我国石化企业在用压力容器与管道的安全状况调查与分析.pdf
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1、我国石化企业在用压力容器与管道的安全状况调查与分析 我国石化企业在用压力容器与管道的安全状况调查与分析 1、压力容器基本情况 95 年,对 35 家企业调查共有在用压力容器 54346 台,经按“在用压力容器 检验规程“检验,其安全状况等级如表 1 所示,属安全状况较差的占 1.27。 近几年,石化企业发展迅速,压力容器的数量也有了很大变化,截止 2001 年一季度,从上海高化、齐鲁石化、扬子石化、福建炼化及安庆石化等六家企业 的抽样调查看,六家企业压力容器总台数 16944 台,比五年前增长了 33.4%,预 测目前 35 家企业压力容器总台不低于 70000 台,近五年增加的压力容器投用时
2、 安全状况等级都不低于 2 级, 只有极少数容器由于介质环境影响在使用后产生缺 陷而降级。 表 1 35 个企业在用压力容器的安全状况等级 安 全 状 况 等 级(台)安 全 状 况 等 级(台) 类 别类 别 台 数台 数 1 级1 级 2 级2 级 3 级3 级 4 级4 级 5 级5 级 类容器 27524 13778 7285 6098 343 20 类容器 21089 11017 5516 4323 230 3 类容器 5733 2977 1470 1200 82 4 合 计 54346 27772 14271 11621 655 27 百分比% 100 50.53 26.57 21
3、.63 1.22 * 注:表示含有部分暂未定或安全状况等级为 5 级的容器。 从表 2 看出,在 35 个企业的 1940 台重要的压力容器中,1 级和 2 级的容器 占 79.53%,4 级容器只占 1.29%。因此这些重要压力容器的安全状况也是好的。 表 1、表 2 反映了中石化企业的设备管理水平普遍较高,设备管理技术人员 素质较高,管理制度健全取得了良好的效果,但是隐患依然存在,其一是安全状 况为 3 级(有的为 2 级)的压力容器未必真正安全,其二是 1.29%的容器一旦发 生破坏,后果亦不堪设想。 压力容器登记管理办法与在用压力容器检验规程中把存有一定的超 出制造质量控制标准的缺陷,
4、 但在一定条件下又不十分影响安全使用的容器划为 3 级容器,35 家企业中被评为 3 级的、类压力容器有 5523 台,其安全状况 等级评定原因与投用年限见表 3。 表 3 5523 台安全状况等级为 3 级的、类容器的定级原因 资料资料 不全不全 材质材质 不明不明 设计结设计结 构不合构不合 理理 表面裂表面裂 纹打磨纹打磨 后补焊后补焊 机械损机械损 伤打磨伤打磨 后补焊后补焊 因腐因腐 蚀补蚀补 焊焊 错边量及错边量及 棱角度超棱角度超 标标 焊缝存在焊缝存在 埋藏缺陷埋藏缺陷 1970 年以 前 333 149 40 28 2 7 35 156 71-75 517 37 31 51
5、10 41 31 231 76-80 729 26 32 100 26 33 68 313 81-85 465 9 21 39 56 28 23 282 86-90 271 7 4 76 30 47 31 280 91 年 以后 120 4 12 21 7 1148 82 合 计 2435232 140 315 131 270196 1344 百分 比% 44.09 4.20 2.53 5.702.37 4.893.55 24.33 表 3 可以看出,3 级的、类容器,1980 年以前占 54.8%,91 年以后只占 6.7%。 九十年代以前的压力容器,资料不全和材质不明(材料不明也是资料不全
6、) 占 48.29%,设计和制造遗留的先天缺陷(包括结构不合理,错边量及棱角度超 标,焊缝存在超标缺陷)占 30.41%,使用中产生的缺陷占 12.96%,而九十年代 后,腐蚀引起的问题明显增多。在评为 4 级需监控使用的容器,35 个企业共有 655 台,主要分布在老企业,大部分是 1985 年以前制造的。655 台 4 级容器的评 级原因及台数分别为:焊缝探伤不合格,缺陷超标:309 台;超期未检验:33 台;腐蚀严重:41 台;资料不全:26 台;材料不符合要求:55 台;结构不合理: 14 台;强度不够:15 台;棱角错边:8 台;裂纹 16 台;鼓包 6 台;无法检验: 1 台;其它
7、未写明原因。由此看出,在设计制造中遗留下来的缺陷(包括结构不 合理、材料不符合要求、焊缝有超标缺陷)使容器评为 4 级的占 57.71%;容器 在使用中产生缺陷(包括腐蚀严重和强度不够、鼓包、裂纹)评为 4 级的只占 11.91%;而超期未检验和资料不全评为 4 级的分别占 5.04%和 3.97%。因此,在 设计制造中遗留下来的缺陷是 1985 年以前投用容器评为 4 级的主要原因,接近 70%;制造缺陷主要是焊缝的埋藏缺陷,特别是未焊透;在使用中产生的缺陷容 器评为 4 级的约为 10%。 1990 年至 1995 年期间, 35 个企业发生失效经修复目前仍在使用的容器共有 125 台,失
8、效的主要形式和原因是:埋藏缺陷 10 台,腐蚀或浸蚀 45 台;应力腐 蚀 29 台;泄漏 26 台;结构不合理、疲劳和衬里损坏变形鼓包共 11 台;接管断 裂、选材不当、内部机械损伤和严重超温各 1 台。容器失效的主要原因是腐蚀和 应力腐蚀,它们引起的失效占 70%以上。 1990 年以来,35 个企业、类压力容器报废的共有 247 台。其中: 1990 年以来,35 个企业、类压力容器报废的共有 247 台。其中: 用材不当或不明,且在使用中产生严重缺陷的 25 台; 高温下材质劣化的 19 台; 结构不合理,且在使用中产生严重缺陷的 23 台; 裂纹疲劳扩展破坏 23 台; 冲刷或腐蚀导
9、致壁厚减薄、且不能满足强度要求的 46 台; 应力腐蚀产生严重缺陷(或裂纹)的 67 台; 点腐蚀的 19 台; 其它腐蚀 25 台。 由此看出,容器报废的原因是多种多样的。但还是可以看出,由于用材不当 或结构不合理等原因, 使容器在使用中产生严重缺陷和变形的共 48 台, 占19.4%, 由于各种腐蚀引起减薄、穿孔及材质劣化共 157 台,占 63.6%。因此在使用中因 腐蚀产生严重缺陷及材质劣化,是近年来引起容器报废的主要原因(如图 1)。 2、压力管道基本情况 压力管道安全管理与监察规定 (以下称“管规“) 中将压力管道按其用途划分为工业管道、 公用管道和长输管道。 工业管道是指工业企业
10、所属的用于运输工艺介质的工艺管道、 公用工程管 道和其它辅助管道,其主要集中在石化炼油、冶金、化工、电力等行业。 我国对压力管道实行安全监察管理起步较晚,96 年劳动部颁布“管规“后才步入正轨,过去 压力管道一直处于部门各自管理的局面,各部门对压力管道的认识不同,重视程度不同,管理水 平差异也较大。近十年来管道设计、制造、安装及运行管理中的问题逐渐暴露出来,重大人身伤 亡事故时有发生5。 石化企业,由于其具有生产介质高温高压、易燃易爆、有毒有害,技术密集和连续生产的特 点,对安全生产较重视,石化部门在 1982 年就颁布了工业管道维护检修规程,随后又颁布 了工业管道技术管理制度使压力管道的安全
11、管理有章可循,90 年代后,各企业逐步开始对 压力管道建立技术档案,实行外部检验与定期检验,对确保管道安全运行起到了积极作用。但是 在全国范围总体而言在压力管道的各个环节还存在着诸多问题尚未完全解决,使得压力管道在 95 年前事实上处于先天缺陷严重,各环节管理严重失控的局面。 按照劳动部 1997 年第 8 号令的事故分类方法,截止 1995 时,石化系统 35 家企业的 6475.7 公里、类管线中管道的年爆炸事故不到 10 起,如 93 年 8 月某石化厂瓦斯管断裂爆炸着 火,94 年某氮肥厂法兰崩裂飞出,92 年 10 月某炼油厂 LPG 管线波纹管爆裂,95 年某石化冷箱 铝管、埋地管
12、爆炸,92 年某石化厂高压蒸气管线爆裂,某化工厂热水管爆炸等。而管线泄漏后, 停产检修的重大损坏事故每年都有百余起。 泄漏后, 采用带压堵漏不停产检验的一般损坏事故每 年数以千计。调查中,一般企业不愿多谈这些问题,确切事故数字难以准确统计。 可见石化企业虽然控制了爆炸事故的产生, 但因泄漏而引起停产的严重损坏事故与采用在线 带压堵漏修复的一般损坏事故还是屡屡发生, 这些事故一旦处理不好, 会引起火灾甚至二次爆炸, 因此也不可等闭视之。 95 年,我们调查了 35 家石化企业的 6475.7 公里、类管道,其中只有 3776.9 公里 管线进行了检测。检测的方法主要是测厚和对焊口的无损检伤。(见
13、表 4) 表 4 35 家石化企业、类压力管道统计 类 别 管道长度(公里) 1990 至 1995 年已全面检测的 管道总长(公里) 类管 道 313.9 263.1 类管 道 732.2 456.8 类管 道 5142.8 2691.2 总 计 6475.7* 3776.9* 注:表示此数字还包括一部分未划分类别的管道 从 2001 年对高桥石化等六家企业抽样调查情况看,近几年,六家企业的压力、管 道总长已达 2136 公里,比 95 年前增长 37%,现有管道的检测率也有了很大提高,但由于管道 的安全不仅仅取决于使用单位,还与设计、制造等其它方面有很大关系,管道的泄漏与爆炸事故 仍时有发
14、生,主要问题在于: (1)压力管道设计、制造、安装、检验及使用管理的标准规范不统一、不齐全、甚至相互矛 盾。例如 95 年前,国家没有统一归口管理压力管道的部门,各部门之间无人协调,同样的管法 兰、阀门等管道组成件标准有很多,有的企业同时使用几个标准系列的管件、阀门,十分混乱, 因材料、型号用错导致事故的例子数不胜数。 (2)压力管道的设计工作也是疏于管理。设计单位、设计表个人未经统一的考核与认可,水 平参差不齐, 很多管道在设计时就存在选材不当, 或结构先天不足等问题, 为日后使用埋下隐患。 如有的设计单位设计采用碳钢管道长期输送高温介质, 又如某设计院在炼油厂管线实际横向位移 达 28mm
15、 的管线上,设置只允许 15mm 横向位移的膨胀节,这些都是引起了管线在使用中的破 坏的潜在危险源。 (3)压力管道的组成件(如管子、管件、阀门、法兰等)的产品制造过程中没有强制性的监 督控制(近二年国家质量技术监督局已颁布了压力管道元件制造单位安全注册与管理办法 ) , 大量伪劣产品进入市场, 给管道埋下了事故隐患。 如某炼油厂加氢裂化装置管线中上万件新购弯 头、大小头、三通,使用前监理单位重新检测,竞有 30%发现裂纹、硬度偏高、砂眼等缺陷, 厂方不得不花费百余万人民币的检测费用,使用单位、检验单位提心吊胆;又如某化工厂丙烯管 线竣工水压试验发现一处法兰渗漏,进一步检查发现,几乎全部法兰(
16、包括未安装的库存法兰) 都有表面裂纹;另一化工厂一条丙烯管线新安装开车后,竞由于十多个弯头开裂,不得不采用带 压堵漏方式进行修复。管道组成件质量不合格,已经严重威胁着管道的安全运行。 (4)压力管道的安装队伍混乱,管理失控,过去也没有进行单位与人员资格认可,管道的安 装质量低劣使管道中保留了大量的超标缺陷。95 年的调查中,我们发现几乎每一条、 类管道都有超标焊接缺陷存在。有的管道虽然要求按 GBJ235、GBJ236 来施工,但实际安装时 流于形式,根本达不到质量控制的目的。如要求对某条管道进行 20%焊口的 RT 拍片,施工单位 事先确定拍片位置焊工精心焊接,而其余 80%焊口质量根本不控
17、制,大量的未焊透、气孔、夹 渣甚至裂纹都遗留在焊缝中。 (5)压力管道的在用检验管理混乱。一是缺乏检验的标准,二是缺乏检验的条件,三是缺乏 专业检验队伍, 最重要的是过去没有要求强制检验, 很多单位根本不检验。 石化企业管理比较好, 一直在按工业管道维护检修规程进行外部检验与定期检验,但这种检验也主要是非专业队伍 的日常巡检,停车检验时主要是按一定比例(一般不超过 20%)对焊口进行无损检测(MT 与 RT 等)与测厚,而管道在非焊口部的缺陷,如管子的冲蚀减薄与管件的损坏根本无法发现,所 以石化企业管道爆炸事故较少,但泄漏停产事故还是屡有发生。95 年我们调查某炼油厂催化车 间时,其一条管道一
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