常见压力管道韧性破坏事故所产生的原因有哪些?

压力管道在实际使用过程中,由于在设计、制造、安装及运行管理中存在各类问题,管道的破坏性事故时有发生。除常温常压外,压力管道一般应用在连续性的生产过程之中,更多为高温高压或低温高真空度的场合,工作介质往往有易燃易爆、腐蚀及剧毒的特点,这对管道的安全运行带来一定的威胁。

压力管道的破坏事故原因大体有以下几类。

i.因超压造成过度的变形;ii.因存在原始缺陷而造成的低应力脆断; iii.因环境或介质影响造成的腐蚀破坏;iV.因交变载荷而导致发生的疲劳破坏;V.因高温高压环境造成的蠕变破坏等。

国外有关统计资料表明,压力管道的破坏性事故中,腐蚀破坏约占28.1%;疲劳破坏约占29.1%;蠕变破坏约占28. 8%。可见腐蚀、疲劳、蠕变破坏是管道破坏的三大主要原因。国内某石化企业对近几年的管道事故统计分析显示,管道事故次数约占全部工艺设备事故的43%,其中材料以及制造质量引起的占18.9%,腐蚀减薄引起的占16. 2%,因焊缝的施工质量或失效引起的占51. 4%。

1.压力管道破坏形式的分类如前所述,压力管道破坏型式的分类方法有很多种。按破坏时宏观变形量的大小可分为韧性破坏(延性破坏)和脆性破坏两大类。按破坏时材料的微观(显微)断裂机制分类,可以分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等。实际工作中,往往采用一种习惯的混合分类方法,即以宏观分类法为主,再结合一些断裂特征。通常分为:韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏和其他形式破坏。

2.压力管道破坏形式简介(1)韧性破坏韧性破坏是一种因强度不足而发生的破坏,是管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强度极限,因而发生断裂的一种破坏型式。发生韧性破坏的管道,其材料本身的韧性一般是非常好的,而破坏往往是由于超压而引起的。金属的断裂是裂纹的发生和扩展的过程。金属在加工过程中可能在晶体中留下显微裂纹,这些裂纹在金属的塑性变形中将得到扩展。金属材料发生大量塑性变形时,材料内部夹杂物中或夹杂物与基体界面上会形成显微空洞。随着塑性变形的增加,显微空洞长大并聚合,其边缘上的应力达到材料的极限强度,金属即发生断裂。极限强度是材料最大均匀变形的抗力,表征材料在拉伸条件下所能承受的最大应力,是金属材料的主要力学性能指标,也是设计和选材的主要依据。管道在屈服后的升压过程中,若在任意点卸压时均会留下较大的残余变形,例如鼓胀,而长度的变化几乎可以忽略不计。使用中的管道如果发现有鼓胀现象,说明已因超压变形而失效,必须停止使用。至于已发生韧性破断的管道,其鼓胀现象就更为明显。韧性破坏具有如下一些特征:



腐蚀、疲劳、蠕变破坏是压力管道破坏的三大主要原因。

压力管道事故中:设计占11%安装施工质量问题占:18%(其中焊接质量问题占88.6%)。管道元件(包括管子、管件、阀门等)制造质量问题占27.3%安全管理问题占32%(其中因管理人员缺乏专业知识而造成的事故占比例约为40%)。腐蚀问题占10.6%国外有关统计资料表明:压力管道的破坏性事故中,腐蚀破坏约占28.1%;疲劳破坏约占29.1%;蠕变破坏约占28.8%。可见腐蚀、疲劳、蠕变破坏是管道破坏的三大主要原因。压力管道多种破坏,主要包括韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏和蠕变破坏,掌握各种破坏的各方面的有关规律,有利于避免各级各类事故的发生,促进生产更好的运行。



设计问题:设计无资质,特别是中小厂的技术改造项目设计往往自行设计,设计方案未经有关部门备案。焊缝缺陷:无证焊工施焊;焊接不开坡口,焊缝未焊透,焊缝严重错边或其它超标缺陷造成焊缝强度低下;焊后未进行检验和无损检测查出超标焊接缺陷。材料缺陷:材料选择或改代错误;材料质量差,有重皮等缺陷。阀体和法兰缺陷:阀门失效、磨损,阀体、法兰材质不合要求,阀门公称压力、适用范围选择不对。安全距离不足:压力管道与其它设施距离不合规范,压力管道与生活设施安全距离不足。安全意识和安全知识缺乏:思想上对压力管道安全意识淡薄,对压力管道有关介质(如液化石油气)安全知识贫乏。



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