工业蒸汽管道的检查及问题分析

　　蒸汽作为工业上应用最广泛的热载体，由于生产的连续性，通过管道输送。某地区热电、煤化工、医药企业众多，这些企业安装了大量的蒸汽工艺管道。为了保证蒸汽管道的安全经济使用，按照《压力管道安全技术监察规程-工业管道》和《在用工业管道定期检验规程》的要求，对蒸汽管道进行检查，可以有效统一蒸汽管道的安全经济性。

　　蒸汽管道除了存在选材不当、设计制造不合理等缺陷外，在使用过程中还会受到高温、交变温度、介质侵蚀腐蚀、设备振动等因素的影响，容易发生蠕变开裂、腐蚀减薄、应力腐蚀等失效事故。蒸汽管道本身长度较大，在外力作用下容易失去稳定性。管道需要现场安装，安装质量难以保证。根据【0x9A8B】要求，压力管道定期检验时，数据验证、外观和布置检查、承压部件检查、振动和泄漏检查、绝缘检查、管壁厚度测量、焊缝位置无损检测、安全附件检查等。检查过程中，常见问题总结如下：

　　1.设备档案和运行记录不完整。

　　档案是否完善是衡量蒸汽管道管理水平的重要尺度。每条管道在设计、制造、维护、检验和使用过程中遗留的质量问题，都可以通过建立技术档案并加以管理来掌握。根据《在用工业管道定期检验规程》的要求，管道用户应建立管道安全技术。

　　并妥善保管文件[1]。在实际检查中，所有用户都设立了专门负责压力管道管理的工作机构。但由于管理部门人员变动等因素，管道设计、管道系统安装竣工验收技术条件和以往管道的检查、维修、改造、变更等资料经常丢失，无法提供管道运行压力、温度、压力、温度波动幅度和频率等运行条件和工艺参数以及其他管道运行记录。管道的调试日期，如使用过程中多次停机，未能及时记录停机次数和重新启动的开始和结束日期。

　　2.设备和管道设计和安装问题。

　　布局不合理多存在于管道安装中。部分前期安装施工单位没有压力管道施工资质，导致压力管道选型不当，结构布置不合理。比如有的单位在施工时没有严格考虑管道热变形的补偿量，导致管道在运行一段时间后发生偏斜；部分管道排水装置设置不合理。当系统再次启动时，蒸汽管道中会产生大量冷凝水，导致腐蚀，可能造成“水锤”。部分企业私自改变管道路线，随意增减弯头、阀门，导致部分管道形成死角，截面积突变，影响系统整体稳定性。有些管道安装质量差，如材料误用和混合、管道表面变形、焊缝成形不良、咬边和过度错位。在蒸汽管道安装的监督检查过程中，发现设计图纸要求弯头采用15CrMoG，标准为GB5310-2008，而现场弯头材质标志和质量证明书标注为15CrMo，采用GB/T  8162-2008的制造标准，管材性能不符合图纸设计要求，应进行更换。3.管道支吊架设置不合理。

　　本节内容包括支吊架是否弯曲、变形和脱空，活动支架的位移和导向性能，固定支架的可靠性和可调支架的适用性。发现有些企业在设置支吊架时没有考虑支吊架的数量和间距，导致管道机械振动加剧。有的没有考虑管道的热膨胀和限制作用；部分支吊架焊接在管体上；有些支撑放置在平台或栏杆上，影响整个结构的牢固性。发现支架锈蚀或脱落现象普遍，说明很多企业忽视管理，没有认识到支架结构的重要性。

　　4.腐蚀和变薄。

　　采用超声波测厚测量蒸汽管道剩余厚度，选用弯头背、三通肩等蒸汽冲刷部位。一些弯管零件的壁厚往往比相应的直管零件薄。管道腐蚀有三个原因：

　　A.内部腐蚀变薄。

　　表明蒸汽管道中的游离氢氧化物会造成严重的点蚀或碱应力腐蚀损伤。总结检验案例，发现蒸汽管道腐蚀发生在下半部，为均匀腐蚀和点蚀。这是因为蒸汽管道运行过程中蒸汽发生冷凝，冷凝液中含有氧、氯和氢氧离子，导致内表面发生电化学腐蚀。反应式[4]为：

　　阴极工艺：2H  2e   H2。

　　阳极过程：Fe   Fe2 2e。

　　部分碳钢管因间歇性或季节性运行而堆积在管内，或少量冷凝水未及时从排水阀排出，底部腐蚀会更加明显，甚至会出现穿透腐蚀孔。

　　B.管道外部局部腐蚀。

　　局部腐蚀在架空蒸汽管道中很常见，这是由于补偿器、阀门和暴露在大气环境中的支吊架附近的局部管道引起的。此外，氧浓度差电池通常在绝缘材料与管道接触的地方形成。当管道间歇运行时，可能会形成干湿交替的外部环境，从而导致腐蚀加剧。该区域为典型的工业大气环境，腐蚀危害更大。

　　C.绝缘层下腐蚀。

　　绝缘下腐蚀是指在使用绝缘材料的管道或设备外表面发生的腐蚀现象[5，6]。蒸汽管道的外保温层会造成高温高湿的封闭环境。随着电解液薄膜的形成和积累，管体的腐蚀会加剧。保温层下腐蚀在低压蒸汽管道中很常见。研究表明，碳钢管道在保温层下的腐蚀与CUI[7]最为相似，表现为均匀腐蚀和点蚀。由于保温材料的老化和冷热循环导致的密封效果下降，设备运行5年以上，保温下腐蚀的概率会大大增加[8，9]。管道保温层下的腐蚀很大程度上归因于保温施工和后续维护不当，循环运行温度引起的干湿交替和冷热交替除外。操作人员踩踏损坏保温外铁片，水汽进入保温棉造成腐蚀，或施工质量不规范，或保温外铁片长期使用损坏脱落。

　　5.焊缝无损检测中发现的问题。

　　蒸汽无损检测的重点是外弧面、三通肩和焊缝等应力较大的部位以及保温层的破损部位。在实际操作中，表面检查首选磁粉检测，非铁磁性材料或形状复杂不适合磁粉检测的零件首选渗透检测。内部探伤采用超声波法，比例按《压力管道安全技术监察规程-工业管道》选择。

　　总结检查案例，发现个别焊缝和热影响区存在表面裂纹。焊接不完全、未熔合、气孔、夹渣等内部缺陷不同程度地存在，且多为“先天”缺陷。如果在焊接操作中，某些管道的焊接边缘和焊缝没有清理干净，焊缝中会残留有熔渣或非金属杂质，层间焊接时，焊缝中会残留有杂质和熔渣，形成夹杂物缺陷。

　　6管道部件和安全附件的维护。

　　主要检查管道法兰和阀门的泄漏情况；法兰是否偏移，紧固元件是否完整、松动；阀门操作是否灵活。附件检查主要看附件是否安装完好，是否手动拆卸，安全阀、压力表的选择是否合理、灵敏、可靠，外观质量，是否处于校验期。发现法兰选用中存在很多问题，如英制与公制混淆，导致法兰对接偏差。部分法兰紧固螺栓安装不完全；阀门的泄漏问题主要表现在填料损坏上。有些阀门在制造过程中存在气孔等缺陷，在运行过程中长期遭受温度变化引起的热应力，导致裂纹。安全阀腐蚀；压力表、安全阀逾期未校验，部分安全附件未及时修理更换；部分单位压力表的校验间隔与普通压力表相同，标注为1年。

　　另外，有些公司发现管道有问题时，不找有资质的公司维修，而是自己弥补，留下安全隐患。

　　蒸汽管道是一种常见的压力管道，其运行管理和缺陷检测非常重要。蒸汽管道的质量应从源头控制。对于管道的设计、制造和安装，甲方应严格控制质量，选择合格的设计和安装单位，购买合格的管道、管件和焊接材料。特种设备检验单位应认真监督安装监督检验的各个环节。管道用户应加强对工艺操作指标和工艺纪律的控制，坚持岗位责任制，认真落实巡视检查制度。对定期管道检查中发现的安全隐患和问题，应及时处理。通过对压力管道从设计、选材、安装、使用、检验到报废更新全过程的精准管理，可以保证压力管道的正常安全运行。