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化工企業壓力管道缺陷及處理措施研究

文檔作者：鄭兵團文檔來源：新疆華泰重化工有限責任公司		點擊數：	更新時間： 2024年07月03日
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158 | 2017年8月 化工企業壓力管道缺陷及處理措施研究
鄭兵團( 新疆華泰重化工有限責任公司, 新疆 烏魯木齊 830019)
摘要：壓力管道是化工企業生產和運輸中必不可少的一類特殊管狀設備，它是通過一定的額定壓力計量功能實現對化工油氣的
運輸。其結構組成也是多樣化的形式，運輸的介質都是具有一定的危險性質，而且運輸環境也復雜多樣化，容易產生較大的事故危
險等。可見檢測壓力管道在運輸過程中存在的缺陷以及研究其防護處理措施是一件非常重要的事情。文中分別腐蝕、疲勞、高溫、
焊接缺陷這些缺陷對壓力管道帶來的影響做了分析，同時也提出了相應的處理措施。
關鍵詞：化工企業；壓力管道；缺陷；處理措施
在化工企業的生產和運輸過程中，壓力管道是一類對安
全性要求特別高的工業設備，它是運輸氣態或者液態介質不可
缺少的載體，是非常重要的運輸載體。目前已經廣泛的應用在
城建供電，冶金采礦、石油化工、燃氣供暖等各種民用和工業領
域。特別是用于化工企業中的壓力管道，高壓高溫的長距離運
輸的都是一些腐蝕性強、易爆易燃的天然氣和石油，因此這類
管道都是由不同的結構組成，運輸的也都是相對危險的介質，
運輸環境也是相對復雜。在這些不良因素的影響下，也容易使
化工企業壓力管道產生更多的缺陷，容易引發一些不必要的安
全事故。因此研究壓力管道的缺陷和處理措施，增強化工壓力
管道的安全性是非常重要的。
1 缺陷分析
通過分析研究國內外化工企業壓力管道的各種缺陷，現今
最常見的缺陷有四個方面：腐蝕、疲勞、高溫、焊接缺陷。
腐蝕性破壞。化工企業使用的壓力管道通常都是以Fe 作
為基礎材料，根據不同的溫度需求采用各種型號的碳鋼或者不
銹鋼作為原材料。所以壓力管道的腐蝕破壞的形成，也是因為
外界的一些不良因素損壞了保護Fe 元素的膜層，才會導致管
道中的Fe 跟外界的氧化物發生反應，從而使管道結構出現疏
松或者失效的狀況，進而導致管道泄漏，產生危害。從外界因子
對管道的腐蝕機理來看，其形式和分為三類：生物腐蝕、化學
腐蝕和物理腐蝕。其中生物腐蝕是因為地下管道接觸到了一些
厭氧型還原細菌，通過自身的脫氫作還原作用。地下管道長期
處在缺氧的環境中，當環境中的溫度在27.5±2.5℃，pH 值在
7.0±2 的條件下，該細菌就會發生一系列的還原反應，和保護
壓力管道的H2 發生反應，從而使管道中的Fe 失去保護層，直
接處于偏酸性的地下環境中，從而不斷的溶解，發生腐蝕。化學
腐蝕通常可分為電化學腐蝕和化學腐蝕，電化學腐蝕是以管道
周圍環境作為陰極，而以管道中的鐵作為陽極，兩者之間以點
位差的形式構成了簡單的原電池反應，從而使Fe 失去電子形成
腐蝕。常見的化學腐蝕都是由于壓力管道接觸了具有腐蝕性作
用的物質，如酸性電解質溶液、水、SO2、CO2、Cl 2、H2S 等，這些具
有腐蝕氧化性的物質跟Fe 發生反應，從而形成腐蝕。化工企業
壓力管道的物理腐蝕主要是應力腐蝕和沖蝕腐蝕兩種，應力腐
蝕的表現形式通常是線狀、點狀腐蝕，沖蝕腐蝕則是由于流體在
運輸中和管道內壁產生的摩擦，多表現為管道內壁變薄。
疲勞失效通常和壓力管道的應力負載、管道的晶體結構有
著密切的聯系。其微觀表現為特殊輝紋，宏觀可見斷裂裂紋。當
壓力管道在運輸介質的過程中受到荷載適量的不斷作用，其內
部的晶體結構都會在不同程度上出現不均勻位移。如此反復的
周期性作用，就會影響管道內外壓力的平衡，產生壓力變化，再
加上一些規律性的外力作用、機械振動、溫差應力等，這也都會
導致壓力管道出現疲勞失效。
高溫損傷形成的失效主要有五種類型：蠕變失效、彌散強化
相聚集、珠光體球化、石墨化、合金再分配。主要是因為壓力管道在
高溫條件下，特別是溫度條件超過450℃，鋼材滲碳體分解出C 元
素，然后聚集，形成的石墨在蠕變性和抗壓強度遠遠低于鋼材的
性能，所以在C 聚集的地方非常容易出現爆炸或者斷裂的現象。
焊接缺陷主要是壓力管道在制作過程中，受到管理制度、工
藝水平以及預制工作等的原因的影響。從而在使用過程中產生
缺陷，根據其表現部位可分為內部缺陷和外部缺陷兩種形式。
2 處理措施
關于壓力管道腐蝕性缺陷的處理措施，通常有三種形式：
防腐層的增加、保護陰極、連接線的設置。其實際的應用過程
中，這三種形式都是既有優點，又有缺點，所以通常都是將這三
種方法相互結合起來使用。壓力管道最常用的防腐涂層材料的
種類也比較多，通常有無機氧化涂料、多層結構的高分子涂料、
煤焦油瓷漆等等。除此之外，還可以通過對鋼材的表面進行相關
的處理從而達到防腐的效果，如表面硼砂處理，使壓力管道的表
面被化學性質穩定的Fe-B 層緊密的覆蓋。還有一種是采用陶瓷
內襯無縫鋼管作為化工企業壓力管道的輸送路徑，將陶瓷的耐
磨性、耐腐蝕性、耐高溫性和鋼材的良好力學性能相結合。
當壓力管道出現了損傷、裂紋、腐蝕等缺陷時，通常采用的
處理方法多為焊接修復、復合材料修復和夾具修復等。焊接修
復已經是時壓力管道修復技術上最為成熟的一種，但是經濟性
和安全性問題也較為突出。焊接缺陷通常是將上一焊道的熔渣
徹底的清理干凈。結合超標的長度或深度超咬合缺陷，取直徑
較小的相同牌號的焊條，將存在的缺陷補焊填滿。并借助切削
機、角磨機、電弧氣刨等對焊縫的外形進行修正。復合材料如高
分子樹脂、鋼碳纖維是當前管道修補研究的熱點。夾具修復是
針對發生泄漏的管道采取的應急處理措施。
3 結語
隨著社會的發展和經濟水平的提高，我國的化工產業也逐
漸走向了全球化發展的步伐。這一進步和發展對化工企業壓力
管道的安全性提出了更高的要求，為了避免發生一些不必要的
安全事故，研究壓力管道的缺陷和處理措施，對于促進化工企
業的全球化發展有著重要且深遠的意義。
參考文獻:
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