管道为材质20#,Φ108×6的无缝钢管,总长11.3m,离地高度155mm,工作压力1.2Mpa(间歇承压),工作温度约180℃,输送流体为含有微小固体颗粒的原料气。该管道连接加压送气装置及2号反应装置,两装置间无管座。管道实际使用材料与图纸相符,为符合GB3087标准的20#,Φ108×6无缝钢管,并经入厂验收合格。焊接时要求使用Φ3.2的J427焊条焊接,直流反接法,电流80~120A。焊接完成后经外观检查合格,但未经无损检测。

  • 事故位置检查及原因分析。

拆卸两端法兰,取下管道,对全段管道进行取点测厚,经超声波测厚仪探测,未发现厚度异常减小情况。检查断裂部位,目视可见裂口处焊缝部分脱离管道母材,整圈焊缝熔深明显偏小,基本在1~2mm范围内,最大不超过3mm。断裂处存在明显的疲劳断裂特征。对实际焊接人员进行询问,得知该接头焊接时未开坡口,并且由于管段长度存在偏差,对接时间隙过小;但焊接人员认为对焊接无影响,未作调整就直接进行了焊接。结合实际情况,可以得出事故原因:该管道由于焊接时间隙、电流均偏小,熔深过浅,造成焊缝处厚度过薄,机械性能明显下降。在加压送气装置运转过程中,气流脉动导致的管道振动下,自最薄弱的焊接处出现疲劳断裂,导致焊缝撕裂,产生泄漏。

  • 修复处理。
  • 更换泄漏处至反应装置进口管法兰段管道,打磨接头,开2×45°坡口,焊缝间隙保证1.5mm,彻底清洁焊缝及两侧10mm范围内至露出金属光泽。焊接人员安排熟练焊工,使用Φ3.2的J427焊条焊接,直流反接法,电流比正常焊接略加大10A焊接,保证有足够的熔深,焊接完成后作超声检测合格。
  • 考虑到前段加压送气装置为间歇送气,运转过程中该管道存在较大的振动幅度,并且没有管座对管道作约束,这种工作状态对管道焊缝的受力状态有不良影响。因此,分别在管道距离气流出口2m、7m处各加装一固定式管座,有效控制了管道的振动情况。

  在修复后的试运转过程中,该管道振动及噪声明显减小,在随后的一个系统运行周期内未出现任何异常。
  在化工机械与设备的安装过程中,管道系统的安装质量也是一个不可忽视的重要方面。该起事故就是由于安装过程中未引起足够的重视,导致焊接质量低下而引发的。压力管道的安装过程是一个质量控制要求很高的工程,其质量控制环节环环相扣,有机结合。其中,焊接是压力管道安装过程中的一项关键工作,焊接质量的好坏直接影响设备的安全运行。因此,对于管道系统的焊接过程,必须在人员、设备、材料、工艺以及环境等方面强化管理,严格检查,严格按照焊接规范,采用合格的焊接材料和焊接参数,由合格焊工按规范施焊,才能保证管道的安装质量,避免事故的发生。
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