發表時間： 2022-11-01 20:30:09
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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壓力管道是煉油化工廠輸送介質的關鍵設備。目前，檢驗檢測工作主要集中在管體上，而溫度計、壓力表、引流澆注、控制手閥等與壓力管道相連的小直徑連接管（以下簡稱小連接管）的檢測往往被忽視。此外，對小噴嘴的設計、制造、安裝、操作等環節關注較少，因此在使用過程中經常發生泄漏。一旦小噴嘴泄漏，將難以修復，具有較高的安全風險，甚至造成人員傷亡或財產損失。如何有效地檢測小噴嘴的潛在危害，確保管體的安全運行，已成為亟待解決的問題。
針對小噴嘴問題
陳成明、林武榮主要討論了如何對壓力容器上的小噴嘴進行無損檢測，提出應加強對小噴嘴焊接過程的控制和對焊工技術水平的掌握；陶建山從設計、制造、運行、檢驗四個方面分析了壓力容器和管道小型連接管的隱患，并提出了相應的管理措施；
沈炳生等結合大港石化公司2012年交付的兩起設備和管道小接管斷裂事件，認真調查了斷裂原因，開展了帶保溫層小接管隱患排查，進行了加固處理，并對定期檢查檢測的必要性提出建議；
胡勇總結了一些常見的小噴嘴隱患，并從安全運行的角度，從設計、施工、日常運行等方面對小噴嘴隱患提出了相應的管理措施。
目前，主要工作是分析小噴嘴常見的隱患，如何控制小噴嘴的工作質量，如何管理小噴嘴，但對于如何檢測小噴嘴，沒有相應的討論和研究。根據小噴嘴常見的隱患和小噴嘴的典型故障類型，提出了在用小噴嘴的檢測技術和方法，為在用小噴嘴的檢測提供參考。
1、小噴嘴常見隱患源
1.1設計環節
根據《壓力管道安全技術監察規程-工業管道》（tsgd0001-2009）的規定，DN＜25mm的管道不屬于壓力管道安全技術監察管理范圍[6]；《壓力管道規范工業管道》（GB/t20801.3-2006）僅適用于dn≥25mm【7】；此外，新《國家特種設備目錄》（2015）中壓力管道的定義增加到dn≥50毫米。因此，在設計階段，沒有標準對小噴嘴的設計做出相應的規定，因此是否考慮小噴嘴的腐蝕裕量，如何焊接小噴嘴，焊后如何驗收焊接質量，以及如何在小噴嘴的使用階段進行有效的檢驗。在設計階段很少考慮這些因素。
1.2制造環節
由于小噴嘴不屬于壓力管道監管范圍，中國沒有相應的法律和標準對小噴嘴的制造過程進行監管，導致制造單位是否有能力生產小噴嘴，小噴嘴的材料是否有資質證書，不同類型的噴嘴是否需要試驗報告，小噴嘴是否有產品質量證明書，不同類型的小噴嘴的適用范圍。此外，各制造單位的技術水平不同，各企業標準的標準不一致，導致小接管質量參差不齊。因此，小噴嘴本身存在一定的制造缺陷。
1.3安裝鏈接
由于現場工藝的需要，經常在管體上隨意開孔，小接管與管道以承插角焊縫的形式連接。現場采用手工焊接，焊接質量受焊工個人因素影響較大。目前，還沒有更有效的檢測小接管焊縫質量的方法。
1.4操作環節
小接管在運行過程中與管道主體處于同一腐蝕環境中。然而，小噴嘴容易形成流動死區；小連接管插入管道過長，容易形成湍流；小噴嘴焊縫內表面有缺陷。這會導致小噴嘴內部腐蝕變薄或縫隙腐蝕。此外，由于小噴嘴本身的壁厚比管道主體薄，且在運行中伴隨著振動等外部載荷，小噴嘴容易發生腐蝕穿孔或焊縫裂紋穿透泄漏，甚至威脅到管道主體的持續安全穩定運行。
此外，對于有保溫的小噴嘴，如果保溫板開裂或損壞，很容易受到外部環境的影響，在保溫層下形成腐蝕，導致小噴嘴表面和根部腐蝕。此外，由于小連接管外有隔熱層，在巡檢時不容易發現，這往往是一個高風險點[1]。
1.5檢查環節
根據《壓力管道定期檢驗規則-工業管道》的相關要求，小噴嘴不屬于壓力管道的類別【5】。檢查單位和業主都注重確保管道主體的安全。查閱近年來的報告后發現，許多檢查單位沒有對小型噴嘴進行測試。另一方面，沒有可遵循的標準。同時，管道主體管徑較小，無法進行內部檢查。因此，在檢測行業中還沒有相關的檢測技術能夠形成一套有效的檢測技術。
2、小噴嘴典型故障類型
2.1外部腐蝕
由于小連接管的金屬材料與外部環境（如大氣）的腐蝕性介質的連接引起的腐蝕，同時由于一些小連接管有絕緣層保護，由于其他因素，可能導致保溫層下有水（有時由于管道中介質的高溫，外部的水會被加熱），導致保溫層下有高溫腐蝕腐蝕區域，從而腐蝕管道。主要表現為小接管的均勻腐蝕和局部腐蝕，以及閥門法蘭的整體或局部腐蝕。
2.2內部腐蝕
小接管與管體連接后，由于焊接不當，小接管區域內容易出現湍流、焊縫內表面的內部流動死區或開口間隙死區。此外，由于小噴嘴中的流體性質不同，內部腐蝕的類型也不同。一般來說，酸腐蝕、離子誘導腐蝕、微生物腐蝕、應力腐蝕、焊接腐蝕等是常見的。
2.3焊接缺陷
小噴嘴廣泛應用于管道主體中，具有數量多、類型多、規格不同、安裝位置隨機性強等特點。在焊接過程中，焊接工藝和焊工技術影響焊接質量目前，還沒有有效的檢測方法來檢測焊縫的內部質量，導致了某些埋藏缺陷，如未熔合、未焊透、夾渣等埋藏缺陷。
2.4第三方損害
1）管理人員操作不當；
2）接管周圍第三方施工；
3）人為惡意破壞。
3、小噴嘴檢測技術
在充分分析小噴嘴的隱患來源和小噴嘴的典型腐蝕類型后，提出小噴嘴的檢測技術手段主要包括：外部宏觀檢測、壁厚檢測和焊縫表面無損檢測。
3.1外部宏觀檢查
小接管應進行宏觀外觀檢查（帶保溫的小接管拆除保溫后）。主要手段是目視檢查和物理檢查（搖晃、錘擊等）。宏觀檢查的主要內容是：1）小噴嘴結構是否正常；2）小接管是否防腐完好；3）連接管的表面和根部是否腐蝕；4）焊縫是否存在外部宏觀缺陷，如焊瘤、電弧損傷、錯位、咬邊等缺陷；5）法蘭或閥門是否腐蝕、松動，密封是否泄漏，緊固件是否松動、腐蝕，法蘭是否偏移等；6）檢查員認為必要的其他項目。
3.2壁厚檢測
如果管徑較小，則無法使用測厚儀檢查其余管道的壁厚。檢查應盡可能靠近根部。檢查時應考慮管道整圈的壁厚。一般情況下，一個圓的厚度不應小于4個點，單個小噴嘴的厚度不應小于3個圓。建議根據《壓力管道定期檢驗規則-工業管道》（tsgd7005-2018）的相關要求對試驗結果進行評價。
3.3焊縫無損檢測
根部焊縫和法蘭連接焊縫應進行滲透（著色）檢查。試驗前應盡可能多地處理焊縫表面的雜質。滲透檢測方法及評價應符合Nb/t47013-2015《承壓設備無損檢測》的相關規定。
