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大型阀门管道不安全因素

发布时间:2024-01-26 22:13:48

A. 管道阀门安不上,管道之间的间距太紧,怎么办

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建筑机电安装工程的范围
(一)建筑机电安装工程的范围
主要包括:生活给水、排水、消防、通风空调、防排烟、采暖、燃气、强电、弱电等系统。
(二)建筑工艺设备安装执行的规范及强条
GB 50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》,20个强制性条文。
GB 50243-2016《通风与空调工程施工质量验收规范》(全部),10个强制性条文(原2002版14个强制性条文)。
GB 50261-2017 自动喷水灭火系统施工及验收规范,6个强制性条文。
GB 50263-2007气体灭火系统施工及验收规范,11个强制性条文。
GB 50498-2009固定消防炮灭火系统施工与验收规范,12个强制性条文。
GB 50591-2010 洁净室施工及验收规范(附条文说明),8个强制性条文。
GB 50411-2007 建筑节能工程施工质量验收规范,20个强条中涉及安装的有7个。
GB50974-2014 消防给水及消火栓系统技术规范,41个强条。
(三)涉及的分部工程
按照GB50300划分:建筑工程共10个分部,包含103个子分部,其中安装68个。(地基与基础10
子分部;主体结构7个子分部;建筑装饰装修12个子分部;屋面5个;建筑给排水及采暖15个子分部;通风空调20个子分部;建筑电气7个;智能建筑19个子分部;建筑节能5个子分部(安装占4个);电梯3个子分部)
机电安装工程常见质量通病
(一)设备安装
包括:各类风机、泵、制冷机、空调机组、水箱、气压罐等。
1、常见通病:
——进出口管道缺支架,重量直接压到设备上。
——水泵风机等没有设置减震装置;立式水泵采用弹簧减震器;减震台座采用弹簧减震,但没有防止水平移动的限位装置;(S是Spring的缩写,代表弹簧减震。减震方式有两种:橡胶减震(R)和弹簧减震(S));
——水泵安全装置不全,存在泄露现象;
——冷水泵、换热器没有保冷,出现结露,有的出现结冰现象;
——水泵周围排水槽未设置,或暗设排水口直径过小,且无滤网;
——设备地脚螺栓露出过长,无防护措施,产生锈蚀。
——生活水箱溢流管、呼吸管没有加防虫网,且溢流口与排污管过近;
——同型号成排设备高度、位置不统一,接线方向不一致;
——分气缸、分水器等安装固定不正确,滑动端无法活动;
(二)管道安装
包括:生活给排水管道、雨污水管道、消防管道、医院气力输送管道、氧气管道、空气管道、煤气管道、空调水管道、通风空调管道、防排烟管道等。
1、管道布局问题:
——成排管道布局不统一,阀门、仪表等高度、方向不一致,不美观。
——管道与结构、装饰、电气等专业布置不符合规范,上下左右位置、间距没有处理好
——管道打架、交叉现象(热水),存在软硬碰撞,甚至无法保温;
——管道井内管道排列不整齐,布置凌乱,人员进出和操作不便;
——管道与建筑墙面存在交叉污染现象;
——阀门井积水,无上下爬梯;消防水泵接合器高度不符合,与建筑物距离不满足;
——管道、阀门位置高度不合适,半明半暗,部分埋在基础或地面内不便维修;
2、管道支架安装问题:
——支架切割用氧乙炔,断面未处理,螺栓孔用气焊、电焊割孔,非机械钻孔;
——支架间距过大,用料截面小,强度不够、存在变形;
——同一管道支架形式不统一,做工粗糙,安装方向不一致,成排管道没有采用共同支架;
——支架除锈不到位,焊接药皮未打磨,油漆不均匀,锈蚀严重。
——不锈钢管子、风管与碳钢支架没有加隔离垫;塑料管支架部位没有加胶垫或塑料套管;
——有隔热层的管道,在管墩或支架处不加管托或管托高度不够,或焊接固定位置不正确。
——风管、消防管道未设置防晃支架或距离偏远;
3、管道安装敷设问题:
——管道环焊缝与支架净距、直管段两相邻环向焊缝的间距小;
——管道焊缝成型差,对口错边大,不锈钢管道焊口没有酸洗;
——管道与支架点焊在一起,影响管道伸缩;
——管道丝扣连接时,丝扣露出过长、未进行防腐处理、有外露麻丝。
——管道法兰、阀门不匹配;管道弯头、三通与管子直径不配套,外径不一致;
——风管软连接存在不同轴和长度过短或过短现象
——压力排水管道没有安装压力表或安装位置不正确;
——管道穿墙、楼板不加套管,或长度、规格不符合要求;有的几根管挤在一个套管内,不便于封堵;穿过防火墙、楼板的塑料管道没有加设阻火圈;
——管道穿过防火卷帘,但没有采取有效封堵。消防水泵入口管倒坡或变径管没有使用偏心大小头;
——风管防火阀距墙较远,穿越伸缩缝部位没有设置两侧防火阀。
——防火封堵不严密、材料不阻燃,易烧蚀收缩;当欲封堵的贯穿物在高温下易软化变形或烧蚀收缩时,应采用遇火膨胀型防火封堵材料。防火封堵材料导热系数高的防火封堵材料就不能采用;(防止火焰、烟毒气体及热量的蔓延传播)
4、卫生洁具安装问题:
——成排卫生洁具标高、距离不一致,打胶不均匀;
——盥洗台高度不满足要求,下部的角铁支架多数只刷了防锈漆,或采用木质支架;
——医院等公共场所的水龙头没有采用非接触或非手动;
——地漏安装位置不正确,高度不符合要求,水封高度不够50mm,应安装在楼地面最低处,其篦子顶应低于地面5mm。
5、保温保冷问题
——冷媒管道没有加隔离块,穿墙保温没有保冷,接缝不密实,出现结露;
——仪表接管处封堵不严、管卡式支架处没有加厚处理,露出部分结露较多;
——冷水泵进口管道支架没有防冷桥措施,或保冷没有延续到支架法兰部位;
——阀门法兰等拆卸部位外保护层没有收口、外防护壳过长;
——冷水管道阀门没有单独设保温,与管道连在一起;或阀门盒采用拉铆钉连接,不易维护;
——金属保护层有的纵向搭接缝设在管子上方,没有设在管中心线下方15-45度处,纵向搭接不顺水。
一)质量通病预防措施
1)配备好项目技术人员、质检人员,明确责任分工;
2)加强质量通病危害性宣传,帮助作业人员了解其内容;
3)选择好作业队伍,加强人员素质和技能培训;
4)确定质量通病控制的重点(有侧重),建立奖罚措施;
5)确定施工方法,深化设计、明确细部做法,下达作业指导书,组织好技术交底(可利用BIM可视化功能);
6)实行样板引路,建立实物或3d样板,明确质量合格标准;
7)熟悉规范、图集、图纸要求,加强过程巡检,及时纠正;
8)做好原材料采购与验收控制(材质、规格、质量);
9)检验试验及验收策划,建立清单,对易发部位进行预控。
(二)建筑给排水及采暖系统安装(消防系统)
1、注意消火栓设置
参照15s202图集
——室内消火栓的布置应保证每一个防火分区同层有两支水枪的充实水柱同时到达任何部位。室内消火栓设置时不可跨越防火分区使用。
——消火栓门开启时,不影响火灾时所必须使用的蔬散通道。
——水平环网,检修停止使用的消火栓不得超过5个,以此确定是否箱外加阀门。
2、室内消火栓箱安装注意4点:
——开启角度:按照GB50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》箱门的开启不应小于120°。(GB14561-2003《消火栓箱》不得小于160o)。
——有饰面的消火栓箱门应做成双转轴消火栓暗门(双铰链隐藏式合页),箱门上应设置防撞链。
——箱门上标志:图集04S202《室内消火栓安装》中:消火栓箱门颜色应与四周墙壁饰面有明显区别,应有“消火栓”、“火警119”标志。字体不得小于:高 lOO mm,宽 80 mm。
——暗装的消火栓箱应采用水泥砂浆四周嵌实,严禁使用混合砂浆填补。
3、注意室内消火栓安装尺寸:
参照GB50242——栓口方向应朝外,不应安装在门轴侧(开门见栓,开门见钮);当箱体厚度小于200mm时,应配置旋转型消火栓。
——栓口中心距地面为1100mm,允许偏差±20mm;——消火栓中心距箱侧面为140mm,距箱后内表面为100mm,允许偏差±5mm;(图集15S202《室内消火栓安装》:当配置消防软管卷盘时,距侧壁为250mm,距箱底220mm;但同时配备消防软管卷盘和灭火器时,距底面高度380mm;单栓配轻便消防水龙和灭火器时,距底面高度380mm)。
4、注意消防水泵安装:
——进出水管:应保证消防水池的有效容积能被全部利用;水泵应采取自灌吸水,且吸水管不应少于两条;
——消防水泵吸入口应采用有可靠锁定装置的蝶阀,不得用对夹式阀门);
——消防水泵吸入管不能有倒坡。管道变径应采用偏心异径管,应管顶平接。
——立式水泵的减振装置不应采用弹簧减振器。
5、消防喷头安装应注意
——注意启动温度,不可装错。(橙色57℃,红色68℃,黄色79℃,绿色93℃,蓝色141℃,紫色182℃,黑色227℃)
——注意需要加集热罩(集热板)的部位:
当消防喷淋头上方有孔洞、缝隙,应在喷头的上方设置集热罩:
a、地下车库梁下增设的喷头(当梁的宽度小于360mm));
b、如喷淋头安装高度超过5米以上的,需要设置集热罩。
c、所有下喷不吊顶的地方(含管排下喷),都必须安装集热罩。
d、当消防喷淋头的安装位置与屋顶的距离大于30cm,应安装集热罩。
——不需加集热罩:上喷式喷淋头靠近楼板则不需要增加集热罩;在风管下安装的喷淋头不需要增加集热罩;(尺寸圆形直径不小于400mm,方形边长不小于350mm)
——注意喷头排列布置:块材吊顶应居中布置,暗装喷头应与吊顶贴合紧密。(上喷用于无吊顶的场所,下喷用于有吊顶的场所)。喷淋头距墙不小于300mm,不大于1.8米;
——上下喷设置。当喷淋头与吊顶距离大于800mm时,且吊顶内有可燃物时需使用上下喷;(如同时满足:a闷顶内配电线路采用不燃材料套管或封闭式金属线槽;b风管保温材料等采用不燃、难燃材料制作;c无其他可燃物)。
——下喷设置:当梁、风管、管排、桥架宽度大于1.2m时,应在其腹面下增设喷头。
6、注意防晃支架设置(水喷淋与气体灭火不同):
——自动喷水灭火系统:直径大于等于50mm配水干管或配水管,每段应不少于一个防晃支架,间距不大于15m;管道改变方向应增加防晃支架。
——气体灭火系统:管道末端应采用防晃支架固定,支架与末端喷嘴距离不大于500mm。DN≥50 mm的主干管道,垂直方向和水平方向至少应各装1个防晃支架;当穿过建筑物楼层时,每层应设1个防晃支架;当水平管道改变方向时,应增设防晃支架。
7、充分重视水泵接合器安装:
——注意安装位置:距马路2m以内,距建筑物不少于5m。距室外消火栓或消防水池距离15-40m。
——地下式接合器:接合器接口距井盖不大于400mm,且不小于井盖半径。应有爬梯和进人通道。
——地上式接合器:99S203《消防水泵接合器安装图集》栓口高度0.7m,成排布置应高度一致、间距均匀。
——墙壁式接合器高度:GB50242-2002规定:消火栓水泵接合器如设计未要求,栓口距地面应为1.10m(允差±20mm)。GB50261-2017规定:自动喷水水泵接合器当设计无要求时,其安装高度距地面宜为0.7m。
——水泵接合器与门窗孔洞净距离不应小于2m,且不应安装在幕墙下方。
——水泵接合器标识:永久性固定标识;“消防水泵接合器”专用井盖;区分自动喷水灭火系统与消火栓系统。
1、注意10类管道坡度:
——给水水平管道应有 2‰~5‰的坡度,坡向泄水装置;
——悬吊式雨水管道的敷设坡度不得小于 5‰;
——连接卫生器具的排水管管径和最小坡度10-25%。
——汽、水同向流动的采暖热水管道、蒸汽管道、凝结水管道,坡度应为 3‰,不得小于 2‰;
——汽、水逆向流动的采暖热水管道、蒸汽管道,坡度不应小于 5‰;
——排水管道严禁无坡或倒坡,坡向要正确。
2、注意4类套管安装:防水套管、防火套管、穿墙套管、密闭穿墙短管:
——地下室或地下构筑物外墙有管道穿过的,应采取防水措施;对有严格防水要求的建筑物,必须采用柔性防水套管;消防水池进出管道如有振动加柔性套管。
——高层建筑中明设排水塑料管道,应按设计要求设置阻火圈或防火套管。
——管道穿过墙壁和楼板,应设置穿墙套管,保温管道穿墙部位保温层应连续。穿墙套管外侧表面加设装饰圈。
——人防工程密闭穿墙短管两端伸出墙面的长度:给排水穿墙短管应大于40mm;通风穿墙短管应大于100mm。
3、注意管道支架的形式
——型钢管道支架及固定连接板宜做倒角处理,螺栓长度一致,宜加圆头螺帽。
——管道支架间距合理,提前策划,同一管道支架形式应相同,朝向一致。
——管道补偿器固定支架位置形式符合要求。有位移管道的管托、吊架应考虑膨胀方向。
——塑料管与金属支架,不锈钢管及有色金属管道与碳钢支架支架应加设隔离材料。
——抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计。GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》:
a防排烟风管、事故通风风道及相关设备应采用抗震支吊架。此为强制性条文。
b重力大于 1.8kN 的空调机组、风机,当采用吊装时应设置抗震支吊架。
c锅炉房、制冷机房、热交换站内的空调水系统管道应有可靠的侧向和纵向抗震支撑。
d室内给水、热水以及消防管道管径大于或等于 DN65 的水平管道应设抗震支吊架。
4、应关注三井(管道井、阀门井、风井)
——管道井:施工前策划管道布置、支架设置、穿墙穿楼板形式、封堵方法。
——阀门井:管道穿过井壁密封良好,井内管道、阀门方向正确、涂层完好,井底干燥清洁,上下方便、容易维修。
——风井:注意管道与风井连接的密封性,风井内部清洁。
5、注意螺栓安装长度
——安装方向要正确,材质与法兰匹配,规格一致,可加圆头螺帽。
——螺栓长度适中,拧紧后与螺母平齐为宜,严禁戴不满扣:
GB50242-2002:螺栓突出螺母的长度不应大于螺杆直径的1/2。
GB50243-2016:空调水管道的螺母应与螺栓端部平齐或略低于螺栓。
SH3501-2011紧固后的螺柱与螺母宜平齐。
GB 50517-2010 紧固后的螺栓与螺母宜齐平或露出1个~2个螺距。
GB50235-2010:紧固后的螺栓与螺母宜齐平。
只有两个标准要求外露:
GB 50263-2007 《气体灭火系统施工及验收规范》 :螺栓凸出螺母的长度不应大于螺杆直径的1/2,且有不少于2条外露螺纹。
GB 50974-2014《消防给水及消火栓系统技术规范》:螺栓拧紧后宜伸出螺帽1~3个丝扣;
6、注意管道材质选择
——燃气系统管道与机组的连接不得使用非金属软管;
——氨制冷剂系统管道、附件、阀门及填料不得采用铜或铜合金材料(磷青铜除外),管内不得镀锌;
——输送乙二醇溶液的管道系统,不得使用内镀锌管道及配件;
——管道保温、封堵材料应不可燃。
7、注意设备安装质量
——安装牢固、运行平稳、减震有效;
——成排设备排列整齐,标高一致,表面清洁,安全装置齐全;
——基础处理美观,底座灌浆抹面到位,排水设施符合要求。
(三)通风空调系统
1、注意防火阀安装位置:
——通风、空调系统的风管设置70℃防火阀;厨房设置150℃防火阀;防排烟系统设置280℃防火阀。应设防火阀的位置:
a穿越防火分区处;
b穿越通风、空调机房的房间隔墙和楼板处;
c穿越重要或火灾危险性大的场所的房间隔墙和楼板处;
d穿越防火分割处的变形缝两侧:
e竖向风管与每层水平风管交接处的水平管段上。
——防火分区隔墙两侧的防火阀,距墙表面不应大于200mm;
——直径或长边尺寸大于等于 630mm的防火阀,宜设独立支、吊架。
——在防火阀两侧各2.0m范围内的风管及其绝缘材料应采用不燃材料;
——安装方向正确,一般安装朝向火灾危险性较大一侧;操作方便。
2、注意风管软连接安装:
——使用温度满足要求,应为A1级不燃材料。(硅橡胶布-70-250℃;氟橡胶布≤250℃长期使用;三元乙丙橡胶布≤120℃;硅钛防火布900℃;织物风机软连接1300)
——连接方式应正确,接缝严密。可采用法兰连接、卡箍连接。矩形柔性连接管与风管连接不得采用抱箍固定;柔性连接管与法兰组装宜采用压板铆接,铆钉间距宜为60-80mm。
——风管软连接安装长度不大于300mm。软连接装配长度大于150mm时,避免直接连接在变径异形件上。
——禁止将风管软连接作为天圆地方、变径管使用或作为设备末端接口追位连接部件使用。
——与软连接直接连接的风管,距离软连接1m内应设置防晃支架。
——两侧风管应保持同轴,松紧适度,没有扭曲变形、破损、霉变、开裂现象,不宜使用自攻钉固定,可用拉铆钉。
3、注意设备管道标识
——色标。消防管道配水干管、配水管应做红色或红色环圈标志。环圈宽度不小于20mm,间隔不大于4m,一个单元内不少于2处;气体灭火管道色环宽度不应小于50 mm。
——文字标识。设备机房、管道层、管道井、吊顶内等部位的主干管道,应在管道的起点、终点、交叉点、转弯处、阀门、穿墙管道两侧以及其他需要标识的部位进行管道标识。直管道上标识间隔宜为10m。
——标识应事先进行设计策划,确定字体字号及箭头尺寸,标识宜采用喷涂的方法。
4、注意保温质量
——管道防潮层的立管应由管道的低端向高端敷设,环向搭接缝应朝向低端;
——外防护层纵向搭接缝应位于管道的侧下面,并顺水;
——阀门、法兰部位的保温层结构应严密,且能单独拆卸,并不影响其操作功能;
——保温保冷管道穿越墙体或楼板处的钢制套管,管道与套管四周间隙应使用不燃绝热材料填充。
——室外或潮湿保温的仪表、阀门部位应封堵打胶。
施工细部做法对比
1、水泵安装
2、消防水泵接合器安装
3、报警阀安装
4、管道井内安装
5、溢流排污管道
5、通气管安装
6、管道安装
7、消火栓箱安装
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B. 压力管道常见故障类型与原因有哪些

压力管道在设计、制造、安装、运行、检验、维修等各个环节中,由于各种原因使得压力管道发生故障,轻则导致压力管道发生“失效”现象,使其不能发挥原有效能;重则发生事故,对企业和个人的生命财产安全带来严重影响。因此为了保证压力管道的安全运营,必须了解压力管道的常见故障形式,对其进行经常性的安全监测。本部分仅介绍压力管道主要组成部分的常见故障形式及其成因,关于压力管道因故障而引起的泄漏、爆管等事故将在下一节中加以详细论述。

管子与管件的故障形式与成因

作为压力管道的主要组成件,管子与管件对压力管道的安全运行非常关键。它们的主要故障形式包括变形、位移、振动、管壁严重减薄、裂纹以及焊接缺陷等,这些故障将使得管道受损,严重时将引发泄漏、爆管、断裂等各种事故,因此必须对管子与管件的故障进行有效检查与监控。

(1)管子与管件的故障形式。

①变形。压力管道在安装、施工及长期使用过程中,由于外力、地质灾害等原因而使得管道发生挠曲、下沉,或者使得管道与管道、管道与相邻设备之间相互碰撞摩擦,而导致管子发生塌陷、鼓胀等异常变形情况,严重时可以影响管道的正常安全运行。管子及管件的严重变形可以通过宏观检查发现,也可通过管道变形检测器等设备进行检测。

②位移。这里所说的位移是指可能对管道安全产生不利影响的较大位移。管道发生较大位移时,可能会影响到相邻管道,或受相邻建筑构件的影响而导致管道热位移受阻,或对敏感设备产生较大的附加外力,等等。例如管架上的管道因发生较大的横向位移而影响到相邻管道;管架上的管道发生较大的轴向位移而导致管托滑落横梁;临近梁柱的管子,因较大的横向位移受到梁柱的阻碍而导致管子热位移受阻,或导致热膨胀转移到另一端的支架或设备上;与敏感设备相连的管道,因较大的位移而引起管子对设备的管道附加应力超标,从而引起相应设备不能正常工作或损坏。

③机械振动。所谓的机械振动,是指物体在其平衡(或平均)位置附近来回往复的运动。在石油化工装置中,除往复式压缩机和往复泵的进出口管道存在机械振动外,还时常碰到下列一些管道的机械振动,即两相流介质呈柱塞流时引起的管道振动;因介质水锤效应引起的管道振动;介质因发生涡流而激发的管道振动;离心机械因动平衡不好引起的管道振动;风载荷引起的管道振动;地震载荷引起的管道振动;等等。这些管道振动有一个共同特点,即它们都不是正常操作工况下必然出现的机械振动,而是由于设计不当,或者操作不当,或者因自然因素而引起的机械振动,这些振动在工程上都是有害的,可能影响到管道和相关机器的正常运行,严重时会造成介质泄漏,甚至导致管道的疲劳破坏,造成火灾等重大事故。必须采取相应的措施以避免可能因振动而带来的破坏。

④管壁严重减薄。压力管道内部介质的长期、高速流动将会使管子与管件的内壁减薄或者使密封副遭受破坏,影响其耐压强度和密封性能。同时,如果管道的防腐层遭受破坏,那么易发生因介质的全面作用引发的均匀腐蚀,从而使管道壁厚随使用时间的延长而不断地减薄,此外,还可能因防腐层的局部破坏而导致管道局部腐蚀的发生,这将加剧管子的腐蚀速率,严重影响管道的使用寿命。当管道壁厚减薄到一定值时,会使管道难以承受所负的载荷,即管道会因强度不够而发生破坏。

⑤裂纹。压力管道在运行中遭受疲劳、应力腐蚀、氢腐蚀、动载荷等作用时,经过一段时间后,会萌生微裂纹,微裂纹进而扩展为宏观裂纹。裂纹是压力管道的严重缺陷之一。一旦裂纹快速扩展,如不采取有力措施就可能发生爆管事故,进而引起一系列的严重后果。产生裂纹的主要原因包括如下几种情况,一是管道在轧制、焊接残余应力产生的裂纹;二是管道在使用中因疲劳、腐蚀、振动产生的裂纹;三是管道压力、温度频繁波动而导致的裂纹。在役压力管道出现裂纹后,一般不必立即判废,通常可以对裂纹的扩展及其最终断裂条件进行评价,从而计算出其剩余寿命。在剩余寿命内,管道是安全的。

⑥焊接缺陷。管子及管件焊缝外观质量超标,主要表现在焊缝金属超高、未焊透、咬边、焊瘤、母材上有飞溅物(尤其是合金母材)等。焊缝的这些缺陷都会影响到焊接接头的性能,进而危及管道的安全性。

(2)管子与管件的故障成因。压力管道的管子与管件等部件发生故障的原因有很多,将其进行分析归纳,可以划分为以下几类:

①机械损伤。机械损伤主要包括蠕变、疲劳与外来损伤三种形式。如第五章所述,蠕变就是金属材料长期在高温和应力的长期作用下发生的缓慢塑性变形现象。金属材料在蠕变过程中,晶界处会逐渐形成圆形或楔形空洞,并因空洞的长大和相互连接而形成沿晶的蠕变微裂纹,宏观上则显示出金属材料的过渡变形。由于压力温度异常脉动等因素的影响,而导致管壁应力值的增加或材料力学性能的下降,成为蠕变破坏的源头。在高温和应力的作用下,金属材料发生蠕变是绝对的。但蠕变对管子的破坏是一个缓慢而长期的过程,在管道的预期使用寿命后期其破坏作用才会逐渐显现出来。

如果管道长期承受大小和方向都随时间而发生周期变化的交变载荷,将形成疲劳裂纹核心,逐渐扩展最后导致管道发生断裂等事故。管子产生交变载荷主要有以下几种原因:一是间断输送介质而对管道反复加压和卸压、升温和降温;二是运行中压力波动较大;三是运行中温度发生周期性变化,使管壁产生反复性温度应力变化;四是因其他设备、支承的交变外力和受迫振动。在反复交变载荷的作用下,管子几何结构不连续的部位和焊缝附近存在应力集中,有可能达到和超过材料的屈服极限。这些应力如果交变地加载和卸载,将使受力最大的晶粒产生塑性变形并逐渐发展为微裂纹。随着应力周期变化,微裂纹也会逐步扩展,最后导致破坏。

外来损伤也会给管子与管件带来严重影响,如地震、大风、洪水、雷击等自然灾害将导致管道的机械损伤,而人为的机械损伤,如管钳的压痕等将可能加剧管道发生腐蚀等损伤,而人为的破坏则更是促使管道发生泄漏、爆管等严重事故的原因之一。

②腐蚀。压力容器可能因腐蚀而发生破坏,而腐蚀也是使管道发生破坏的重要原因之一。管道的腐蚀是指管子在内部介质、外部环境以及应力的作用下,发生化学或电化学反应,使管子产生退化或失效的现象。有时不合理的操作会导致介质浓度的变化,加剧腐蚀破坏。不断的腐蚀将会使管子壁厚严重减薄,甚至发生破裂。根据压力管道腐蚀发生的部位,可以分为外腐蚀与内腐蚀。根据腐蚀的危害程度,还将管道腐蚀分为全面腐蚀(均匀腐蚀)、局部腐蚀(孔蚀)、应力腐蚀等几种情况。其中应力腐蚀往往在没有先兆的情况下突然发生,因此其危害性更大。

应力腐蚀裂纹及断裂是管道在拉应力和腐蚀性介质共同作用下发生的破坏,它既可发生于生产过程中,也可能发生于使用之前,甚至出现在管材加工成型期间,这是管道腐蚀的主要原因之一。应力腐蚀裂纹多发生于管道的纵焊缝、环焊缝等处,常伴有严重的孔蚀及其他一般性腐蚀。产生应力腐蚀除介质的因素外,应力集中的存在则是主要的原因。应力包括直管或弯管在制造时因矫直加工硬化和弯制过程中产生的残余应力、安装不良引起的结构应力、焊接过程中因热分布不均匀而产生的焊缝应力。大量统计表明,加工和焊缝残余应力引起的事故占管道应力腐蚀事故总数的80%以上。从实际运行看,细管易发生应力腐蚀破坏,而粗管反而不易破裂,这可能是因为细管变形后产生的残余应力一般比相同情况下的粗管要大的缘故。

③设计与材料选择不合理。压力管道的设计不合理,在制造、施工过程中存在的缺陷,如管道柔性不符合要求,材料选用不当或含有原始缺陷,焊接不当或冶金超标等,都可能引起材料性能恶化、损伤或破裂,在管道的某些局部可能产生很大的应力,将可能导致管子发生低应力脆断,最终促使压力管道失效,引发严重事故。

④操作和维修失误。压力管道违反操作规程运行,将致使其实际工况条件恶化,包括超压、超温、腐蚀性介质超标、压力温度异常脉动等;低的操作温度则会引起材料的韧性下降,允许的临界裂纹尺寸减小,从而有可能导致管道脆性破坏,超温超压还会导致管道接头泄漏。管道上的严重缺陷或损伤未能被检测发现,或缺少科学评价,以及不合理的维修工艺造成新的缺陷和损伤等,都将可能促使压力管道发生故障,导致事故的发生。

以上四种原因可能单独作用,也可能共同发生作用,从而使得管道发生故障。此外,还可能有一些目前尚无法查明的未知原因,将使得管子与管件发生故障,这在实际工程特别需要注意防范。

法兰与阀门的故障形式与成因

法兰与阀门是压力管道的重要组成件,其完好程度对于压力管道的安全运行也具有十分重要的意义。

对法兰来说,其故障形式主要为:在高温下的应力松弛,使法兰偏口、法兰面发生异常翘曲或变形;连接螺栓等紧固件不齐全,或者紧固件发生松动或腐蚀现象,都可能导致法兰失效,管道发生泄漏。

(1)对于阀门来说,故障之一为阀门不通。原因主要包括:控制通道被杂物堵塞(通道细小,容易堵塞);活塞因锈渍卡在最高位置,虽上部受力,但不能向下移动,打不开主通道。

(2)故障之二为阀门直通,不起减压作用。原因有:活塞在某一位置(不是最高位置)卡住;主阀阀柄在导向孔某一位置(不是密合位置)卡住;主阀阀瓣下部弹簧断裂或失效;脉冲阀阀柄在阀座孔内某一位置(不是密合位置)卡住,使之总是受压;主阀瓣与主阀座两密封面之间,有污物卡住或有刻痕;膜片因疲劳或损坏而失灵。

(3)故障之三为阀后压力不能调节。其原因除了上述因素之外,还可能包括:调节弹簧失灵;帽盖接缝泄漏,不能保持压力。

除了以上三种故障,还有一种现象,就是阀后压力脉冲波动,极不稳定。这是输入介质与输出介质差量太大之故,应重新选择阀径相当的阀门。还有一个造成阀后压力不稳的原因是,调节弹簧选择不当。

支吊架的故障形式与成因

支吊架是压力管道的主要支撑设备,其主要故障如下所述。

(1)弹簧支吊架的工作高度与设计值不符。即管道的实际位移与理论计算位移有差异。这可能是因为管道周围存在阻碍管道自由热膨胀的情况;或者管道设计时发生计算错误;

(2)承重支架脱空。这种情况经常出现在泵的进出口管道段、沿塔敷设管道的水平段等位置。当生产过程中温升发生变化时,设备自身会产生一定的位移,从而带动管道位移而导致承重支架脱空;

(3)导向支架的卡死或损坏。当导向支架遭受到管子的较大横向位移时,会导致导向支架卡死或损坏;

(4)管托滑落。如果施工时将管托滑板长度做得太短,或设计时所考虑的管道轴向位移过小,都可能导致管托从支撑梁上滑落下来,使管子在装置停车时不能复位,从而造成管子或承撑梁的破坏。

安全附件的故障形式与成因

安全附件也是压力管道不可或缺的组件,主要包括压力表、安全阀和爆破片等,它们在紧急情况下对压力管道设备起保护作用。

(1)压力表的故障一般为:指示失灵、刻度不清、表盘玻璃破裂、泄压后指针不回零位、表内弹簧管泄漏或压力表指针松动、指针断裂或外壳腐蚀严重等。

(2)安全阀的主要故障是:铅封损坏、发生锈蚀,或者已经过了合格的校验期。

(3)爆破片的主要故障则包括:安装方向发生错误,或者爆破压力和温度不符合运行要求及其他异常情况。

安全附件的故障主要是因为仪表选择不当、使用时间过长或者是运行时的工况条件十分恶劣而导致的。

此外,为了确保安全生产和减轻操作人员的劳动强度,现代的化工设备中多已进行了自动控制系统的应用,或对原有的化工设备进行了自动控制改造,使用了很多,如各种传感器、自动控制元器件,通过远程终端进行显示,这些传感器和控制元件也可能在使用一段时间后发生失效或显示数据不准,其原因是多种多样的,部分原因可能与前次检测设备有关,但大多数则可能与各种生产和环境因素有关,由于篇幅限制,有关问题需要通过专业的书籍进行学习了解。

C. 压力管道常见事故与处理方法有哪些

压力管道常见事故分析

与压力容器一样,压力管道的破坏性事故可能会引起灾难性的后果。压力管道的事故管理,就是通过对破坏性事故进行认真的调查分析,找出确切的事故原因,其目的就是要逐步摸清并掌握压力管道安全运行的规律和科学管理的方法,从事故中寻找管道设计、材料、制造、安装、运行和检验等各方面的经验教训,以期提高压力管道的综合管理水平。管道的事故原因往往是多方面的,常常是多种不安全隐患和因素交叉在一起,促成了事故的发生。对事故的技术分析就是要找出这些不安全因素和它们之间的影响和关系,从不同的角度提出预防事故的措施。随着压力管道安全管理工作力度的不断加强,对压力管道的设计、制造及安装等环节的监察强度加大,压力管道的役前检验、使用管理和定期检验等一些措施逐步得到落实,压力管道的安全可靠性将会不断提高。

(1)压力管道常见事故。

①爆管事故。压力管道试压或运行过程中由于种种原因造成穿孔、破裂致使系统被迫停止运行的事故被称为爆管事故。当管道发生爆管时,管内压力瞬间突降,释放大量的能量和冲击波,危及人身安全和周围环境。爆管事故在长输压力管线直接式加热炉炉管发生的可能性较大,由于加热炉承受高温高压,炉管直接接触火焰,各种介质对金属产生化学或电化学腐蚀,在管道工况发生变化时,极易发生介质泄漏着火爆炸事故。热泵站操作流程或设备时,如果开错阀门或程序不对,可能造成管道憋压,压力超过管材的屈服极限时就会发生爆管事故。对于停输管道,如果未按规定泄压,在高温天气下,极有可能造成压力管道薄弱处撕裂爆管。发生爆管事故后,要立即改换流程,必要时管道停输处理。

②凝管事故。对于输送特定介质如原油的压力管道,可能发生凝管事故。根据原油流变学原理,含蜡原油在凝点以上(3℃)左右时开始出现屈服值[含蜡原油屈服值是用于计算停输管线再启动压力的重要流变参数。根据原油流变学原理,含蜡原油在凝点以上(3℃)时开始出现屈服值,随着温度降低,屈服值随之增大,当温度进一步降低,原油中蜡逐渐从原油中析出,并呈固体颗粒悬浮于液态原油中,此时原油表现出假塑性、触变性等非牛顿性质)],随着温度降低,屈服值随之增大,当温度进一步降低,原油中蜡逐渐从原油中析出,并呈固体颗粒悬浮于液态原油中,此时原油表现出假塑性、触变性等非牛顿性质,当蜡晶增多形成结构力强的三维网络结构,原油输量逐渐变小,压力增大,如果不及时采取有力措施,最终原油整体将失去流动性,发生凝管事故。

一旦发现管道压力和流量出现异常,应立即开泵顶油,提高各站温度。如果压力超过管道的允许强度,还应考虑采取分段挤压、在低温段开口加注热柴油等措施。

③泄漏事故。压力管道由于各种原因造成的介质泄漏统称为泄漏事故。长输压力管道发生泄漏时,应及时降压、切换流程,根据泄漏情况采取合适的方法进行维修补漏。补漏方法有焊接法、管卡堵漏法、丝堵堵漏、换管、加套管、密封剂堵漏等。

④裂纹事故。压力管道在运行中遭受到疲劳、应力腐蚀、氢腐蚀、动载荷等作用时,在经过一段时间后,会萌生微裂纹,微裂纹进一步扩展为宏裂纹。裂纹是压力管道最危险的一种缺陷,裂纹扩展很快,如不采取有力措施就会发生爆管。

产生裂纹后,可以采取挖补、换管等措施,挖补增大了应力集中区域,通常采取局部换管方式比较安全。

(2)压力管道事故的分析。当压力管道发生事故后,使用单位除应迅速采取措施进行处理外,还应注意严格保护事故现场,及时收集有关信息和资料,如现场录制的图像、损坏件的断口状况、原始操作记录以及事故调查报告等,以对事故分析提供客观、科学的依据。对事故原因进行分析时,应采取测量宏观变形量;检验材料的化学成分和力学性能;进行断口的宏观分析和显微分析等技术手段。然后依据有关资料和技术检验结果进行事故综合分析,包括破坏程度,爆炸性质和破坏形式,最后找出事故原因,以吸取教训,防患于未然。

压力管道的事故处理

原劳动部1997年第8号部令颁发了《锅炉压力容器压力管道设备事故处理规定》,对锅炉压力容器压力管道设备发生事故的报告、调查、处理与结案作出了明确规定。

压力管道和锅炉压力容器一样,按其损坏及损失的程度,可分为三类,爆炸事故、严重损坏事故和一般损坏事故。凡爆炸事故造成死亡超过10人或受伤(包括急性中毒)超过50人的,由国家质量技术监督局组织调查并负责结案工作;爆炸事故死亡10人以下或受伤(包括急性中毒)50人以下,以及有关人员伤亡的严重损坏事故,由省级质量技术监督行政部门组织调查并负责结案工作;无人员伤亡(包括急性中毒)的严重损坏事故及有人员伤亡的一般损坏事故,由地、市级质量技术监督行政部门组织调查并负责结案工作。相关的压力管道事故报告制度如下。

(1)发生特别重大事故、特大事故、重大事故和严重事故后须立即报告主管部门和质量技术监督行政部门。发生特别重大事故或特大事故后还须直接报告国家质量技术监督局。

(2)事故报告应当包括以下内容。

①事故发生单位(或者业主)名称、联系人、联系电话;

②事故发生地点、时间(年、月、日、时、分);

③事故设备名称;

④事故类别以及事故概况;

⑤人员伤亡、经济损失。

(3)事故发生部门及有关人员,必须实事求是地向事故调查组提供有关设备及事故的情况,如实回答事故调查组的询问,并对所提供情况的真实性负责。

(4)按有关规定及时如实向主管部门和质量技术监督行政部门报告压力管道事故,并协助做好事故调查和善后处理工作;

(5)对事故发生单位,要落实事故“三不放过”的原则,即事故原因未弄清不放过、责任人未受到教育不放过、防范措施不落实不放过,并追究相关事故责任,建立事故登记台账及完整的事故档案,以防止事故的再次发生。

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