本站小編為你精心準備了烴類管線帶壓包焊風(fēng)險控制研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:介紹了烴類管線出現(xiàn)泄漏后，特殊情況下在線包焊時，需要落實的一系列的風(fēng)險控制措施和作業(yè)程序，尤其是實際壁厚下管線在線施焊耐受壓力的測算方法和泄漏管道在線包焊前的初步漏點消除方案。

關(guān)鍵詞:烴類管線;帶壓包焊;風(fēng)險控制

烴類管線出現(xiàn)泄漏在無法進行能量隔離、釋放且風(fēng)險可控的情況下需要進行消漏時，特殊情況下需要在線包焊。因烴類管線帶壓包焊風(fēng)險較高，行業(yè)內(nèi)不提倡，本文僅討論出現(xiàn)泄漏的管線內(nèi)非劇毒介質(zhì)、非高溫高壓、非儲存類(大的管道罐)或不流通的管線且化工生產(chǎn)單位的專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過實際勘察與停工消缺的綜合風(fēng)險評價對比后，確需帶壓包焊的情況。各石化企業(yè)都在不斷積累烴類管線帶壓包焊的技術(shù)和風(fēng)險控制經(jīng)驗，目前行業(yè)內(nèi)可以借鑒的經(jīng)驗和規(guī)范為GB/T28055－2011《鋼質(zhì)管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范》。帶壓包焊與打卡具注膠等帶壓封堵技術(shù)方式不同，存在幾大難點:泄漏點部位的烴類管線的許用應(yīng)力是否滿足帶壓施焊的要求，焊接過程中是否會出現(xiàn)突然破裂，產(chǎn)生次生火災(zāi)、爆炸中毒事故;帶壓包焊前如何消除泄漏點的烴類泄漏以滿足動火要求;帶壓施焊管道內(nèi)介質(zhì)流的性質(zhì)和氧平衡指數(shù)，是否能夠在高溫焊條作用下發(fā)生燃燒或反應(yīng)等。

1烴類管道帶壓施焊的壁厚和介質(zhì)壓力要求

1．1管線在線施焊承焊最小壓力計算公式國家及行業(yè)機械封堵的施工規(guī)范中，對管線在線施焊皆有承焊最小壓力計算公式，因此首先對國家及行業(yè)規(guī)范中的壓力計算公式進行對比和選取。1．1．1GB/T28055－2011鋼質(zhì)管道帶壓封堵技術(shù)規(guī)范計算方法管道允許帶壓施焊的壓力計算如下:式中:p———管道允許帶壓施焊的壓力，MPa;σs———管材的最小屈服極限，MPa;t———焊接處管道的實際壁厚，mm;c———因焊接引起的壁厚修正量，mm，參見表1;F———安全系數(shù)，參見表2;D———管道外徑，mm。SY/T6150－2011鋼制管道封堵技術(shù)規(guī)程計算方法中c通常取2.4mm，F(xiàn)值，原油、成品油管道取0.6，天然氣、煤氣管道取0.5。上述公式中的屈服極限即屈服強度，是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。對于無明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強度。大于此極限的外力作用，將會使零件永久失效，無法恢復(fù)。當應(yīng)力超過彈性極限，進入屈服階段后，變形增加較快，此時除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當應(yīng)力達到B點后，塑性應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度(ReL或Rp0.2)。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度。管材的最小屈服極限有相應(yīng)的對照表，計算過程中可根據(jù)實際選取，管道的外徑、設(shè)計壁厚亦可從相應(yīng)的管道對照表中選取。

1．2實際測算與注意事項說明SY/T6150－2011中的管道安全系數(shù)，針對的是石油天然氣、煤氣等管道，相比之下，GB/T28055－2011對帶壓施焊的壓力計算更加通用。某裝置4″烴類管線存在針型砂眼，管線經(jīng)過初步冷補后，烴類介質(zhì)暫時不漏，需對管線做進一步處理。該管線材質(zhì)為20#鋼，管道最小屈服極限235MPa;管線設(shè)計壁厚6.02mm，實際壁厚減薄至5.1mm，管內(nèi)介質(zhì)設(shè)計壓力1.4MPa，計算該管線是否可進行帶壓包焊，以常用焊條為準(3.2mm直徑)。p=2*235*(5.1－2.0)*0.4/114.3=5.1MPap(設(shè)計)＜p(實際減薄管道計算值)，該管線可實施帶壓包焊。

2帶壓包焊前如何消除泄漏點的烴類泄漏

烴類管線帶壓包焊風(fēng)險較高，除了進行管道施焊許用應(yīng)力計算外，焊接前還要消除漏點處的介質(zhì)泄漏，常用的方法:根據(jù)管道晶格的實際和壁厚情況，進行砂眼的高速擠壓堵住漏點;低壓管道，使用管道急救包緊密纏繞或使用帶壓封堵鋼帶綁扎，然后注膠密封;使用管道局部冷補技術(shù)等。管道局部冷補技術(shù):使用防爆設(shè)備將管道表面的腐蝕鐵銹清理干凈，鑒于泄漏部位管壁較薄，除銹時防止產(chǎn)生火花及敲破管道，造成介質(zhì)泄漏;將管道上的大小泄漏點全部冷補堵漏，消除泄漏點后，觀察48h，然后進行漏點檢測，保證不漏，否則需繼續(xù)冷補處理;使用鋼帶或急救包纏繞該處管道，纏繞后使用密封膠涂抹，徹底止住泄漏;管壁減薄嚴重，測算后，接近管道帶壓施焊許用應(yīng)力時，務(wù)必采用鋼帶加固;利用防爆泥包裹的方式將堵漏部位有效保護，避免外層管道焊接時鋼帶及堵漏膠起火燃燒［2］。至于管道在在線包焊前，采用何種暫時性封堵漏點的方法，需要專業(yè)人員對管線進行宏觀檢查、支吊架冷熱態(tài)檢查、測厚檢查、彎管不圓度測量、硬度檢測、蠕脹測量、腐蝕分析等初步評估后商討論證決定。

3帶壓施焊管道內(nèi)介質(zhì)的流動速度、氧平衡指數(shù)，熱穩(wěn)定性風(fēng)險分析

烴類管線帶壓貼焊部位管道外臂會產(chǎn)生局部高溫，這個高溫會不會造成次生危害取決于管道介質(zhì)的流動速度，氧平衡指數(shù)，熱穩(wěn)定性。原則上介質(zhì)正常流動過程中，介質(zhì)不會因焊點處單點溫升產(chǎn)生自身溫度升高，上升到需要進行氧平衡測算分析，熱穩(wěn)定分析的高度。介質(zhì)的流速越高，傳熱系數(shù)越高，越可以忽略焊點溫升的次生影響。當然考慮到焊點管道可能是介質(zhì)死點、介質(zhì)低流速、介質(zhì)高粘度，這時候就要考慮介質(zhì)氧平衡測算及熱反應(yīng)穩(wěn)定性評估，對上述因素行業(yè)內(nèi)有較成熟的評估公式及測算方法，不再贅述，測算完畢后，進行風(fēng)險評估定級。當然如果管道介質(zhì)受熱后的氧平衡風(fēng)險和熱穩(wěn)定性風(fēng)險是顯而易見的，風(fēng)險不可控，此時為規(guī)避風(fēng)險，裝置必須實施泄壓及能量隔離后檢修。

4烴類管線帶壓包焊安全管理要領(lǐng)

4．1對泄漏管線做詳細全面評估對減薄烴類管線做詳細全面評估，在條件允許的情況下需包含如下內(nèi)容:宏觀檢查、支吊架冷熱態(tài)檢查、測厚檢查、彎管不圓度測量、硬度檢測、蠕脹測量等。必要時還需應(yīng)力計算。日常生產(chǎn)過程中，需連續(xù)生產(chǎn)的情況下，主要選擇宏觀檢查、支吊架檢查、工藝系統(tǒng)排查無誘導(dǎo)腐蝕因子后，使用測厚數(shù)據(jù)計算管道帶壓施焊壓力后選擇是否帶壓包焊。需要注意的是測厚點數(shù)據(jù)必須全面可靠，測厚結(jié)束后由設(shè)研出具測厚報告或?qū)I(yè)分析。

4．2JSA分析和應(yīng)急預(yù)案要求帶壓包焊前必須編制詳細的作業(yè)計劃書，計劃書內(nèi)步驟應(yīng)包含初步消漏、管道測厚，壓力計算、外包管道扁鐵夾具制作等。必須對作業(yè)準備和過程進行全面的JSA分析，分析的每項條款和具體削減措施必須具有高度的針對性。JSA方案內(nèi)的各類風(fēng)險削減措施必須與現(xiàn)場施工人員和管控人員深度交底并簽字確認。同時烴類管線帶壓包焊的次生風(fēng)險較高，作業(yè)前需編制可執(zhí)行的應(yīng)急預(yù)案，將應(yīng)急預(yù)案交當班班組和現(xiàn)場作業(yè)人員學(xué)習(xí)，進行預(yù)演練。現(xiàn)場配備隔離式呼吸器并要求消防車待命。

4．3對帶壓包焊點的焊條選擇實施反向壓力測算對帶壓包焊點的焊條選擇實施反向壓力測算，與管線內(nèi)流體介質(zhì)設(shè)計壓力做比對，大于設(shè)計壓力方可包焊。當管道實際壁厚確定后，是否能夠帶壓包焊很大程度上決定于焊條的直徑。當然，實際壁厚越小，與焊接修正量的差值越小，管道推薦安全系數(shù)F亦越小，壓力計算值越遠離設(shè)計值，管線帶壓施焊的條件越無法達到。根據(jù)中國石油管道公司廊坊技術(shù)服務(wù)中心相關(guān)人員的數(shù)學(xué)模型關(guān)于管道焊接許用壓力推導(dǎo)，當管道壁厚小于5mm時，對于在線管道，不宜直接在腐蝕區(qū)帶壓施焊［3］，但可以采取延長包焊弧板或調(diào)整包焊弧板位置的方法蓋住腐蝕區(qū)，另選焊點，在無腐蝕或微蝕區(qū)焊點的壓力測算依然按照國標的計算公式進行推導(dǎo)。

4．4施焊部位的惰性氣體保護焊接前務(wù)必使用烴類氣體檢測設(shè)備檢測，確保漏點部位已無烴類泄漏。為確保安全，焊接過程中焊點周圍使用氮氣保護，防止管道急救包或纏繞鋼帶死點少量泄漏的烴類聚積，焊接時產(chǎn)生局部著火、爆炸等次生事故。

4．5焊接工藝選擇按照國內(nèi)的相關(guān)研究，減薄管線的焊接要選擇合適的焊接工藝。根據(jù)待焊管道腐蝕情況，選用合適的焊接工藝。對于16Mn材質(zhì)的管道，如果腐蝕深度在1～2mm，并且管壁厚度等于7～9mm，在帶壓補焊時，宜采用低氫焊條，同時采用直流反接;如果腐蝕量過大，最好停輸補焊［3］。但是企業(yè)可根據(jù)實際情況，要請焊接專家現(xiàn)場評估，使用科學(xué)、符合實際情況的焊接工藝。4．6同一管線相鄰部位帶壓施焊時不宜多部位同時進行帶壓施焊時各個動火部位不宜同時進行，前一處動火部位的封堵、焊接工作完成后，方可進行下個部位的封堵、焊接等工作;另帶壓包焊作業(yè)的許可證辦理執(zhí)行地區(qū)公司風(fēng)險作業(yè)許可證管理程序。人員、機具的具體要求執(zhí)行地區(qū)公司統(tǒng)一標準。

5結(jié)語

烴類管線出現(xiàn)泄漏后，原則上必須進行能量隔離消缺，但是在條件不具備、搶險或其他特殊等不得以情況下需要選擇在線消漏包焊作業(yè)。因該作業(yè)風(fēng)險較高，本文進行了一系列技術(shù)探索和總結(jié)，削減風(fēng)險的關(guān)鍵在于措施要科學(xué)和全面，措施科學(xué)的重點是對漏點處管線能否能在線包焊需要進行詳細計算和評估，且包焊前必須保證原漏點已經(jīng)采用應(yīng)急措施初步消除。

參考文獻

［1］張石超．長輸管道帶壓施焊許用壓力的確定［J］．油氣儲運，2008，27(8):47－48．

［2］劉升華．硫銨工段煤氣管道的帶壓包焊處理［J］．燃料與化工，2016，47(2):52－53．

作者：李少林 曹永建 劉澤涵 米孜拉夫 麥麥提 管云龍 單位：中國石油獨山子石化分公司乙烯廠