壓力管道缺陷檢驗與風(fēng)險評估

壓力管道缺陷檢驗與風(fēng)險評估摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，對特種設(shè)備安全提出了更高要求，雖然我國特種設(shè)備安全法律、法規(guī)體系已不斷完善，監(jiān)管水平也不斷提高，但相比鍋爐、壓力容器，對壓力管道管理起步較晚，企業(yè)對管道發(fā)生事故的可能性認(rèn)識不足，安全更難掌控。壓力管道作為特種設(shè)備的八大類之一，在生產(chǎn)（包括設(shè)計、制造、安裝、改造、維修）、使用等環(huán)節(jié)都有可能存在缺陷和安全隱患，而且壓力管道存在分布廣、種類多、介質(zhì)流程復(fù)雜等特點，泄漏、爆炸事故時有發(fā)生，壓力管道安全問題更加不可忽視，壓力管道檢驗工作更顯重要。本文主要針對壓力管道缺陷檢驗進(jìn)行分析，并對壓力管道的風(fēng)險評估進(jìn)行了初步的探討?！娟P(guān)鍵詞】壓力管道缺陷檢驗風(fēng)險評估1引言壓力管道用途廣泛，在石油、化工、醫(yī)藥、冶金等領(lǐng)域中發(fā)揮著很重要的作用，并且很多都是用來輸送高壓、易燃易爆、有腐蝕性、劇毒的介質(zhì)，容易存在著一些缺陷或隱患。一旦出現(xiàn)壓力管道斷裂、泄漏等情況，會對人們的生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失和極壞的社會影響，其運行安全不容忽視。因此，如何加強(qiáng)壓力管道缺陷檢驗與風(fēng)險評估，及時排查、消除隱患，減少壓力管道事故發(fā)生，是一個值得研究的課題。本文首先對壓力管道進(jìn)行概述和失效原因分析，并分析介紹壓力管道缺陷檢驗的主要方法，并對其風(fēng)險評估進(jìn)行探討。2壓力管道概述壓力管道，是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），介質(zhì)為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。公稱直徑小于150mm，且其最高工作壓力小于1.6MPa（表壓）的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設(shè)備本體所屬管道除外。壓力管道在實際的使用過程中，從設(shè)計、制作、運輸?shù)炔煌沫h(huán)節(jié)中都或多或少存在一些問題，壓力管道一旦出現(xiàn)問題后果不堪想象，因此，要加強(qiáng)壓力管道缺陷檢驗與風(fēng)險評估，有效的防止壓力管道出現(xiàn)安全問題。3壓力管道損傷模式和失效形式分析壓力管道在外部機(jī)械力、介質(zhì)環(huán)境、熱作用等作用下，造成材料性能下降、結(jié)構(gòu)不連續(xù)或承載力下降，從而造成管道損傷。當(dāng)損傷積累到一定程度，管道功能不能發(fā)揮其設(shè)計規(guī)定或強(qiáng)度、剛度不能滿足使用要求的狀態(tài)從而造成管道失效。造成壓力管道失效的原因有很多，主要有以下這些方面的原因：壓力管道設(shè)計不合理、管到材料質(zhì)量問題、選材不當(dāng)，焊接缺陷；嚴(yán)重?fù)p傷未被及時檢測發(fā)現(xiàn)，不及時維修或維修不當(dāng)；運行管理水平低；外部因素比如機(jī)械損傷、地震、臺風(fēng)、洪水自然災(zāi)害等。4壓力管道的缺陷檢驗壓力管道缺陷檢驗主要包括宏觀檢驗、表面缺陷檢驗、埋藏缺陷檢驗、安全附件檢驗等方面。首先要區(qū)分工業(yè)管道、公用管道、長輸管道三個類別，分析可能損傷模式和失效形式，制定不同的檢驗策略進(jìn)行有針對性的檢驗。壓力管道檢驗前應(yīng)審查壓力管道設(shè)計、制造、安裝竣工資料和運行記錄，掌握這些基礎(chǔ)信息，并結(jié)合管道介質(zhì)、鋪設(shè)環(huán)境、使用情況等因素確定檢驗重點部位和項目。下面主要工業(yè)管道為例介紹缺陷檢驗。4.1壓力管道宏觀檢驗壓力管道宏觀檢驗，主要是利用目視方法檢驗管道結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、表面情況、焊接接頭、防腐層、隔熱層等，必要時利用內(nèi)窺鏡、放大鏡或是其他輔助儀器、工具。首先分析壓力管道風(fēng)險較高的管段。其次檢查壓力管道否存在泄漏、防腐層損壞、隔熱層損壞等。再次重點檢查壓力管道有無彎曲變形的，法蘭、支架、閥門等有無松動、損壞等情況，必要時增加測厚等。最后對檢查出的泄漏、腐蝕、損壞部位進(jìn)行詳細(xì)的記錄并分析處理，以便后續(xù)檢驗工作的順利開展。4.2壓力管道表面缺陷檢驗壓力管道表面缺陷的檢驗主要有滲透檢測和磁粉檢測兩種方法，其中鐵磁性材料的管道優(yōu)先采用磁粉檢測，主要對確定好的重點部位進(jìn)行檢驗。一般情況是在壓力管道宏觀檢驗中發(fā)現(xiàn)或懷疑問題的部位進(jìn)行檢測，如外部缺陷檢查中發(fā)現(xiàn)的有裂紋的部位、支管角焊縫部位、特定條件和管道材質(zhì)的焊接接頭受力集中部位、隔熱層損壞或者可能滲進(jìn)雨水的奧氏體不銹鋼管道部位、以及存在環(huán)境開裂傾向的管道部位等。4.3壓力管道埋藏缺陷檢驗對于壓力管道埋藏缺陷檢驗主要是通過超聲波和射線這兩種方法進(jìn)行檢測，當(dāng)檢驗現(xiàn)場無法實施時，可采用其他有效的檢測方法。抽查的部位應(yīng)從重點部位選定，重點部位包括安裝和使用過程中返修或者補焊部位，發(fā)現(xiàn)焊縫表面裂紋需要進(jìn)行埋藏缺陷檢測部位，錯邊量超過相關(guān)安裝標(biāo)準(zhǔn)要求的焊縫部位，出現(xiàn)泄漏的部位以及附近的焊接接頭，安裝時管道的固定口等應(yīng)力集中部位，泵、壓縮機(jī)進(jìn)出口第一道或者附近的焊接接頭，支吊架損壞部位附近的焊接接頭，異種鋼焊接接頭，管道變形較大部位的焊接接頭等。總而言之，在檢測缺陷的過程中，要按照上述的步驟和方法對確定好的重點區(qū)域運用合理的方法進(jìn)行檢測，確認(rèn)管道的運行情況，為日常的維護(hù)工作做好指引。5壓力管道風(fēng)險評估壓力管道的風(fēng)險評估一般采用RBI方法，因為RBI可以使檢測管道的成本合理分配，直接降低檢測管道的成本，并能對管道的風(fēng)險進(jìn)行分類，以便對高風(fēng)險管道進(jìn)行重點檢測，從而提高管道的安全性。大大降低了壓力管道的風(fēng)險，為人們的生活和財產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持和重要的保護(hù)，所以下面對RBI方法在管道風(fēng)險評估中做一個簡單的討論。RBI分析有三種方法：定量RBI分析、半定量RBI分析和定性RBI分析。這三種方法在管道風(fēng)險分析中有各自的特點，具體介紹如下。5.1定量RBI分析定量RBI分析是三種風(fēng)險評價技術(shù)中最科學(xué)、最合理的一種，也是今后壓力管道風(fēng)險評價的技術(shù)發(fā)展趨勢。但由于前期準(zhǔn)備工作復(fù)雜，短期內(nèi)無法實現(xiàn)。由此可見，RBI壓力管道檢測技術(shù)是風(fēng)險評估和控制的有效措施之一。經(jīng)過風(fēng)險評估后，我們可以將重點放在高風(fēng)險壓力管道的檢測上，也可以對低風(fēng)險管道進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z查，在保證管道安全可靠的前提下，大大降低了成本。RBI技術(shù)綜合考慮了壓力管道評價的安全性、經(jīng)濟(jì)性和潛在失效風(fēng)險。首先對壓力管道的風(fēng)險進(jìn)行有效的等級劃分，然后確定高風(fēng)險壓力管道在風(fēng)險接受準(zhǔn)則的可接受范圍內(nèi)，并利用風(fēng)險驅(qū)動因素得出相應(yīng)的檢測策略。5.2半定量RBI分析半定量RBI分析比定性分析考慮的因素多，但對壓力管道的相關(guān)數(shù)據(jù)要求較低。壓力管道的數(shù)據(jù)采集和風(fēng)險后果計算是管道分類的簡化計算，而不是管道流量的詳細(xì)計算，評價成本低。半定量方法可以通過問答、選擇和估計等多種方式，得出壓力管道事故發(fā)生的可能性和事故后果的嚴(yán)重程度。半定量分析方法還可以利用風(fēng)險矩陣來表示壓力管道可能存在的風(fēng)險，滿足風(fēng)險評估的準(zhǔn)確性要求。因此，半定量分析方法得到了許多國家的青睞和發(fā)展。5.3定性RBI分析雖然定性RBI分析方法簡單易行，但可以用來評價壓力管道風(fēng)險的可能性和后果的嚴(yán)重性，并用風(fēng)險矩陣來表示風(fēng)險，得出的結(jié)論是相對保守的理論。定性分析在壓力管道風(fēng)險顯示中的作用比風(fēng)險評估中的作用更大，因此我們一般將其作為風(fēng)險顯示的手段。它可以快速地將壓力管道的風(fēng)險等級排隊，為進(jìn)一步的風(fēng)險分析提供方便。6結(jié)束語檢驗的最終目的是確保壓力管道的安全運行。合理的缺陷檢驗和評估方法，是結(jié)合不同壓力管道類別以及損傷情況確定的，這些檢驗手段有效實施，可以發(fā)現(xiàn)壓力管道損傷，及時對其實施修理或叛廢，有效防止因壓力管道失效釀成事故，從根本上減少壓力管道事故風(fēng)險。為了提高壓力管道的可靠性，除了定期檢驗和消除隱患外，最重要的是把關(guān)好壓力管道設(shè)計、制造、安裝、改造、維修、使用和管理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從源頭上逐步消除隱患。參