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熱力管道全面檢驗的技術(shù)要求分析

2013-08-15 00:54
科技視界 2013年5期
關(guān)鍵詞:管段熱力管線

金 路

(寧夏鍋爐壓力容器檢驗所 石嘴山所,寧夏 石嘴山753000)

0 引言

熱力管道的檢驗對于保證管線正常運行、公眾的生命安全和社會經(jīng)濟的快速發(fā)展有著重要的意義,但至今有關(guān)的維護、檢驗規(guī)程等未見發(fā)布,管道又大部分埋設(shè)在地下,有時甚至查漏還有相當困難,所以應(yīng)加強熱力管道檢驗規(guī)程的研究。

1 管線現(xiàn)場核對與空視圖的計算機繪制的要求

對管線單線圖需要進一步進行現(xiàn)場核實,為滿足壓力管道安全管理的需要,按規(guī)定要求對管線進行計算機空視圖繪制,直至符合壓力管道管理、檢驗的需要??找晥D在三維坐標紙上繪制,在空視圖中將壓力管道的起、止設(shè)備號(或管線號),管線走向和各段的坐標,壓力管道附件如管件、閥門、溫度計、壓力表、保溫狀況等標注清楚,確定焊縫位置,并對焊縫、測厚部位進行編號等,在提交檢驗報告時提供空視圖計算機文件。

2 管道測厚檢驗的要求

對易受沖刷、腐蝕的直管、彎管、三通等部位進行測厚檢查。測厚的方法采用常規(guī)的超聲波測厚、不用拆除保溫的渦流測厚和局部拆除保溫的MsS長距離導(dǎo)波檢測與監(jiān)測技術(shù)交互運用。常規(guī)超聲波測厚和渦流測厚其檢測總比例應(yīng)大于等于10%,MsS長距離導(dǎo)波檢測與監(jiān)測技術(shù)主要應(yīng)用在重要段管線和長距離單向管線。

采用常規(guī)的超聲波測厚應(yīng)在拆除保溫段進行,測厚中如發(fā)現(xiàn)異常值時,則在該點前后左右部位增測4個點,如仍有異常,進一步擴大測厚范圍,找出異常厚度的區(qū)域及最小厚度值。

對穿跨越鐵路干線、重要橋梁、住宅及工廠重要設(shè)施的管段應(yīng)采用MsS長距離導(dǎo)波檢測與監(jiān)測技術(shù)和常規(guī)測厚進行監(jiān)測。有異常的部位,應(yīng)拆除保溫進行核查。

3 無損檢測的要求

3.1 表面探傷(滲透探傷和磁粉探傷)

檢測部位的選?。?/p>

1)宏觀檢查中發(fā)現(xiàn)裂紋或可疑情況的管道,應(yīng)在相應(yīng)部位進行表面無損檢測;

2)對波紋管膨脹節(jié)不銹鋼段的軸向焊縫,應(yīng)在相應(yīng)部位進行表面無損檢測;

3)對管子對接焊縫兩邊存在嚴重的敲擊變形時,應(yīng)在相應(yīng)部位進行表面無損檢測抽查;

4)對熱力管道上管件、閥殼、支吊架受力焊縫、與熱力管道管道連接的小管道的支管部位角焊縫、與設(shè)備接口部位角焊縫進行表面探傷抽查。

5)二次應(yīng)力較高的部位和重要管段(穿跨越鐵路干線、重要橋梁、住宅及工廠重要設(shè)施的管段)相關(guān)的角焊縫;應(yīng)在相應(yīng)部位進行表面無損檢測;

6)檢驗人員認為有必要時,應(yīng)在支管角焊縫等部位進行表面無損檢測抽查。

對于鐵磁性管道的焊縫,應(yīng)優(yōu)先選用磁粉探傷,對于不銹鋼等晶粒粗大的無磁性的焊縫,優(yōu)先選用滲透探傷。對二次應(yīng)力較高的部位和重要管段(穿跨越鐵路干線、重要橋梁、住宅及工廠重要設(shè)施的管段)相關(guān)角焊縫應(yīng)進行全部檢查,對其他部位根據(jù)現(xiàn)場情況和管子的歷史運行情況進行抽查。

3.2 超聲波及射線探傷

超聲波或射線檢測抽查的比例與重點檢測部位按下述原則確定:

本文所屬的蒸汽熱力管道焊接接頭檢測比例為10%且不少于2個(抽查的焊接接頭進行全長度無損檢測);對于振動較大的管道抽查比例應(yīng)為前面的2倍。

抽查的部位應(yīng)從下述重點檢查部位中選定:

1)二次應(yīng)力較高的部位和重要管段(穿跨越鐵路干線、重要橋梁、住宅及工廠重要設(shè)施的管段)相關(guān)的對接焊縫;

2)表面檢測發(fā)現(xiàn)裂紋的焊接接頭;

3)錯邊、咬邊嚴重超標的焊接接頭;

4)支吊架損壞部位附近的管道焊接接頭;

5)硬度檢驗中發(fā)現(xiàn)的硬度異常的焊接接頭;

6)使用過程中發(fā)生泄漏的部位附近的焊接接頭;

7)存在嚴重的敲擊變形的焊接接頭;

8)檢驗人員和使用單位認為需要抽查的其他焊接接頭。

4 理化檢驗的要求

對于蒸汽熱力管道應(yīng)選擇相應(yīng)部位進行金相和硬度檢驗抽查:

4.1 硬度值超過HB200時,檢驗人員視具體情況擴大焊接接頭內(nèi)外部無損檢測抽查比例。對于使用壽命接近或已經(jīng)超過設(shè)計壽命的管道,必要時應(yīng)取樣進行力學性能試驗或化學成分分析。

4.2 金相分析

1)球墨化評定:20#鋼珠光體球墨化評級按DL/T674執(zhí)行,采用與標準圖譜對比的方法,在金相顯微鏡250倍或500倍的倍率下進行球化級別的評定;必要時,亦可在更高倍率下觀察珠光體的細節(jié)。

2)石墨化評定:20#鋼石墨化評級按DL/T786執(zhí)行,焊接接頭的熔合線和熱影響區(qū)部位、彎管及變截面管的內(nèi)外壁附近,及溫度較高、應(yīng)力較大部位,石墨化程度較嚴重,是檢驗的重點部位。選擇石墨化程度最嚴重部位,同一檢查面應(yīng)選擇不少于3個視場,在放大500倍下,與本標準評級圖相對照進行石墨化評級。

5 壓力試驗的要求

5.1 蒸汽熱力管道有下列情況之一時,應(yīng)進行壓力試驗:

1)經(jīng)重大修理改造的;

2)使用條件變更的;

3)停用2年以上重新投用的。

對因使用條件變更而進行壓力試驗的管道,在壓力試驗前應(yīng)經(jīng)強度校核。

5.2 對于不屬于上述熱力管道的,經(jīng)使用單位和檢驗單位同意,通過泄漏性試驗的可以不進行壓力試驗。

6 熱力管道缺陷的安全評定要求

6.1 蒸汽熱力管道缺陷安全評定的一般準則

1)宏觀檢查和表面檢測(磁粉探傷和滲透探傷)檢出的管道、管件表面、焊縫表面的裂紋、重皮、褶迭及嚴重變形等不允許存在,必須先進行打磨消除,當打磨深度超過管壁厚的10%時,應(yīng)另作評定后再作處理。

2)對于振動較嚴重的管道,對接焊縫的咬邊及表面凹陷允許存在的限度為:深度不大于0.5mm,長度不大于焊縫全長的10%,且小于100mm.

3)管道和管件測厚值減薄10%或0.5mm以上時,需經(jīng)評定后決定是否可用。

4)管道焊縫射線和超聲波探傷檢測的裂紋不允許存在,未熔合、未焊透、圓形缺陷和條形缺陷需經(jīng)評定后確定是否需消除。

5)理化檢驗發(fā)現(xiàn)材料劣化,應(yīng)根據(jù)其劣化程度,經(jīng)評定后決定其使用年限。熱力管道缺陷的安全評定。

6.2 局部腐蝕減薄后的評定

對于外觀檢查時發(fā)現(xiàn)管道上存在的腐蝕凹坑,將根據(jù)測厚的檢查情況和腐蝕坑深度、面積等數(shù)據(jù),確定壓力管道的壁厚減薄情況,根據(jù)ASME B31G-1991 規(guī)范《Manual for Determining the Remaining Strength of corroded Pipelines》對現(xiàn)有管線進行安全評定,確保管道的安全運行。最終提出壓力管道局部腐蝕管段的處理方案。

6.3 管道埋藏缺陷的安全評定

壓力管道不可避免地存在著原始的或使用中產(chǎn)生的缺陷,由于生產(chǎn)上、經(jīng)濟上的原因,不可能對含有超標缺陷的管道全部進行修復(fù)和更換。由于管道支撐及受載復(fù)雜,內(nèi)壓往往不是主要載荷,彎曲應(yīng)力、熱膨脹應(yīng)力是其承受載荷的特征,且多集中在焊縫,往往還涉及到動載荷,因而管道的缺陷評定與壓力容器的缺陷評定有很大不同。

ASME IWB-3650是一個技術(shù)先進的壓力管道缺陷評定規(guī)程。不僅考慮脆性斷裂失效,考慮塑性破壞(失穩(wěn))失效,還能進行彈塑性斷裂評定。給出的彈塑性斷裂評定不是較簡單的啟裂評定,而是考慮了啟裂后韌性撕裂材料抗力增強直到韌性撕裂失穩(wěn)極限載荷分析,因而是一種技術(shù)先進的斷裂力學分析方法。

7 結(jié)束語

總之,作為五種物流運輸方式之一的壓力管道,其安全運行與生產(chǎn)生活關(guān)系極為密切,保證壓力管道的安全運行意義十分重大。因而有必要加強壓力管道的運行與維護管理,作好立法與有標準制訂工作,做到有法可依,有標準可執(zhí)行,確保壓力管道的安全運行。

[1]許文欣,張強.化工設(shè)計中的管道應(yīng)力分析[J].遼寧化工,2003:117-118.

[2]劉純,陳紅冬,胡波濤.蒸汽管道應(yīng)力分析和支吊架調(diào)整[J].鍋爐技術(shù),2006:74-75.

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