压力管道缺陷检验与风险评估

压力管道缺陷检验与风险评估

梁耀成

广西壮族自治区特种设备检验研究院贵港分院

【摘要】随着我国经济社会的快速发展，对特种设备安全提出了更高要求，虽然我国特种设备安全法律、法规体系已不断完善，监管水平也不断提高，但相比锅炉、压力容器，对压力管道管理起步较晚，企业对管道发生事故的可能性认识不足，安全更难掌控。压力管道作为特种设备的八大类之一，在生产（包括设计、制造、安装、改造、维修）、使用等环节都有可能存在缺陷和安全隐患，而且压力管道存在分布广、种类多、介质流程复杂等特点，泄漏、爆炸事故时有发生，压力管道安全问题更加不可忽视，压力管道检验工作更显重要。本文主要针对压力管道缺陷检验进行分析，并对压力管道的风险评估进行了初步的探讨。

【关键词】压力管道缺陷检验风险评估

1引言

压力管道用途广泛，在石油、化工、医药、冶金等领域中发挥着很重要的作用，并且很多都是用来输送高压、易燃易爆、有腐蚀性、剧毒的介质，容易存在着一些缺陷或隐患。一旦出现压力管道断裂、泄漏等情况，会对人们的生命财产造成严重的损失和极坏的社会影响，其运行安全不容忽视。因此，如何加强压力管道缺陷检验与风险评估，及时排查、消除隐患，减少压力管道事故发生，是一个值得研究的课题。本文首先对压力管道进行概述和失效原因分析，并分析介绍压力管道缺陷检验的主要方法，并对其风险评估进行探讨。

2压力管道概述

压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、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，且公称直径大于或者等于50mm的管道。公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa(表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。压力管道在实际的使用过程中，从设计、制作、运输等不同的环节中都或多或少存在一些问题，压力管道一旦出现问题后果不堪想象，因此，要加强压力管道缺陷检验与风险评估，有效的防止压力管道出现安全问题。

3压力管道损伤模式和失效形式分析

压力管道在外部机械力、介质环境、热作用等作用下，造成材料性能下降、结构不连续或承载力下降，从而造成管道损伤。当损伤积累到一定程度，管道功能不能发挥其设计规定或强度、刚度不能满足使用要求的状态从而造成管道失效。造成压力管道失效的原因有很多，主要有以下这些方面的原因：压力管道设计不合理、管到材料质量问题、选材不当，焊接缺陷；严重损伤未被及时检测发现，不及时维修或维修不当；运行管理水平低；外部因素比如机械损伤、地震、台风、洪水自然灾害等。

4压力管道的缺陷检验

压力管道缺陷检验主要包括宏观检验、表面缺陷检验、埋藏缺陷检验、安全附件检验等方面。首先要区分工业管道、公用管道、长输管道三个类别，分析可能损伤模式和失效形式，制定不同的检验策略进行有针对性的检验。压力管道检验前应审查压力管道设计、制造、安装竣工资料和运行记录，掌握这些基础信息，并结合管道介质、铺设环境、使用情况等因素确定检验重点部位和项目。下面主要工业管道为例介绍缺陷检验。

4.1压力管道宏观检验

压力管道宏观检验，主要是利用目视方法检验管道结构、几何尺寸、表面情况、焊接接头、防腐层、隔热层等，必要时利用内窥镜、放大镜或是其他辅助仪器、工具。首先分析压力管道风险较高的管段。其次检查压力管道否存在泄漏、防腐层损坏、隔热层损坏等。再次重点检查压力管道有无弯曲变形的，法兰、支架、阀门等有无松动、损坏等情况，必要时增加测厚等。最后对检查出的泄漏、腐蚀、损坏部位进行详细的记录并分析处理，以便后续检验工作的顺利开展。

4.2压力管道表面缺陷检验

压力管道表面缺陷的检验主要有渗透检测和磁粉检测两种方法，其中铁磁性材料的管道优先采用磁粉检测，主要对确定好的重点部位进行检验。一般情况是在压力管道宏观检验中发现或怀疑问题的部位进行检测，如外部缺陷检查中发现的有裂纹的部位、支管角焊缝部位、特定条件和管道材质的焊接接头受力集中部位、隔热层损坏或者可能渗进雨水的奥氏体不锈钢管道部位、以及存在环境开裂倾向的管道部位等。

4.3压力管道埋藏缺陷检验

对于压力管道埋藏缺陷检验主要是通过超声波和射线这两种方法进行检测，当检验现场无法实施时，可采用其他有效的检测方法。抽查的部位应从重点部位选定，重点部位包括安装和使用过程中返修或者补焊部位，发现焊缝表面裂纹需要进行埋藏缺陷检测部位，错边量超过相关安装标准要求的焊缝部位，出现泄漏的部位以及附近的焊接接头，安装时管道的固定口等应力集中部位，泵、压缩机进出口第一道或者附近的焊接接头，支吊架损坏部位附近的焊接接头，异种钢焊接接头，管道变形较大部位的焊接接头等。

总而言之，在检测缺陷的过程中，要按照上述的步骤和方法对确定好的重点区域运用合理的方法进行检测，确认管道的运行情况，为日常的维护工作做好指引。

5压力管道风险评估

压力管道的风险评估一般采用RBI方法，因为RBI可以使检测管道的成本合理分配，直接降低检测管道的成本，并能对管道的风险进行分类，以便对高风险管道进行重点检测，从而提高管道的安全性。大大降低了压力管道的风险，为人们的生活和财产提供了重要的技术支持和重要的保护，所以下面对RBI方法在管道风险评估中做一个简单的讨论。RBI分析有三种方法：定量RBI分析、半定量RBI分析和定性RBI分析。这三种方法在管道风险分析中有各自的特点，具体介绍如下。

5.1定量RBI分析

定量RBI分析是三种风险评价技术中最科学、最合理的一种，也是今后压力管道风险评价的技术发展趋势。但由于前期准备工作复杂，短期内无法实现。由此可见，RBI压力管道检测技术是风险评估和控制的有效措施之一。经过风险评估后，我们可以将重点放在高风险压力管道的检测上，也可以对低风险管道进行适当的检查，在保证管道安全可靠的前提下，大大降低了成本。RBI技术综合考虑了压力管道评价的安全性、经济性和潜在失效风险。首先对压力管道的风险进行有效的等级划分，然后确定高风险压力管道在风险接受准则的可接受范围内，并利用风险驱动因素得出相应的检测策略。

5.2半定量RBI分析

半定量RBI分析比定性分析考虑的因素多，但对压力管道的相关数据要求较低。压力管道的数据采集和风险后果计算是管道分类的简化计算，而不是管道流量的详细计算，评价成本低。半定量方法可以通过问答、选择和估计等多种方式，得出压力管道事故发生的可能性和事故后果的严重程度。半定量分析方法还可以利用风险矩阵来表示压力管道可能存在的风险，满足风险评估的准确性要求。因此，半定量分析方法得到了许多国家的青睐和发展。

5.3定性RBI分析

虽然定性RBI分析方法简单易行，但可以用来评价压力管道风险的可能性和后果的严重性，并用风险矩阵来表示风险，得出的结论是相对保守的理论。定性分析在压力管道风险显示中的作用比风险评估中的作用更大，因此我们一般将其作为风险显示的手段。它可以快速地将压力管道的风险等级排队，为进一步的风险分析提供方便。

6结束语

检验的最终目的是确保压力管道的安全运行。合理的缺陷检验和评估方法，是结合不同压力管道类别以及损伤情况确定的，这些检验手段有效实施，可以发现压力管道损伤，及时对其实施修理或叛废，有效防止因压力管道失效酿成事故，从根本上减少压力管道事故风险。为了提高压力管道的可靠性，除了定期检验和消除隐患外，最重要的是把关好压力管道设计、制造、安装、改造、维修、使用和管理等关键环节，从源头上逐步消除隐患。

参考文献

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