壓力管道典型事故成因及預(yù)防策略獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：通過(guò)對(duì)蒸汽壓力管道、壓縮空氣管道典型事故成因的系統(tǒng)分析，明確壓力管道日常使用及安裝存在問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性的提出預(yù)防策略，以此確保壓力管道得以安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而提高工業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)收益。

關(guān)鍵詞：壓力管道;事故成因;預(yù)防策略

特種設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域占據(jù)舉足輕重的地位，以承壓類(lèi)設(shè)備為例，這一類(lèi)型的特種設(shè)備常常用于液化氣體、液氣混合物等毒害性極強(qiáng)介質(zhì)的運(yùn)輸貯存，設(shè)備內(nèi)壁不可避免的會(huì)受到化學(xué)侵蝕，一旦發(fā)生泄露事故勢(shì)必造成嚴(yán)重的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失。壓力管道作為承壓設(shè)備重要組成之一，需要引起工業(yè)單位的高度重視，通過(guò)對(duì)壓力管道典型事故的深入探究準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)事故起因，在此基礎(chǔ)上有針對(duì)性的提出改進(jìn)策略，有助于確保壓力管道的日常使用安全性。

一、壓力管道典型事故成因

1、蒸汽管道事故

高壓蒸汽管道因其貯存介質(zhì)特性展現(xiàn)出高溫、高壓、高速的特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域常常作為主動(dòng)力管道，其使用效果優(yōu)劣直接關(guān)乎著工業(yè)單位的經(jīng)營(yíng)發(fā)展程度。管道泄露引發(fā)的爆炸事件可謂高壓蒸汽管道日常使用過(guò)程中最典型事故，由于長(zhǎng)期處于高壓、高溫環(huán)境，管道內(nèi)壁及連接處不可避免的會(huì)受到腐蝕破壞，一旦管道內(nèi)部蒸汽壓力大于允許應(yīng)力后勢(shì)必引發(fā)不可估量的泄露事故。調(diào)查發(fā)現(xiàn)造成高壓蒸汽管道泄露事故的原因很多，現(xiàn)就幾個(gè)常見(jiàn)原因進(jìn)行匯總分析：高壓蒸汽管道因設(shè)計(jì)不當(dāng)、腐蝕缺陷會(huì)降低管道實(shí)際承壓能力，還會(huì)造成管道空腔、安裝松動(dòng)等問(wèn)題，管道閥門(mén)、彎管、三通道等位置在局部應(yīng)力的作用下會(huì)變形破裂，此外管道撓度、加固方式、補(bǔ)償系數(shù)不合理也會(huì)增加高壓蒸汽管道被機(jī)械應(yīng)力破壞的風(fēng)險(xiǎn);壓力管材選擇不當(dāng)，管材質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，一旦出現(xiàn)沙眼缺陷、密度不均、應(yīng)力不足的情況勢(shì)必?zé)o法長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)高壓、高溫、高速的蒸汽沖擊;高壓蒸汽管道在日常使用過(guò)程中如果因人為操作不當(dāng)、巡檢工作缺陷出現(xiàn)應(yīng)力超標(biāo)情況，就會(huì)導(dǎo)致流經(jīng)管道的蒸汽壓力、溫度、流速失控，進(jìn)而對(duì)壓力管道造成不可估量的破壞;壓力管道在安裝運(yùn)行前需要采用特定設(shè)備進(jìn)行探傷檢驗(yàn)工作，只有符合標(biāo)準(zhǔn)的管道才能投入使用，但是有些管道因設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、管道附件影響，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的蒸汽運(yùn)輸有可能會(huì)出現(xiàn)管道老化、爆裂等問(wèn)題缺陷;管理紕漏、檢測(cè)疏忽、工藝低下也是造成高壓蒸汽管道泄露的一大誘因。

2、壓縮空氣管道事故

近年來(lái)，壓縮空氣逐漸成為僅次于電力能源的又一動(dòng)力資源，并廣泛應(yīng)用各大生產(chǎn)領(lǐng)域，壓縮空氣管道為壓縮空氣運(yùn)輸?shù)於藞?jiān)實(shí)基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)高壓處理的空氣成為了取之不盡的寶貴能源。壓縮空氣管道具有安裝操作簡(jiǎn)便、使用壽命較長(zhǎng)的特點(diǎn)，但在實(shí)際使用過(guò)程中還是存在不可避免的泄露事故，究其原因主要有以下方面：經(jīng)過(guò)壓縮處理的空氣溫度瞬間升高，如果得不到有效控制超過(guò)特定閾值就會(huì)產(chǎn)生大量容易爆炸的氣體，這里提到的閾值通常與管道內(nèi)壁沉積厚度相關(guān)聯(lián);壓縮空氣在管道運(yùn)輸時(shí)排氣溫度會(huì)有所增加，一旦超過(guò)管道內(nèi)壁積碳燃點(diǎn)就會(huì)引發(fā)爆炸事故，積碳自燃溫度與厚度成反比，通常情況下1mm的積碳其自燃溫度為160℃;空氣壓縮機(jī)若想發(fā)揮正常壓縮功能必須使用到潤(rùn)滑油，若潤(rùn)滑油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，在日常使用過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)油類(lèi)物質(zhì)揮發(fā)到空氣中的情況，一經(jīng)壓縮處理就會(huì)產(chǎn)生可燃混合物，經(jīng)過(guò)高溫運(yùn)輸就會(huì)誘發(fā)燃燒爆炸事故。

二、壓力管道典型事故預(yù)防策略

壓力管道出現(xiàn)泄露事故多是偶發(fā)性事件，無(wú)法有效預(yù)測(cè)、完全避免，只能采取一定的預(yù)防策略降低此類(lèi)事故的發(fā)生概率，以此維護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全。

1、蒸汽管道泄漏事故預(yù)防策略

就蒸汽管道泄露事故而言對(duì)其進(jìn)行預(yù)防策略制定時(shí)需要結(jié)合管道使用情況重復(fù)考慮多方因素，以此確保壓力管道使用質(zhì)量及效果。工業(yè)單位在進(jìn)行高壓蒸汽管道設(shè)計(jì)的時(shí)候需要結(jié)合機(jī)組運(yùn)行情況確定安裝參數(shù)，在此基礎(chǔ)上選擇最佳管道材料、管徑壁厚;在對(duì)閥門(mén)、彎管、三通道等連接位置進(jìn)行焊接處理時(shí)，需要選擇最佳焊接工藝，準(zhǔn)確使用焊條、焊劑，以此提高管道焊接質(zhì)量;對(duì)于存在咬邊、錯(cuò)邊的焊接位置及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，避免出現(xiàn)長(zhǎng)期使用引起的焊口破裂;大容量蒸汽管道需要選擇較高參數(shù)的管材型號(hào)，以此滿(mǎn)足高壓力、高溫度的蒸汽輸送需求;高壓蒸汽在壓力管道內(nèi)輸送的時(shí)候常常會(huì)因熱膨脹出現(xiàn)較大應(yīng)力，合理的管道走向、支吊架布置能夠緩解這一應(yīng)力作用，避免管道熱膨脹對(duì)周邊鋼梁造成不良影響。只有明確壓力管道薄弱區(qū)域，并有針對(duì)性的采取控制策略，那么就能在很多程度上提高壓力管道的安全性、穩(wěn)定性。

2、壓縮空氣管道爆炸事故預(yù)防策略

為了規(guī)避可能出現(xiàn)的壓縮空氣管道爆炸事故，可以采取如下預(yù)防措施：通過(guò)配備冷卻器的方式控制壓縮空氣管道排氣溫度，依據(jù)實(shí)際需求選擇最佳冷卻水水質(zhì)，及時(shí)清理冷卻器內(nèi)污垢，確保進(jìn)出溫差在10℃的合理范圍內(nèi);壓縮機(jī)靠近氣缸位置配備熱電偶，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道排氣溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)發(fā)送告警信號(hào);壓縮機(jī)油閃點(diǎn)需要高于215℃，這一類(lèi)型機(jī)油具有黏度較大、餾分較高的特點(diǎn)，相對(duì)來(lái)說(shuō)更為安全;壓縮機(jī)油不能與潤(rùn)滑油摻雜使用，適量添加，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)檢查壓縮機(jī)密封狀況;定期清理管道內(nèi)壁積碳，做好日常維護(hù)與檢修，以此確保壓縮管道安全。壓縮空氣管道在安裝過(guò)程中需要充分考慮使用便捷及安全，盡量設(shè)計(jì)為直線(xiàn)單向型，并在適當(dāng)距離設(shè)置控制閥;仔細(xì)考慮日常排水問(wèn)題，避免出現(xiàn)排水不暢問(wèn)題;加強(qiáng)無(wú)縫鋼管、鍍鋅管、PVC管的日常檢修與排查，避免出現(xiàn)漏氣問(wèn)題;若資金允許壓縮管道最好選擇鋁合金材制的，以此提高壓縮空氣輸送質(zhì)量，有效避免泄露問(wèn)題的出現(xiàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

壓力管