工业管道定期检验规程的制订与应用.ppt

工业管道定期检验规程的制订与应用,2023/10/12,2,一、我国石化企业压力管道使用现状二、石化企业压力管道中常见缺陷情况及分析三、提高压力管道安全运行水平的途径与对策四、“管检规”有关重要概念与条文解析五、工业压力管道安全保障技术研究进展,主要内容,我国石化企业工业管道使用现状,2023/10/12,4,1.1我国工业压力管道事故情况,图19942002年部分国内压力管道事故的统计情况,2023/10/12,5,图219942002年部分国内工业压力管道事故直接经济损失情况,2023/10/12,6,1.2石化企业压力管道基本情况调查,第一次调查19951996年，中石化总公司、35家企业54346台压力容器、6475.7公里、类压力管道第二次调查1997.10，中石化总公司、36家企业1166台高强钢压力容器、1565条80.4公里高强钢压力管道第三次调查2000.10，中石化股份公司、30余家企业686台液化石油气球罐第四次调查19982000，二十余家企业含缺陷压力管道、介质环境作用下含缺陷压力容器第五次调查 2001年，中石油9家企业26021台压力容器与5000余公里压力管道第六次调查 2004年6月至2007年3月，中石化、中石油企业,2023/10/12,7,图3石化企业、类管道事故原因,安装原因,设计原因,制造原因,管理不善,腐蚀与冲蚀,2023/10/12,8,1.3工业压力管道目前存在的主要问题,先天不足、后天失控(96年以前)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、甚至相互矛盾压力管道的设计工作缺乏有效的管理压力管道的组成件(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压力管道的安装队伍混乱，管理失控缺乏完整的压力管道事故统计报告资料超标缺陷严重工业管道检验、检测与缺陷处理缺乏有效的依据逐步改善(96年以后),石化企业压力管道中常见缺陷情况及分析,2023/10/12,10,2.1先天原始缺陷(60%)与使用中的新生缺陷(40%)相互影响,九十年代以前投用的压力管道由于制造安装质量严重失控，管道中原始缺陷较多九十年代以后在用的新老管道由于介质腐蚀性加剧，管道中新生缺陷，尤其是介质环境引起的损伤明显增多一般情况下管道严重损坏事故大多由原始缺陷引起，3540%是使用中的缺陷与损伤引起原始缺陷与使用中新生缺陷是相互影响的，一条管线原始缺陷多，在使用中也容易新生缺陷，如不合理管道结构，不合适的管道组成件选型都会在使用中诱导缺陷产生使用环境变化也会使一些人们不注意的原始问题暴露,2023/10/12,11,2.2原始缺陷中的焊接缺陷占80%以上管检规第49条,2023/10/12,12,马鞍焊缝接口问题造成的失效：,图4接管角焊缝的不规范焊接a.对口间隙大小不均：导致局部未焊透或焊肉较簿，在热应力和腐蚀介质富集下的断裂泄漏；b.在对口间隙大的一侧填塞金属，致使严重未焊透开裂,2023/10/12,13,低点放空接管角焊缝问题,图5低点放空接管a.开口的随意性：接管不插入，插入无间隙b.焊接位置困难：导致焊肉不饱满、缺肉、焊波不均匀、受力后断裂,2023/10/12,14,2.2.2焊接接头焊接工艺不严格执行,a.Cr-Mo钢同钢种焊缝预热温度、层间温度、后热处理的温度不按焊接工艺进行，使焊接头出现淬硬组织，容易产生开裂。b.Cr-Mo钢用奥氏体类不锈钢焊条的异种钢焊接用交流电源和直流正极焊接，导致熔深大、焊接接头热影区增宽、降低接头抗冲击能力，熔合区组织易出现马氏体组织，在熔合线处出现裂纹或“刀状腐蚀”。奥氏体焊条碳含量偏高，如C0.20，易出现晶间腐蚀或晶间应力腐蚀。奥氏体焊条的Ni、Cr含量偏低，易在接头的熔合区出现淬硬组织，出现裂纹。用焊碳钢的操作（运条方式）施焊不锈钢焊缝，焊接线能量偏大，易出现过热缺陷。如晶粒粗大,碳化物沿晶界折出的敏化失效。,2023/10/12,15,2.3凹坑与局部减薄类缺陷的“死”与“活”管检规第46、47、48条,表面缺陷打磨形成凹坑“死”缺陷由表面缺陷打磨形成凹坑，在使用中没有介质腐蚀的话，这类凹坑或局部减薄一般不会发生变化，是“死”缺陷，而且位置固定，容易发现与监控，相对危害性较小。腐蚀坑、冲刷磨损沟槽“活”缺陷在使用中产生的凹坑与减薄，如腐蚀坑，冲刷磨损沟槽等等，这类缺陷是“活”缺陷，减薄尺寸会不断加大，并且可能存在于管道任何位置，难于发现，因而危害性较大，企业中的很多多爆炸事故因此而引起。,2023/10/12,16,2023/10/12,17,2.4无形的缺陷管检规第45条,“有形缺陷”，是可以用无损检测方法发现的，如裂纹、未焊透、气孔等焊接缺陷及几何偏差“无形缺陷”，无形、弥散、难以用无损检测方法发现，一般无法修复，是材质的损伤与蜕化，如氢脆、应力腐蚀、回火脆化等等。如美国1999年加氢裂化管线爆炸就是因为临氢管线上铸态不锈钢阀门脆化损伤引起。大连WEPC的阀门已发现了同样问题，只是发现及时未酿成事故。,图6高温油气管线的球化和石墨化,2023/10/12,18,图7奥氏体不锈钢 晶间腐蚀,图8奥氏体不锈钢 应力腐蚀,2023/10/12,19,图9低碳钢珠光体球化及石墨化,图10低碳钢珠光体球化(完全),2023/10/12,20,2.5结构缺陷 管系结构布置不合理、变形无法补偿、局部高应力等管检规第44条,图11两管道间跨线加阀门,2023/10/12,21,两条蒸汽跨线连接转线 a图在“B”蒸汽配汽线上马鞍焊缝开裂、泄漏b图改接后的跨线上增加一只弯头，马鞍口焊缝处的应力状况得以改善再不开裂不泄漏,图12两蒸汽线间跨线连接方法,2023/10/12,22,2.5.2管系中的高应力“点”，导致开裂、泄漏,图12两换热器壳程之间连接线,如图，两换热器壳程管系中大小头端部的“4点”，计算反力矩达4543kgfm，焊缝出现过裂纹并泄漏。为降低“4点”的反力矩，将大小头移至“B或C”点、“4点”的反力矩就降至2182.3kgfm。使“4点”的反力矩减少了50%以上，就免出了裂纹的再出现,2023/10/12,23,如图，换热器E01的连接法兰“A”长期泄漏，在法兰密封面上采用更换垫片材质和垫片型式，均未能消出泄漏，应力分析计算结果表明，其X、Z方向的合成反力矩达7292kgfm，将管系按图示要求改造后，合成反力矩降至1025kgfm，法兰处不再出现泄漏。,图14换热器与过滤器之间管系改造前后图,2023/10/12,24,2.5.3管系结点因疲劳应力导致的开裂,图15焦炭塔塔底进料及暖塔管系图1四通切换阀2,3 塔底进料口4,5 暖塔堵焦阀口,焦碳塔塔焦阀接管48小时在四通阀“1”处变换一次进油状态，进油温度达480时“4”、“5”点的轴向温差高达153(一般72)。在430壁温下计算的管端推力矩达。在长年的温差引起的管端推力矩的作用下，出现沿接管加强板角焊缝的整圈开裂。断口取样经电镜观察图象，呈典型的疲劳条纹形断口，裂纹深度达36毫米。,2023/10/12,25,制氢装置酸性水汽提进水管接管，在塔壁进口接管处呈穿透性断裂,图16气提塔塔入口接管角焊缝穿透裂纹,2023/10/12,26,2.5.4地基沉降原因,宝钢一期动力管网地处沿海地基沉降普遍、建造时基础处理不到位。主管道支架附近新建车间或挖排水沟，水土流失，由于基础沉降不均，最大降量达到320mm，造成主管道水平度出现偏差，受力不等，在工作应力状态下管道有些部位的应力水平大大超过原设计水平。如在化工厂附近由于2200mm主管道与支管道1800mm管道基础沉降不均匀，造成支管道严重开裂、膨胀节也因此发生变形及泄漏。对宝钢一期动力管网因基础沉降引起管道、膨胀节受力不均进行了有限元计算与分析。部分计算结果见下图：,图18支架不均匀沉降使管道受力不均,图17支架不均匀沉降状态,2023/10/12,28,图19双支架工作状况下位移变形图,图20双支架工作状况下的应力等级图,2023/10/12,29,图21有限元计算应力分布图计算分析结果表明：支架不均匀沉降已对宝钢的安全生产构成严重威胁采取措施：托补修复、调整沉降严重的支架。,2023/10/12,30,图22BFG动力管线(调整前)沿纬三路92#至纬三路104#支架间最大TRESCA应力曲线,图23BFG动力管线(调整后)沿纬三路92#至纬三路104#支架间最大TRESCA应力曲线,2023/10/12,31,图24COG 动力管线(调整前)沿纬三路137#至纬三路147#支架间最大TRESCA应力曲线,图25 COG 动力管线(调整后)沿纬三路137#至纬三路147#支架间最大TRESCA应力曲线,2023/10/12,32,2.6管道组成件与支承件的质量问题管检规第45、51、52条,管件(三通、弯头、大小头等)、法兰、螺栓、垫片、阀门、接头、过滤器、支吊架等组成件与支承件的失效破坏同样也会造成管道的失效与破坏。由于这些元件涉及专业多、行业广，长期以来，质量难以控制。,2.6.1管材自身质量不合格 化学成分严重偏差管壁厚度不均管材自身有可见裂纹和壁厚分层管材(不锈钢)其微观组织出现差异,2023/10/12,33,2.6.2管道组成件的质量问题合金钢管件热处理质量控制不严格，导致高硬度管件在焊接、试压和使用中开裂管件锻造工艺不严格，出现锻制时变形量过大，管件内壁形成大量的纵向沟槽，锻造过程中又不规则的冷却，使锻件淬硬，在腐蚀环境下，加速了管件断裂管件原材料不合格。如不锈钢成分不合格，未进行固熔处理等制造商用非整体拼焊结构的法兰来假冒整体法兰,2023/10/12,34,膨胀节失效,国内某石化公司1#重油催化裂化装置反应再生系统外取热器催化剂入口管复式自由型膨胀节在开车和运行过程中先后发生复式自由型膨胀节整体失稳和单式绞链型膨胀节腐蚀穿孔等失效事故。,图22再生系统外取热器催化剂入口管膨胀节布置简图,2023/10/12,35,2.7高强钢应用与介质环境苛刻化,高强钢应用带来裂纹敏感性增大，尤其是在各种高温临氢及腐蚀性介质作用下管道发生腐蚀、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳、蠕变、氢损伤的概率大大增加。介质环境苛刻导致管道内壁腐蚀常温下湿硫化氢、无水液氨、Cl-、硝酸盐等的应力腐蚀高温下环烷酸、硫化物及氢损伤 保温防腐措施不善导致管道外壁腐蚀不锈钢管道外壁氯离子应力腐蚀，碳钢露点腐蚀、酸、碱腐蚀等,提高压力管道安全运行水平的途径与对策,2023/10/12,37,3.1建立法规、完善标准,压力管道安全管理与监察规定 在用压力管道定期检验规程结合了SHS01005 工业管道维护检修规程、化工部工业管道检验规程，吸收国家“八五”、“九五”攻关课题成果。GB 50316-2000工业金属管道设计规范GB5023597工业金属管道工程施工及验收规范 GB5023698现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 SH350197石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范,2023/10/12,38,3.2加强压力管道安装过程中焊接施工监督,焊接头的对接、角接的形状，必须保证可焊透，对口间隙要均匀焊接工艺的执行情况是否正确 环境、焊条、焊接工艺的执行情况焊接工人是否持有符合要求的焊工资格证，焊接头处的钢印号是否与资格证相符焊接接头无损检验的比例的执行是否合理合金钢焊缝的检验间隔时间是否正确有无漏检焊接接头的硬度必须复查，必要时应进行复膜金相检查,2023/10/12,39,3.3加强压力管道投用前的检查验收,管道竣工图是否符合设计要求 管道配件，阀门的质保书的可信度，是否有复验证明管道焊接及热处理工艺的执行情况 核查管道的无损检查报告 管道与重要机组联接口不得有张口、错口、斜口存在，螺栓联接紧力必须均匀 管道的保温，外防护及埋地管道的防护所用的材料，结构是否符合设计要求,2023/10/12,40,3.4加强在役管道可靠性管理,在役管道应力状况分析焊接接头缺陷的评估管道的腐蚀损伤的评估 均匀腐蚀 局部腐蚀 防腐蚀措施的在线管理 管道腐蚀环境的调查分析 高温运行管道在线检测、监测、远程监控,“管检规”有关重要概念与条文解释,2023/10/12,42,4.1第一章 总则,制订“管检规”的目的（第一条）根据“管监规”要求加强 安全监察 规范 检验工作 确保 安全运行 保障 人民生命和财产的安全,2023/10/12,43,两个认识误区工业管道壁厚裕量大 是否考虑弯曲载荷 应力分析软件设计使安全系数工业管道事故少 危害性认识 不足 爆炸事故不多，但泄漏事故 泄漏的危害性 人身、停产,2023/10/12,44,“管检规”内容（第二条）围绕 发现问题分析问题解决问题 技术路线、基本要求 主要内容包括 检验安全状况等级评定缺陷处理六个部分 总则 在线检验 全面检验 安全状况等级评定 安全保护装置检验 附则,2023/10/12,45,“管检规”适用范围（第三条）与压力管道安全管理与监察规定适用范围的工业管道及附属设施基本一致，不包含下列情况，最高压力小于0.1MPa，公称直径小于25mm，由于特种设备安全监察条例不包含，故与“条例”一致非金属工业管道和最高工作压力大于42MPa的工业管道。另有特殊要求，不包含,2023/10/12,46,“在线检验”与“全面检验”（第五条）由于工业管道的多样性、复杂性特点，仅有“定期检验”是远远不够的，“在线检验”是十分重要的安全保障环节，这也是“管检规”的创新点在线检验：运行条件下的检验 1年至少1次 使用单位自检（也可委托）宏观检查和安全保护装置检验为主 必要时进行测厚和电阻值测量全面检验：停车期间的检验 36年至少检验1次 专业检验单位+材质检验+无损检测+应力分析+压力试验与泄漏性试验,2023/10/12,47,工业管道的分类分级 国内外的三种分类法 a.根据使用条件综合分类法使用条件（温度、材质、介质、压力、环境因素等）工业管道失效或破坏后果 全面科学，但方法太多不统一,2023/10/12,48,例如中石化 SHS01005-92工业管道维护检验规程、中石化 SHJ501-85石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 A、B、C 中石化 SH3501-2001石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范A、B1、B2化工部化工企业工业管道检验规程 A（、）、B、C、D（、）,2023/10/12,49,国外：美国ASME B31.3化工厂与炼油厂管道D、M、高压类、其它类 介质流体性质，压力，泄漏危害性 设计与检验区别对待美国API579工业管道检验规范 分为三类 介质性质，工业管道所处位置 b.根据使用经验及实际需要分类 一些大型企业根据企业管理需求，未考虑安全性特点,2023/10/12,50,c.国家质监局压力管道安装单位资格认可实施细则分类分为三类 GA类（长输）GB类（公用）GC类（工业）对GC类 根据介质性质、载荷条件、设计安装情况 分为GC1、GC2、GC3“管检规”在此基础上，补充了材料、所处环境（后果）的考虑要求，补充了中石化、化工部规程的一些内容 如穿越铁路、桥梁、住宅及工厂重要设施，输送甲、乙类火灾危险介质和中等以上毒性程度的工业管道，其穿越部分按GC1要求 在理化检验中，体现了对材料问题的考虑（第三十一条）体现了“风险管理”的特色,2023/10/12,51,极毒GC1,2023/10/12,52,本规程是一种安全技术规范，基本的原则要求 细节应在各部门与单位制订的细则中体现 不能违反“管检规”要求,2023/10/12,53,4.2第二章 在线检验（第七至十八条）,第七至九条规定了在线检验的定义、检验周期、承担单位、职责、检验方法与重点使用单位 制订在线检验制度，培训检验人员备案 运行条件下自检，一年至少一次（宏观+安全保护装置）为主（测厚+电阻测量）为辅,2023/10/12,54,重点部位 机泵出口 补偿器、三通、弯头、大小头、支管连接及截止流动死角 支吊架损伤部位的管件与接头 过去有“问题”的部位 要害管段 苛刻条件，交变载荷管段,2023/10/12,55,第十条 强调了基本的原则要求，应另行制订细则，但不能违反“管检规”第十一条 流程图（在线）第十二至十六条 具体规定在线检验项目和要求 第十七条 报告要求结论为 可以使用、监控使用、停止使用 使用单位盖章，外委的由使用单位与检验单位共同盖章有效 分为两部分 建档时填写一次的原始资料（如原始资料审查记录、单线图）每次检验后填写的内容 第十八条 规定了异常情况的处理与报告程序 使用单位分析原因 整改 重大问题备案,2023/10/12,56,4.3第三章 全面检验（第十九至四十二条）,4.3.1 第十九至二十一条 全面检验的定义、检验周期、检验单位与人员资格、责任，使用单位责任 检验周期 12级 一般不超过6年 3级 一般不超过3年特殊的 延长 不超过9年,2023/10/12,57,以下情况检验周期应缩短 1新投用的管道（首次检验检验周期）；2发现应力腐蚀或严重局部腐蚀的管道；3承受交变载荷，可能导致疲劳失效的管道；4材料产生劣化的管道；5在线检验中发现存在严重问题的管道；6检验人员和使用单位认为应该缩短检验周期的管道。第二十二条 原则性的一般要求，应有细则，但不能违反“管检规”,2023/10/12,58,4.3.2 第二十三至三十五条 检验项目的要求 第二十三条 检验流程图 第二十四、二十五条 检验前的准备工作，原始资料审查与安全保护措施第二十六条 规定了宏观检验的项目，要求检验比例 十分重要 概括了解 下一步的线索和依据“在线”的相关项目，有些在线项目，停机时无法检验，如泄漏检验振动检验 强调了“结构检验”、“表面质量与腐蚀检验”,2023/10/12,59,比例 无绝热层的非埋地管道，原则上100%有绝热层的非埋地管道，按一定的比例抽查 埋地管道，选择易损坏部位开挖检查对于工业管道 其结构与布置应满足 工艺图纸要求 便于生产操作、安装与维护 热胀冷缩、柔性计算 振动,比例应与用户协商,布管问题，设计、建造规范有明确规定；全面检验的检验师应该掌握,直接发现一部分（支吊架间距、沉降、端点位移明显变化）组成件异常损坏；应力分析,2023/10/12,60,第二十七条 材料检验的要求 材质不明，应通过必要的方法尽量确定，至少是种类第二十八条 测厚的比例、位置与异常问题处理办法 每种管件的比例，每个管件在重点位置要测一定数量，发现问题增加比例（管件问题较多）“普查”与“定点测厚”相结合，要根据实际情况调整测厚比例,2023/10/12,61,第二十九条 表面无损检测的部位 宏观检查中发现裂纹或可疑情况的管道 绝热层破损或可能渗入雨水的奥氏体不锈钢管道 处于应力腐蚀环境中的管道长期承受明显交变载荷的管道焊接接头和容易造成应力集中的部位 检验人员认为有必要的支管角焊缝等,2023/10/12,62,第三十条 规定了RT与UT检测的比例和重点检查部位 比例：根据我国工业管道量大面广及中石化与化工部经验 GC1、GC2 一般按一定的比例抽查（15%与10%）GC3 一般不检查（除非有特殊情况）若发现问题，使得安全状况等级下降，应增加比例（协商确定）,2023/10/12,63,第三十条 规定了RT与UT检测的比例和重点检查部位 部位：1制造、安装中返修过的焊接接头和安装时固定口的焊接接头；2错边、咬边严重超标的焊接接头；3表面检测发现裂纹的焊接接头；4泵、压缩机进出口第一道焊接接头或相近的焊接接头；5支吊架损坏部位附近的管道焊接接头；6异种钢焊接接头；7硬度检验中发现的硬度异常的焊接接头；8使用中发生泄漏的部位附近的焊接接头；9检验人员和使用单位认为需要抽查的其他焊接接头。,2023/10/12,64,第三十一至三十三条 规定了理化检验和力学性能试验第三十一条、的前部分系主要考虑了蠕变开裂可能的检查 的后部分主要规定了不锈钢敏化及晶间裂纹的可能 是氢腐蚀及氢致裂纹的可能 选择重点部位：工作温度大于370的碳素钢和铁素体不锈钢管道；工作温度大于450的钼钢和铬钼钢管道；工作温度大于430的低合金钢和奥氏体不锈钢管道；工作温度大于220的输送临氢介质的碳钢和低合金钢管道。,2023/10/12,65,第三十一至三十三条 规定了理化检验和力学性能试验第三十二条 与应力腐蚀产生条件而言，对于确定的介质与材料，所谓“有代表性部位”，主要指应力集中部位或残余应力大的部位及介质容易积聚浓缩的部位 HB200仅是一个参考值，是一定浓度与应力水平下的经验值 有无极限浓度？硬度低于HB200也不等于不产生应力腐蚀第三十三条 讨论超期服役问题 我国压力容器与管道很少在设计时给出寿命，实际上，对于很多环境下的管道应当有寿命概念,H2S浓度、H2S分压、硬度与SSCC的关系,2023/10/12,67,超期服役的管理十分危险，不仅要增加理化检验，而且应当缩短检验周期，一般采用现场金相，有条件的在管道试验段上取样最好第三十四条 按第五章的相关要求进行安全保护装置检验第三十五条 耐压强度校验与应力分析的规定 什么情况下需进行强度检验与应力分析：强度校验 减薄量大于10%公称厚度,2023/10/12,68,应力分析 一般不要求做，若能做则对检验与分析抓住重点有益 1.无强度计算书，并且t0D0/6或P0/t0.385的管道；其中t0为管道设计壁厚（mm），D0为管道外径（mm），P0为设计压力（MPa），t为设计温度下材料的许用应力（MPa）；2.存在下列情况之一的管道：有较大变形、挠曲；法兰经常性泄漏、破坏；管段应设而未设置补偿器或补偿器失效；支吊架异常损坏；严重的全面减薄。,整体结构应力大、柔性可能发生破坏大面积减薄,采用GB50316工业金属管道设计规范,2023/10/12,69,强度校验 只能校核内压引起的强度不足问题，不能解决弯曲应力，但起到“筛选作用”,2023/10/12,70,4.3.3 压力试验，是一种重要的检验手段，国外很重视 全面检验一般要求做压力试验有三种情况强调应做 1经重大修理改造的；2使用条件变更的；3停用2年以上重新投用的。这三情况下实在无法做，允许替代：1所有焊接接头和角焊缝（包括附着件上的焊接接头和角焊缝），用液体渗透法或磁粉法进行表面无损检测；2焊接接头用100射线或超声检测，3泄漏性试验。全面检验时，不属于上述应做压力试验范围的管道，用泄漏性试验代替，这也是个不得而已的折衷办法第三十七、三十八条 压力试验的一般规定与具体规定，参照GB50235执行，只是计算试验压力用最高工作压力代替设计压力,2023/10/12,71,4.3.4 检验报告出具的程序与递交时间要求“投用之前，送交报告”也可是明确的结论与是否允许投用的意见先交4.3.5 第四十至四十二条 规定了缺陷处理的原则 超标缺陷定义：超过制造和验收规范的缺陷 超过“管检规”评定为3级的缺陷 建议办法：修复 按照相关的制造安装规范进行 安全评定 选择有资格的评定单位进行,2023/10/12,72,4.4第四章 安全状况等级评定（第四十三至五十三条）,附件一中规定了安全状况等级划分方法1级 完全满足设计、制造、安装要求，能在设计条件下安全使用，相当于标准状态 2级 基本满足设计、制造、安装要求，存在某些不符合标准规范的问题或缺陷，不影响36年内的安全使用3级 存在较为严重的缺陷或问题，但采用必要措施，可在13年内限定条件监控使用4级 缺陷严重予以整改或更换处理,2023/10/12,73,容限设计制造规范“质量控制”标准 安全评定“合于使用”原则本规程的容限 两者之间第四十三条 根据全面检验结果，各项检验结果分别评级，并以其中等级最低者作为管道评判级别 如果发现的问题已处理，则按处理后的状态确定安全状况等级 未将资料齐全列入评级条件，对“在用管道”可通过检验基本补全资料，可按“基本齐全”对待,2023/10/12,74,第四十四条 位置不当与结构问题的定级检验、维修不便失效后果严重直接产生缺陷（如碰撞、摩擦、柔性不足等）调整暂时无法调整 不影响定级,一般不影响安全性，定23级；有很大影响定为4级,未发现新生缺陷，不承受交变载荷 23级或安全评定 不影响使用 2级否则 34级,2023/10/12,75,第四十五条 材料状况的评级用材与原设计不符（合理合法代用除外）材质不明材质劣化与损伤,如能确认材料满足使用要求不影响定级，否则4级查清类别（不能简单地校核强度）,2023/10/12,76,第四十五条 材料状况的评级材质劣化与损伤,1材料发生轻度球化，可评为2级，当发生中度球化或更严重球化时则评为3级或4级；材料球化程度的评定参照现行行业标准火电厂用20号钢珠光体球化评级标准DL/T 674、火电厂用12Cr1MoV钢球化评级标准DL/T 773。2材料发生轻度石墨化，可评为3级，当发生中度石墨化或更严重石墨化时，则评为4级；材料石墨化程度的评定参照现行行业标准碳钢石墨化检验及评级标准DL/T 786执行。3对蠕变损伤，如金相检验仅发现材料存在蠕变空洞时，可评为3级，当存在蠕变裂纹时，评为4级。4对氢腐蚀，如仅发生氢腐蚀脱碳但未发现裂纹时，可评为3级，当出现氢腐蚀裂纹时评为4级。5材料发生晶间腐蚀，但未发现裂纹，可按最大晶间腐蚀深度采用第四十四条的局部减薄评定方法进行评级，如发现裂纹则评为4级；6管道存在应力腐蚀、疲劳损伤且经检验发现使用中产生的裂纹时，评为4级。,2023/10/12,77,关于湿H2S的低合金钢与碳钢管道，HB200应结合考虑产生应力腐蚀的条件，如浓度的积聚、残余应力、停工时的环境、材质纯净度等第四十六条 全面减薄的评定 管子或管件的实测壁厚，扣除至下一检验周期的腐蚀量的2倍后，不小于其设计最小壁厚，则不影响定级。耐压强度校验不合格，安全状况等级为4级。如果应力分析结果符合有关标准或规范的要求，则不影响定级；否则，定为4级。,2023/10/12,78,第四十七条 局部减薄的定级 关于局部减薄（凹坑）的容限说明 原因 腐蚀、冲蚀、机械损伤、缺陷消除打磨形成的凹坑 美国ASME B31G-1991 澳大利亚AS3788-1990附录N 化工部“管道检验规程”国家“八五”攻关 从塑性极限载荷理论+断裂力学方法 在大量理论分析与试验研究基础上，分析了拉、压、弯曲、扭转各种载荷下的凹坑安全性，考虑适当安全系数，得到了表3（GC2、GC3），将表3的容限值除以安全系数1.1，圆整得到表4（GC1）,仅对承受内压的管道有效,2023/10/12,79,第四十七条 管子的局部减薄，安全状况等级的确定方法如下：若局部减薄在制造或验收规范所允许的范围内，则不影响定级。局部减薄缺陷超过制造或验收规范所允许的范围时，如果同时满足以下条件，则按照表3或表4定级；否则安全状况等级定为4级。1管道结构符合设计规范或管道的应力分析结果满足有关规范；2在实际工况下，材料韧性良好，并且未出现材料性能劣化及劣化趋向；3局部减薄及其附近无其它表面缺陷或埋藏缺陷；4局部减薄处剩余壁厚大于2mm。5管道不承受疲劳载荷。,2023/10/12,80,表3 GC2或GC3级管道所允许的局部减薄深度的最大值（mm）,2023/10/12,81,（表3）注：D为缺陷附近管道外径实测最大值，mm，以下同；t为缺陷附近壁厚的实测最小值减去至下一检验周期的腐蚀量的2倍，mm，以下同；B为环向缺陷长度实测最大值，mm；P为管道最大工作压力，MPa，以下同；PL0管道极限内压，以下同；s为管道材料的屈服强度，MPa；C为至下一检验周期局部减薄深度扩展量估计量，mm，以下同。,2023/10/12,82,表4 1级管道所允许的局部减薄深度的最大值（mm）,2023/10/12,83,第四十八条 表面裂纹处理，打磨成凹坑，按第四十七条 处理第四十九条 焊接缺陷定级 满足制造、安装规范，不影响定级 否则满足以下条件，则按“规程”定级，否则4级：1管道结构符合设计规范或管道的应力分析结果满足有关规范；2焊接缺陷附近无新生裂纹类缺陷；3管道材料的抗拉强度小于540MPa；4在实际工况下，材料韧性良好，并且未出现材料性能劣化及劣化趋向；5管道最低工作温度高于-20，或管道最低工作温度低于-20但管道材料为奥氏体钢；6管道不承受疲劳载荷。裂纹一般不允许，特殊情况下通过断裂力学的安全评定确定,2023/10/12,84,第四十九条 焊接缺陷定级 咬边（满足第四十九条条件）本质上一是缺口效应（低温与疲劳环境不允许），二是藏有裂纹 不存在上述情况，容限规定很多 GB50236-98 不大于壁厚的0.05倍，且不大于0.5mm，长度不大于100mm（不超过焊缝长度的10%）容规 内咬边0.5mm，连续长 100mm，总长 10%焊缝长度 外咬边1mm，连续长 100mm，总长 15%焊缝长度 PD6493-1991 s450MPa、k40J钢中，允许1mm且 0.1壁厚,2023/10/12,85,美国API1104 长12英寸（304.8mm）焊缝中，总长不超过2英寸（50.8mm）内咬边总长不超过焊缝长的1/6 咬边深度不大于1/32英寸（0.79mm），且不应大于壁厚的12.5%若咬边深度不大于0.4mm，且小于壁厚的6%时，长度不限 GC2或GC3 0.8mm GC1 0.5mm,否则打磨成凹坑按第四十七条定级,2023/10/12,86,第四十九条 焊接缺陷定级 气孔（满足第四十九条条件）不考虑疲劳，一般不会有太大的危害 大多数规范都是控制气孔率不大于5%气孔长径小于0.5倍壁厚与6mm的较小值（容规是9mm）夹渣（满足第四十九条条件）不考虑疲劳，对焊接接头强度影响较小“九五”研究 在长度不限、自身高度达壁厚40%时，对安全性基本无影响 同时PD6493等标准中，考虑到夹渣自身高度难以测量，用宽度代替自身高度 对于GC2、GC3 限制自身高度或宽度0.35t，且6mm，按表5定级，否则定4级；对于GC1限制自身高度或宽度0.3t，且5mm，按表5定级，否则定4级,2023/10/12,87,第四十九条 焊接缺陷定级 未焊透（满足第四十九条条件）“九五”期间作了大量研究 分为：窄间隙未焊透按面型缺陷对待以断裂判据控制为主 宽间隙未焊透按体积型缺陷对待以塑性极限理论控制为主 以20#、16Mn或奥氏体不锈钢做了大量的试验与理论计算 这三种材料的塑性较好，故此以塑性极限理论控制，按局部减薄来处理，其它材料“九五”期间未作深入研究，故此只能偏保守地按平面缺陷处理，故参照未熔合定级,2023/10/12,88,第四十九条 焊接缺陷定级 未熔合（满足第四十九条条件）按严重的平面缺陷对待 在实际计算中，按裂纹参照断裂力学方法（如R6 FAD图方法）分析 通过150万例算例及大量试验材料性能取最低值取一次应力、二次应力最大值计算未熔合长度取整圈长度,偏保守得到表6：GC2、GC3不限长度GC1限制长度小于焊缝总长的50%,2023/10/12,89,表6 各级管道所允许的单个焊接接头中未熔合自身高度的最大值,2023/10/12,90,第四十九条 焊接缺陷定级 错边 主要是应力集中（满足第四十九条条件）由于不考虑疲劳，若无伴有裂纹、未熔合、未焊透等其它严重缺陷时，危害较小 所以满足表7，可定为2或3级，若伴有严重缺陷则定4级,表7 错边缺陷管道的安全状况等级评定方法,2023/10/12,91,第五十至五十二条 管道组成件、支吊架、附属设施 一个原则 不影响使用，不影响定级 若影响使用，应进行修复或安全评定，则定2级或不影响定级 否则定4级第五十三条 压力试验或泄漏性试验，属于管道本身原因定4级,2023/10/12,92,4.5第五章 安全保护装置检验检验（第五十四至五十九条）,第五十四至五十九条规定了安全附属装置的检验，包括一般规定、运行检查、停机检查、安全阀校验等本章内容借鉴了压力容器检验规程中的安全附件部分安全阀校验周期 一般1年1次 但风险较小，检验单位认为可以延长的，经备案可以延长至3年1次,2023/10/12,93,4.6第六章 附则（第六十至六十三条）,第六十条 规定了争议的解决程序第六十一条 不适用于本规程的工业管道的检验办法第六十二条 解释权归属第六十三条 实施日期：2003年6月1日四个附件：附件一 工业压力管道安全状况等级划分方法 附件二 在用工业管道在线检验报告书（格式）附件三 在用工业管道全面检验报告书（格式）附件四 易产生应力腐蚀的介质与材料组合数据,工业承压管道安全保障技术研究进展,2023/10/12,95,5.1检测技术,高新技术集成，体现“在线”特点在线检测、监测技术与报警、区域监控技术磁粉检测对在用管线，可使用低频调制磁探仪，目前我所研制的仪器可检测，一般深度可达45mm。国内有人声称最大可达8mm。在线磁粉检测可以做到300。渗透检测国外在线渗透检测可以做到200。,2023/10/12,96,超声波检测我所研制的薄壁小管径UT可以做到最小t=4mm、=35mm 埋藏缺陷定量UT检测高温在线UT可以做到450国外对接焊缝多通道超声波成像检测(放置内壁)，450mm，t6mm 射线检测实时成像检测，用于焊缝检测600mm、t35mm或100mm、t8mm。实时成像检测，用于腐蚀检测，带保温层也可进行，配管道爬行器(也有手持式，但范围较小)，管径848in.，扫描速度76mm/s，最大穿透厚度76mm,2023/10/12,97,长距离超声导波检测 主要检测埋地或有外覆盖层管道腐蚀、开裂等截面受损局部开挖或去除外覆盖层 检测距离：两侧各90米管长高温应力应变在线监测 550,2023/10/12,98,5.2风险评价,风险分析失效可能性、失效后果定性、半定量、定量分析基于风险的检测(RBI)损伤类型、腐蚀机理检验程序、检验有效性 风险管理与评价风险等级(矩阵)、风险控制、系统风险管理开展国际合作如GMRI与法国BV的合作,2023/10/12,99,5.3完整性评估,缺陷的评估体积型缺陷(如凹坑)塑性极限载荷方法平面型缺陷(如裂纹)断裂力学方法由1984的CVDA2004的GB/T19624含缺陷压力容器安全评定 由单纯的焊接缺陷评估考虑不同经济性的分类分级各种失效模式的考虑吸收断裂力学与塑性力学本身技术发展成果由单台容器单条管线装置系统,2023/10/12,100,缺陷评定标准：GB/T19624-2004含缺陷压力容器安全评定BS 7910-1999金属结构中缺陷验收评定方法导则R6-Revision 4-2001含缺陷结构完整性评定规程API 579-2000推荐用于合乎使用的实施方法SINTAP-1999欧洲工业结构完整性评定方法 ASME IWB3650及附录H铁素体钢管道缺陷评定规程和验收准则ASME IWB3640及附录C奥氏体钢管道缺陷评定规程和验收准则,2023/10/12,101,损伤后分析高温介质环境无损检测可靠性影响特殊管道元件的完整性评估补偿器、支吊架、阀门等,材料损伤蜕化定量分析,谢谢大家！,