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操作人员需谨记:源于管道破裂与泄露,伤害不可预测

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人气:-发表时间:2016-01-15 10:15【


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管道(又称配管)是用来输送流体物质的一种设备,它广泛用于化工、石油。据资料统计,用于化工厂管道的建设投资约占化工厂全部投资的30%以上。化肥、化工、炼油采用的管道主要用于输送、分离、混合、排放、计量和控制或制止流体的流动。

由于化工生产的连续性,生产过程除常温常压外,许多是在高温高压、低温高真空条件下进行的,而且许多工作介质还具有易燃易爆、有腐蚀、有毒性的特点,因此对管道安全运行带来一定的威胁,加之石油化工厂的管道与其他工业相比,数量多,尺寸、形式多种多样,

而且错综复杂,这就加剧了发生事故的可能性和危险性。

据1979~1989年全国28个省市化肥、化工、炼油行业的不完全统计,发生管道破裂事故数十起,其中重大事故33起,造成的直接经济损失达218.76万元。据1990~1999年全国29个省、自治区、直辖市化工系统县以上全民企业的不完全统计,发生管道破裂事故25起,死亡50人。通过大量事故统计分析,管道设计不合理,材质与制造质量低劣,安装、检修、维护不当,操作失误,外界条件恶劣,液体冲击、化学腐蚀和高温下积炭自燃等均有可能导致管道破裂、爆炸事故。发生管道破裂爆炸事故,不仅会影响管道的正常运行,而且还会使整个系统发生连锁反应,使事故迅速蔓延和扩大,毁坏设备、厂房建筑物,特别是当管内介质有毒时,对人的生命威胁更大。

发生管道破裂与爆炸主要原因有以下几个方面。

一、管道设计不合理

(1)管道挠性不足。由于管道的结构、管件与阀门的连接形式不合理或螺纹制式不一致等原因,会使管道挠性不够。当然这和管道的加工质量密切相关。如果发现管道挠性不足,又未采取适宜的固定方法,很容易因设备与机器的振动、气流脉动而引起管道振动,从而致使焊缝出现裂纹、疲劳和支点变形,最后导致管道破裂。

(2)管道工艺设计缺陷。这是一个管道工艺设计问题,如氮气与氧气的管道连接在一起,操作中误关闭充氮阀门,致使氧气进入合成水洗系统,形成爆炸性混合物,会导致整个系统(包括管网)爆炸。还有,在管道设计中没有考虑管道受热膨胀而隆起的问题,致使管道支架下沉或温度变化时因没有自由伸长的可能而破裂。

预防措施如下。

(1)管道应尽量直线敷设,平行管的连接应考虑热膨胀问题。

(2)置换或工艺用惰性气体与可燃性气体管道应装设两个阀门,中间应加装放空阀,将漏人的氧气放空,防止氧气窜人到氮气管道。喷嘴氧气进口管道的氮气置换,可采用中压蒸汽置换吹扫,以免氧气与氮气管道相连通。

二、材料缺陷、误用代材和制造质量低劣

(1)由于材料本身缺陷,如管壁有砂眼,弯管加工时所采用的方法与管道材料不匹配或

不适宜的加工条件,使管道的壁厚太薄、薄厚不均(如φ56 × 7的精炼气总管壁厚相差0.5~1.5 mm;管道冷加工时,内外壁有划伤,使壁厚变薄,在腐蚀介质作用下,易产生应力腐蚀,加速伤痕发展以至发生断裂)和椭圆度超过允许范围。

(2)选用代材不符合要求(如用有缝钢管代替无缝钢管,用15CrMo材质取代1Crl8Ni9Ti的无缝钢管)或误用。材料的误用在设计、材料分类和加工等各个环节都有可能发生。如误用碳钢管代替原设计的合金钢管,将使整个管道或局部管材的机械强度和冲击韧度大大降低,从而导致管道运行中发生断裂爆炸事故,这在国内外都有深刻的教训。

(3)焊接质量低劣。管道的焊接缺陷主要是指焊缝裂纹、错位、烧穿、未焊透、焊瘤和咬边等。

预防措施如下:

(1)严格进行材料缺陷的非破坏性检查,特别是铸件、锻件和高压管道,发现有缺陷材料不得投入使用。安装后,进行水压试验,试验压力应为工作压力的1.5倍。

(2)按管道的工艺条件正确选择钢管形式、材质,切不可随意代替或误用。

(3)对管道的焊缝进行外观检查和无损检验,确保焊接质量。焊工须经考试合格后方可正式进行焊接。

三、违章作业、操作失误

(1)在停车检修和开车时,未对管道系统进行置换,或采用非惰性气体置换,或置换不彻底,空气混入管道内,氧含量增加。如果其浓度未达到爆炸极限,混入管道的氧气与其内的可燃性气体发生异常反应,反应后产生的压力远超过其设计压力,则使管道随设备一起发生破坏;如果其浓度达到爆炸极限,爆炸性混合气体就有发生爆炸的危险。

(2)检修时,在管道(特别是高压管道)上未装盲板,致使空气与可燃性气体混合,形成爆炸性混合气体,检修动火时发生爆炸;或在检修完工后忘记拆除管道上的盲板,开车时因截断气体或水蒸气的去路,造成憋压而爆炸。

(3)检修脱洗塔放水后,空气进入管道内与洗涤水中溢出的氢气混合,形成爆炸性混合气体,用铁质工具堵盲板时产生火花而爆炸。

(4)用蒸汽吹扫管道时,因忘记关闭或未关严蒸汽阀门;紧急停车检修时,因忘记及时打开煤气发生炉盖板、放空阀,又未作吹扫处理等,以及水封被堵死、止逆阀失灵、突然断电、鼓风机停止运行等原因,造成可燃性气体(如煤气)管道与水蒸气管道,煤气管道与空气管道,煤气或重油管道与氧气管道之间产生压差,致使可燃性气体(如煤气)、重油倒流人正在检修中的水蒸气管道、处于常压状态下的空气总管道和氧气管道中,形成爆炸性混合气体,而引起管道爆炸。

(5)因氧含量超标(氧含量高达3%),化学反应(变换反应)压力超高使管道超压,或中压裂化气导人低压水管道时超压,当超过管道的强度极限时而破裂或遇火爆炸。

(6)违章作业和检修中违章动火。为综合利用能源,误将水电解产生的氢气的一部分用来与煤气混烧,在混烧中,因掺入的氢气中混入空气,遇环己酮脱氢炉的火嘴明火而爆炸;检修时未作动火分析就进行检修造成爆炸。

预防措施如下:

(1)在停车检修和开车时,应按规定进行管道系统的置换吹扫工作,经检查确认合格后,方可动火或开车。

(2)检修前后,应按规定进行管道盲板的抽堵工作,采用正确的抽堵方法,切不可用金属工具,以免造成火花。

(3)发现可燃性气体(如煤气)倒流入蒸汽(或空气、氧气)管道时,应立即提高蒸汽压力或拆开蒸汽管道上的法兰分段吹扫。因突然断电停车时,应按规定及时打开炉盖、放空阀,切断空气总阀,防止煤气倒流入空气总管。建议增设紧急停车联锁装置和空气总管防爆膜,预防万一。

(4)严格控制氧含量,当合成氨厂半水煤气的氧含量>1%时,必须切断氧气,防止高压气体进入低压管道。发现压力超高时应采取紧急措施。

(5)严禁将易形成爆炸性混合气体的氢气与煤气混烧,如工艺需要必须采用此办法时,要有极严格的安全措施。严格执行动火的有关规定,动火前必须作动火分析,确认合格后,办理动火证,且在非禁火区内方可动火。

四、维护不周

(1)管道长期受母液、海水腐蚀,或长期埋人地下,或铺设在地沟内与排水沟相通,被水浸泡,腐蚀严重而发生断裂,致使大量可燃性气体外泄,形成爆炸性混合气体。

(2)装有孔板流量计的管道中,因流体冲刷厉害,壁减薄严重而破裂。

(3)因气流脉冲使所连接的化工机器与设备振动干扰,引起管道剧烈振动而疲劳断裂。

(4)管道泄漏严重,引起着火。

(5)有油润滑的压缩机管道,高温下积炭自燃引起燃烧爆炸。

(6)管道承受外载过大,如埋入地下的管道距地表面太浅,承受来往车辆重载的压轧使管道受损(如140m长的管线多处破裂),或回填土压力过大,致使管道破裂。

(7)压力表、安全阀失灵(如压力表、安全阀管道堵塞),致使管道、设备超压时不能准确反映压力波动情况,超压下不能及时泄载。

预防措施如下:

(1)定期检查管道的腐蚀情况,特别是敷设埋人地下的管道,应按有关规定或实际情况进行修复或更换。

(2)控制孔板的流速,定期检查其磨损情况。

(3)采取合理的管道布置和妥善的加固措施,在进出振动较大的化工机器和设备的附近,应设置缓冲装置,以减轻对管道的干扰。发现严重振动时,应及时设法排除。

(4)定期检查管道的泄漏情况,查明原因,及时采取有效措施。

(5)合理选择气缸润滑油,保证油的质量,按说明书的要求注油,油量适当、适时。采取先进水质处理工艺,定期清理污垢,严格控制排气温度。应装设油水分离器,及时排放中间冷却器、气缸和管道内的油水。压缩机吸入口处应装设滤清器,贮气罐应放在阴凉位置。

(6)按规定要求铺设地下管道,避开交通车辆来往频繁、重载交通干线或其他外载过重的地域,且回填土适度。

(7)定期校验压力表,重新调整安全阀开启压力,发现压力表、安全阀失灵时应及时修复或更换。

管道发生断裂、爆炸事故的原因是多方面的,而且造成同一起管道破裂爆炸事故往往不是某一种原因,因此,在上述的事故原因统计中,大都是按第一位原因计算事故件数的。

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