工业压力管道常见安全隐患分析

工业压力管道常见安全隐患分析

石良

浙江轩翔建设有限公司

摘要：随着我国经济的持续增长，这一角色将越来越受到重视。然而，由于工业压力管道的阀门和接头设计复杂且环境条件恶劣，存在着巨大的安全风险。因此，如何有效地预防这些安全隐患，成为了大型机械制造企业面临的一项重大挑战。考虑到这一点，本研究主要集中在工业压力管道中常见的安全问题以及相应的预防措施上进行详细的分析和解释，目的是为相关企业和从业人员提供有益的建议。

关键词：工业压力管道；安全隐患；预防

所谓的压力管道，是指那些工作环境严格、可能导致严重事故的管道。考虑到压力管道所带来的潜在风险，当前的压力管道设计、安装和管理都受到了各个级别的管理部门的密切关注。因此，对工业压力管道中常见的安全问题以及相应的预防措施进行进一步的明确，对于预防或降低相关事件的发生具有显著的正面影响，这是一个值得我们高度关注和重视的问题。

一、工业压力管道常见安全隐患

（一）管道爆破事件

爆管事件指的是在工业压力管道的试压或运行阶段，由于某种特定原因导致管道穿孔或破裂，从而使整个系统停止工作的情况。爆管事故在工业压力管道中是一个频繁出现的安全隐患。总体而言，这类事件主要是由几个关键因素引起的：首先，在高温高压的环境中，工业压力管道的管材强度达到了其极限；2由于腐蚀导致的减薄等因素，工业压力管道的强度有所下降；3在设计和施工阶段，工业压力管道的管材质量没有得到有效控制，这导致了管道内部出现了一些缺陷。爆管事件主要呈现为管道的韧性损坏，随着压力的增加，管壁将面临过高的应力压力，最终可能达到材料的屈服极限并导致破裂。此外，需要强调的是，当管道壁面出现局部塑性变形时，其径向应力会远大于轴向力，这会导致管道直径和壁厚的增加或减少，从而对管道的韧性产生不良影响。当压力管道遭遇爆管事故时，管道内部的压力会迅速下降，释放出大量的能量和冲击波，这对附近的人和物体构成了巨大的危险，有时甚至可能导致建筑物被完全摧毁。在化工行业中，存在大量的有毒和易燃物质，因此对其压力管道的维护和预防措施变得尤其关键。

（二）关于裂痕的事件

裂纹事件描述的是在压力管道运行时，由于多种因素导致的不同程度的裂缝形成，这对管道的稳定运行系统带来了潜在的风险和挑战。可以认为，裂纹事件在压力管道事件中是最具风险的缺陷之一，它是造成压力管道脆性损坏的关键因素。更加令人担忧的是，如果不能及时处理裂纹，可能会导致爆管事故的发生。因此，裂纹事件应当受到充分的关注和重视。综合考虑，导致裂纹事件出现的主要原因可以归纳为两大类：首先是管材在生产和安装阶段出现的裂纹，这类裂纹主要来源于管材的扎制裂纹、应力引起的裂纹以及焊接过程中的裂纹；其次，压力管道的运行中，会出现扩展性的裂纹，这些裂纹主要包括疲劳型裂纹和服装相关的裂纹。 

(三)泄露事件

泄露事件指的是由于多种因素导致的压力管道介质的泄漏。如果这种泄漏发生，轻微的后果可能是能源和物质的损失以及环境的污染，而更严重的情况可能导致爆炸，从而对公众的生命安全构成威胁。泄露事件的发生有多种可能的原因，包括但不限于：1.管道出现裂纹或爆管，以及由于腐蚀作用导致管道变得更薄和穿孔；2.法兰和阀门的密封功能已经失效；3.管道的焊接品质不达标，可能出现砂孔或裂痕，经过一段时间的使用，这些缺陷可能会进一步恶化，最后可能导致泄漏。另外，非法行为者通过打孔和盗油的方式也可能引发压力管道的泄漏事故。

(四)凝管事件

   根据原油流变学的理论，当含蜡原油的凝点超过3°C时，它会显示出屈服值。随着温度的下降，这个屈服值会逐步增加。如果温度继续下降，原油中的蜡会析出，并以固体颗粒的方式悬浮在液态原油中。在这种情况下，原油会表现出假塑性和触变性等特性，导致原油的输送量逐渐减少，从而使管道失去流动性，最终可能发生凝管事件。凝管事件发生的主要原因可以归结为两个方面：其一是输油设备发生了故障；从另一个角度来看，原油的凝固点和粘度并没有得到有效的控制。

二、预防工业压力管道中常见的安全问题的方法

（一）关于爆管事件的防范方法

综合考虑，为了预防爆管事件，我们可以从几个关键方面入手：1，根据压力管道的设计准则进行安装，并遵循相关的工艺安全操作标准，同时对设计的工艺参数和最大工作压力进行严格控制。同时，对压力管道内部的动态变化进行持续监控，以确保管道的稳定和安全运行；2,考虑到压力管道的复杂性、错综复杂的结构以及其易燃和易爆的特性，如果操作不当，可能会导致管道内的介质受到冲击，从而对阀门、设备接口和管道转角等应力集中区的安全构成潜在风险。因此，在压力管道的日常操作中，负责管道维修的工作人员必须对其进行持续的管理和保养，并确保每年至少进行一次的全面检查，以确保能够有效预防爆管事件的发生； 3,检修时，应对出现的缺陷或减薄区域进行及时的测厚检查，并在严重情况下考虑更换管道；4,致力于深入研究相关法律标准，增强日常预防措施的实施，并制定出实际有效的紧急应对计划。

（二）关于裂纹事件的防范方法

裂缝的种类非常多样，因此需要采取有针对性的预防措施。1,为了预防原料的缺陷和裂纹：在购买和安装管材时，必须对其质量进行严格的检查，并将所有的质量检查资料统一整理，然后存入压力管道的档案中；2,关于焊接裂纹的预防：在安装过程中，焊接工艺必须受到严格的监控，只有经过专业人员的严格检查后，才能正式投入使用。在进行质量验收时，必须严格按照《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》来执行。在焊接碳钢管材时，如果环境温度低于5°C，应特别注意保温措施，并尽量避免在冬季进行施工。一旦焊接温度降至0°C以下，应确保所有焊接部位在100mm范围内的预热温度达到或超过15°C；如果焊接过程中出现了管材焊接的中段问题，那么必须采取适当的保温手段和后续的热处理，以避免氢引发的裂缝形成；,3关于应力裂纹的预防：研究指出，含有高V、Mo成分的材料更容易产生应力裂纹，因此建议尽量减少使用这类材料；4,疲劳裂纹的安装时，必须确保布局的合理性，以防止应力过度集中。在此同时，我们需要防止频繁的启动以及温差的突然变化；5,腐蚀裂纹：在操作过程中，应特别关注那些容易发生腐蚀或应力集中的区域进行细致的检查。

（二）关于裂纹事件的防范方法

为了预防泄露事件，主要的预防措施包括：1.加强对压力管道厚度的监测、管理和维护，并对那些不能确保压力管道安全运行的有缺陷的管道进行及时的修复和更换；2.为了确保压力管道支架和管墩的完整性，我们需要加强对管道的常规检查和维护。一旦发现有沉降的迹象，必须立刻实施相应的修复措施。此外，我们需要进一步加强对压力管道的日常管理和监督，对于如打孔盗油这样的非法行为，必须迅速采取措施，并树立不良的模范。

（四）采取预防凝管事件的措施

为确保凝管事件不会发生，在进行日常的压力管道输油操作时，必须对管道的压力和流量进行实时监测。一旦检测到任何异常，应迅速启动泵顶油系统，以提高各个站点的出站温度。如果管道内的压力超出了允许的强度范围，那么可以通过注入热柴油或采用分段挤压的方法来减少压力。

三、结束语

综合考虑，工业压力管道中普遍存在的安全问题主要包括凝管事故、泄漏事故、裂缝事故以及爆管事故，这些安全隐患极有可能触发火灾、爆炸和中毒事件。因此，在日常的压力管道操作中，我们需要实施有针对性的预防措施，以尽可能减少其发生的可能性，确保工业压力管道的安全运行。

参考文献：

[1]梁春雷,胡明东,杨雄.现行工业压力管道定期检验有关规范探讨[J].石油化工设计,2019,36(04):53-58.