工艺管道常见故障原因分析

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1、 工艺管道常见故障原因分析 工艺管道出现故障的原因有很多，但一般说来，主要是由以下这几 个方面造成的；1设计缺陷(1)工艺、结构设计缺陷设计时未全面 考虑管道所处的环境、振动、温度补偿、支撑等因素的影响；管子、 管件、阀门间连接形式不合理，使得管道的刚性不足或过大，导致 管道承受较大的振动或应力，最终导致管道提前失效。(2)选材不当 在设计选材时考虑不全面或选材错误，如温度条件、腐蚀条件等因 素选材不当，都会导致管道因腐蚀等因素而提前失效。2检修安装 施工缺陷(1)管道安装在管道安装过程中未严格按照施工规范进行施 工，如存在强力组对导致管道内应力加大而加剧应力腐蚀，引起管 道穿孔或破裂。(2)

2、焊接在检修安装施工过程中，因焊接工艺选择不 当、焊条焊剂未按规定烘干与保存、焊前与焊后热处理不当，同时， 在焊接过程中，存在咬边、错边、未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷 均会导致管道的施工质量下降，使管道在寿命周期内失效。(3)材料 在施工过程中误用、混用、错用材料或代用材料不合要求、材料本 身存在的质量缺陷也会引起管道的失效和破坏事故的发生。(4)防腐、 保温在检修安装施工过程中，因防腐或保温不当，也会使管道因腐 蚀加剧而提前失效。3振动工艺管道的振源多种多样，大致可分为 来自系统内和系统外的两大类。系统内的振源主要有与管道直接相 连接的设备和机器的振动、管道内流体的不稳定流动引起的振动； 系统

3、外的振源主要有风、地震等载荷引起的振动。一般说来，管道 振动最常见的振源是与管道相连接的设备和机器的振动以及管道内 流体的不稳定流动。(1)往复式设备产生管道振动的一个原因是往复 式机械在运行时的往复运动惯量产生的周期性变化的惯性力使机组 发生振动，这种振动必然会引起与其相连接的管道产生振动；其次， 往复式机械在单位时间间隔内排出或吸人的流体量是不相等的，因 此在与其相连接的管道内的流体存在脉动，压力不断变化，从而引 起管道振动。同时，当流体的脉动频率与管道的自振频率相近或相 等时，就会产生共振，使管道产生激烈的振动。(2)离心式设备离心 式机械在流量小于设计流量时，叶轮各相邻叶片间的流体流过

4、的量 不尽相同，单位时间排出的量也和不相同，这样将使离心式设备产 生喘振或气蚀，同时也会使管道内产生压力脉动，从而使管道产生 振动。(3)两相流与管道振动与管道振动关系密切的两相流主要是气 态与液态的两相流，尤其是伴有相变的两相流(如输送饱和蒸汽的管 道、管式加热炉的炉管等管道，其管内的流体在一定条件下处于两 相流状态)，在这种状态下的流体存在热量传递的时候就会出现相变， 受热则液态部分流体汽化，散热则气态部分流体液化，这样，流体 的体积发生突然变化，流体的流动状态受到扰动，从而引起管道的振动。(4)液击与管道振动输送液体的管道中，由于生产装置的开停 和生产过程的调节，常常需要启闭阀门，泵和水

5、轮机也有可能发生 突然开、停的情况，这时，管道内的液体速度就会发生突然变化(有 时是激烈的变化)。液体速度的变化使液体的动量改变，反映在管道 内的液体压力迅速上升或下降，并伴有液体锤击的声音，这种现象 就叫做液击现象，也称为水锤或水击。液击生成管内压力的变化有 时是很大的，突然升压严重时可能使管子爆裂，迅速降压形成的管 内负压有可能使管子失稳，这些都会使管道系统产生振动。消除管 道振动的方法有很多，主要有增加缓冲器、气流脉动衰减器、孔板 以及改变管道支座的型式、数量和位置等，主要从实际出发，选择 经济合理、效果明显的方法。4腐蚀管道的腐蚀是由于受到管道内 部物料介质和外部环境的化学或电化学作用

6、(包括机械等因素的共同 作用)而发生的破坏。腐蚀从腐蚀的作用机理上分为化学腐蚀和电化 学腐蚀；从腐蚀的破坏特征划分为全面腐蚀和局部腐蚀，按腐蚀发 生的位置又有以下几种形式：电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、晶 间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀和氢脆腐蚀等。(1)化学 腐蚀化学腐蚀是金属表面与周围介质发生化学作用而引起的破坏称 为化学腐蚀，如输送酸、碱、某些有机液体(苯、汽油)等物料的管 道内表面受到输送介质的全面腐蚀，与大气相接触的裸漏金属表面 的锈蚀等。(2)电化学腐蚀电化学腐蚀是因为金属与电解质溶液相接 触，且金属的不同部位或不同金属之间存在电极电位差，产生电化 学反应，电极电位低的部分

7、形成阳极，组成原电池，伴随着电流的 流动，阳级的金属原子转移到电解质溶液中，放出电子，成为离子， 而使金属受到腐蚀。(3)全面腐蚀全面腐蚀也叫均匀腐蚀，主要是由 于管道的壁厚在冲刷、锈蚀等作用下全面减薄而最终破坏。(4)孔蚀 孔蚀是由于管道金属存在一些表面缺陷，并在某一段时间呈活性状 态，电位变低，与相邻表面之间组成微电池，形成点蚀源，同时由 于大阴极与小阳极的存在使点蚀源迅速溶解而形成蚀孔。(5)缝隙腐 蚀缝隙腐蚀当管道输送的物料为电解质溶液时，在管道内表面的缝 隙处，如法兰垫片处、单面焊未焊透处等，均会产生缝隙腐蚀。其 机理一般认为是缝隙内和周围溶液间氧浓度或金属离子浓度存在差 异造成的。

8、(6)晶间腐蚀晶间腐蚀的机理是“贫铬理论”。不锈钢因 含铬而有很高的耐蚀性，其铬含量必须要超过 12，否则其耐蚀性 能和普通碳钢差不多。不锈钢在敏化温度范围内(450850)，奥 氏体中过饱和固溶的碳将和铬化合成，沿晶界沉淀析出。由于奥氏 体中铬的扩散速度比碳慢，生成 Cr23C6 所需的铬必然从晶界附近 获取，从而造成晶界附近区域贫铬。(7)磨损腐蚀磨损腐蚀亦称冲刷 腐蚀。当腐蚀性流体在弯头、三通等拐弯部位突然改变方向，它对金属及金属表面的钝化膜或腐蚀产物层产生机械冲刷破坏作用，同 时又对不断露出的金属新鲜表面发生激烈的电化学腐蚀，从而造成 比其他部位更为严重的腐蚀损伤。这种损伤是金属以其离

9、子或腐蚀 产物从金属表面脱离，而不是像纯粹的机械磨损那样以固体金属粉 末脱落。如果流体中夹有气泡或固体悬浮物时，则最易发生磨损腐 蚀。(8)应力腐蚀金属材料在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下发 生的断裂破坏，称为应力腐蚀破坏。发生应力腐蚀破裂的时间有长 有短，有经过几天就开裂的，也有经过数年才开裂的，这说明应力 腐蚀破裂通常有一个或长或短的孕育期。应力腐蚀裂纹呈枯树枝状， 大体上沿着垂直于拉应力的方向发展。裂纹的微观形态有穿晶型， 晶间型(沿晶型)和二者兼有的混合型。应力的来源，对于管道来说， 焊接、冷加工和安装时残余应力是主要的。并不是任何的金属与介 质的共同作用都引起应力腐蚀破裂。某种金属

10、材料只有在某些特定 的腐蚀环境中，才发生应力腐蚀破裂。5。自然灾害(1)地震地震对 埋地管道和架空管道都会产生破坏作用，地震烈度不同，管道所处 的环境不同，管道在地震中的损坏情况也不同。从对大量管道在地 震中破坏的原始资料分析表明管道破坏的主要原因一是地震波沿管 道传播使管道产生很大的拉伸应力，导致管道变形和破坏；二是地 震使地面发生变化，如地表断裂、塌方、滑坡等，从而引起管架损 坏、管线严重变形甚至断裂。(2)台风台风会带来强风和暴雨，引起 管道振动、管道支架沉降、倾斜和倒塌而使工艺管道产生弯曲、开 裂或断裂。6人为因素(1)误操作操作人员在操作阀门或启闭泵 时，由于违反操作规程，操作不当，导致串料、水击、超压而引起 事故；施工人员违章进行动火、用电、动土等作业而引起事故； (2)有意破坏出于个人目的，在已有管道上开孔盗油、盗气、盗水或 盗窃管道保温材料等原因，使得管道产生泄漏或寿命减少。