炼化装置压力管道小接管隐患及检测技术

压力管道是炼油化工厂输送介质的关键设备。目前，检验检测工作主要集中在管体上，而温度计、压力表、引流浇注、控制手阀等与压力管道相连的小直径连接管（以下简称小连接管）的检测往往被忽视。此外，对小喷嘴的设计、制造、安装、操作等环节关注较少，因此在使用过程中经常发生泄漏。一旦小喷嘴泄漏，将难以修复，具有较高的安全风险，甚至造成人员伤亡或财产损失。如何有效地检测小喷嘴的潜在危害，确保管体的安全运行，已成为亟待解决的问题。

针对小喷嘴问题

陈成明、林武荣主要讨论了如何对压力容器上的小喷嘴进行无损检测，提出应加强对小喷嘴焊接过程的控制和对焊工技术水平的掌握；陶建山从设计、制造、运行、检验四个方面分析了压力容器和管道小型连接管的隐患，并提出了相应的管理措施；

沈炳生等结合大港石化公司2012年交付的两起设备和管道小接管断裂事件，认真调查了断裂原因，开展了带保温层小接管隐患排查，进行了加固处理，并对定期检查检测的必要性提出建议；

胡勇总结了一些常见的小喷嘴隐患，并从安全运行的角度，从设计、施工、日常运行等方面对小喷嘴隐患提出了相应的管理措施。

目前，主要工作是分析小喷嘴常见的隐患，如何控制小喷嘴的工作质量，如何管理小喷嘴，但对于如何检测小喷嘴，没有相应的讨论和研究。根据小喷嘴常见的隐患和小喷嘴的典型故障类型，提出了在用小喷嘴的检测技术和方法，为在用小喷嘴的检测提供参考。

1、小喷嘴常见隐患源

1.1设计环节

根据《压力管道安全技术监察规程-工业管道》（tsgd0001-2009）的规定，DN＜25mm的管道不属于压力管道安全技术监察管理范围[6]；《压力管道规范工业管道》（GB/t20801.3-2006）仅适用于dn≥25mm^【7】；此外，新《国家特种设备目录》（2015）中压力管道的定义增加到dn≥50毫米。因此，在设计阶段，没有标准对小喷嘴的设计做出相应的规定，因此是否考虑小喷嘴的腐蚀裕量，如何焊接小喷嘴，焊后如何验收焊接质量，以及如何在小喷嘴的使用阶段进行有效的检验。在设计阶段很少考虑这些因素。

1.2制造环节

由于小喷嘴不属于压力管道监管范围，中国没有相应的法律和标准对小喷嘴的制造过程进行监管，导致制造单位是否有能力生产小喷嘴，小喷嘴的材料是否有资质证书，不同类型的喷嘴是否需要试验报告，小喷嘴是否有产品质量证明书，不同类型的小喷嘴的适用范围。此外，各制造单位的技术水平不同，各企业标准的标准不一致，导致小接管质量参差不齐。因此，小喷嘴本身存在一定的制造缺陷。

1.3安装链接

由于现场工艺的需要，经常在管体上随意开孔，小接管与管道以承插角焊缝的形式连接。现场采用手工焊接，焊接质量受焊工个人因素影响较大。目前，还没有更有效的检测小接管焊缝质量的方法。

1.4操作环节

小接管在运行过程中与管道主体处于同一腐蚀环境中。然而，小喷嘴容易形成流动死区；小连接管插入管道过长，容易形成湍流；小喷嘴焊缝内表面有缺陷。这会导致小喷嘴内部腐蚀变薄或缝隙腐蚀。此外，由于小喷嘴本身的壁厚比管道主体薄，且在运行中伴随着振动等外部载荷，小喷嘴容易发生腐蚀穿孔或焊缝裂纹穿透泄漏，甚至威胁到管道主体的持续安全稳定运行。

此外，对于有保温的小喷嘴，如果保温板开裂或损坏，很容易受到外部环境的影响，在保温层下形成腐蚀，导致小喷嘴表面和根部腐蚀。此外，由于小连接管外有隔热层，在巡检时不容易发现，这往往是一个高风险点^[1]。

1.5检查环节

根据《压力管道定期检验规则-工业管道》的相关要求，小喷嘴不属于压力管道的类别^【5】。检查单位和业主都注重确保管道主体的安全。查阅近年来的报告后发现，许多检查单位没有对小型喷嘴进行测试。另一方面，没有可遵循的标准。同时，管道主体管径较小，无法进行内部检查。因此，在检测行业中还没有相关的检测技术能够形成一套有效的检测技术。

2、小喷嘴典型故障类型

2.1外部腐蚀

由于小连接管的金属材料与外部环境（如大气）的腐蚀性介质的连接引起的腐蚀，同时由于一些小连接管有绝缘层保护，由于其他因素，可能导致保温层下有水（有时由于管道中介质的高温，外部的水会被加热），导致保温层下有高温腐蚀腐蚀区域，从而腐蚀管道。主要表现为小接管的均匀腐蚀和局部腐蚀，以及阀门法兰的整体或局部腐蚀。

2.2内部腐蚀

小接管与管体连接后，由于焊接不当，小接管区域内容易出现湍流、焊缝内表面的内部流动死区或开口间隙死区。此外，由于小喷嘴中的流体性质不同，内部腐蚀的类型也不同。一般来说，酸腐蚀、离子诱导腐蚀、微生物腐蚀、应力腐蚀、焊接腐蚀等是常见的。

2.3焊接缺陷

小喷嘴广泛应用于管道主体中，具有数量多、类型多、规格不同、安装位置随机性强等特点。在焊接过程中，焊接工艺和焊工技术影响焊接质量目前，还没有有效的检测方法来检测焊缝的内部质量，导致了某些埋藏缺陷，如未熔合、未焊透、夹渣等埋藏缺陷。

2.4第三方损害

1）管理人员操作不当；

2）接管周围第三方施工；

3）人为恶意破坏。

3、小喷嘴检测技术

在充分分析小喷嘴的隐患来源和小喷嘴的典型腐蚀类型后，提出小喷嘴的检测技术手段主要包括：外部宏观检测、壁厚检测和焊缝表面无损检测。

3.1外部宏观检查

小接管应进行宏观外观检查（带保温的小接管拆除保温后）。主要手段是目视检查和物理检查（摇晃、锤击等）。宏观检查的主要内容是：1）小喷嘴结构是否正常；2）小接管是否防腐完好；3）连接管的表面和根部是否腐蚀；4）焊缝是否存在外部宏观缺陷，如焊瘤、电弧损伤、错位、咬边等缺陷；5）法兰或阀门是否腐蚀、松动，密封是否泄漏，紧固件是否松动、腐蚀，法兰是否偏移等；6）检查员认为必要的其他项目。

3.2壁厚检测

如果管径较小，则无法使用测厚仪检查其余管道的壁厚。检查应尽可能靠近根部。检查时应考虑管道整圈的壁厚。一般情况下，一个圆的厚度不应小于4个点，单个小喷嘴的厚度不应小于3个圆。建议根据《压力管道定期检验规则-工业管道》（tsgd7005-2018）的相关要求对试验结果进行评价。

3.3焊缝无损检测

根部焊缝和法兰连接焊缝应进行渗透（着色）检查。试验前应尽可能多地处理焊缝表面的杂质。渗透检测方法及评价应符合Nb/t47013-2015《承压设备无损检测》的相关规定。