炼化装置压力管道小接管隐患管理

引言

小接管是炼化装置中压力容器、压力管道上常见的结构形式之一。2019年由中国石油炼化企业腐蚀与防护工作中心起草编制的《炼化装置小接管管理导则》中规定：在设备本体或管道上直接开孔，采用焊接方式连接的DN50mm及以下的半管接头、支管座、支管的结构，统称为小接管。如与容器本体或管道连接的安全附件、仪表（热电偶、压力表、液位计和流量计）、排液导淋、蒸汽扫线、排气阀及跨线等,一般在第一道阀门以内的管道统称为小接管。

小接管的特点是直径较小，管壁较薄，结构变化大，几何形状不连续，介质在此不流动形成一段盲端，在制造和使用过程中较纵、环向对接焊缝更易产生未焊透、裂纹等缺陷，是设备安全管理中的重点和难点。

压力管道是炼化装置输送介质的关键设备，目前检验检测工作重点放在管道本体上，而与压力管道上连接的温度表、压力表、排液倒淋、控制手阀等附件的直径较小的接管（简称小接管）检测往往被忽视 。在设计、制造、运行及维护、检验过程中存在薄弱环节，故经常在使用过程中发生泄漏。一旦小接管泄漏，抢修难度大，安全风险高，甚者引发人员伤亡或财产损失。如何有效的通过检测发现小接管的潜在隐患，保证管道本体的安全运行，成为当前亟待解决的问题。

1.小接管常见隐患来源

1.1设计环节

在我国目前的法律 、 标准体系中 ， 如 《 国家特 种设备目录 》 、 TSG 21 - 2016 ）《 固定式压力容器安 全技术监察规程 》 、 GB 150.1 — 2011 《 压力容器第 1 部分 ： 通用要求 》 、 TSG D0001 — 2009 《 压力管道 安全技术监察规程一工业管道 》 及 GB/ T 20801.1 — 2020 《 压力管道规范工业管道 第 1 部 分 ： 总则 》 等 ， 仅适用于 DN ≥ 50mm的压力管道， 均未对小接管提出设计 、 管理 、 监督 要求 。那么是否考虑到小接管腐蚀裕量、小接管如何焊接，焊接后如何验收焊接质量，小接管在用阶段如何开展有效的检验。这些在设计阶段考虑得很少。 因此 ， 小接管成为压力容器 、 压力管道制造 安装及长周期安全运行中的薄弱环节 ， 极易发生 腐蚀 、 开裂 、 泄漏等问题 。

1.2制造环节

压力容器筒体的纵、环焊缝的焊接自动化程度高，对焊缝内部质量的探伤有RT、UT等主要方法，其焊接质量比较可靠。但小接管与压力容器连接 多为承插角焊缝结构，制造厂对该部位多采用手工焊接，质量受焊工个人 因素影响较大，角焊缝的内部质量探伤方法较少，因此该部位的质量制造 过程中最薄弱的环节。且 因小接管不属于压力管道监管范畴，目前国内还没有相应的法规标准对小接管的制造过程进行监督，这就造成制造单位是否具有生产小接管的能力、小接管的材质是否有合格证明、不同类型接管是否需要试验报告、小接管是否有产品质量证明，不同类型小接管的适用范围等问题。

1.3安装环节

因现场工艺需要，往往现场很随意的在管道本体上开孔，采用承插角焊缝形式将小接管与管道连接。该采用支管台结构的未采用支管台等加强结构。现场采用手工焊接方式，焊接质量受焊工个人因素影响较大，对小接管的焊缝质量目前没有比较有效的检验手段。

1.4运行环节

内部介质腐蚀：小接管与管道主体在运行中处于同一腐蚀环境。但小接管内易形成流动死区；小接管承插进入管道内过长易形成湍流；小接管焊缝内表面存在缺陷等情况。从而导致在小接管内部腐蚀减薄或缝隙腐蚀。此外，因小接管本身壁厚较管道主体薄，且伴有运行中的振动等外载荷情况下，小接管易发生腐蚀穿孔或焊缝裂纹贯穿泄漏等问题，甚者威胁管道主体的持续安全稳定运行。

外腐蚀：对于有保温的小接管，如果保温铁皮有裂缝或破损，易受到外部环境的影响，形成保温层下腐蚀，导致小接管表面及根部出现腐蚀。且因小接管外护有保温层，一般情况巡检不易发现，往往是高风险点 。

日常管理：日常使用与管理中一些接管容易被忽视，如设备裙座内的接管、塔类 容器裙座内的接管以及设备操作平台遮盖的接管等。一些试压留下的小的盲头被包在保温里，工艺上不用的小短节加盲板后时间长久容易被忽视而产生腐蚀减薄不易及时发现。

人为破坏：踩踏，承受外力等。

1.5检验环节

按照《压力管道定期检验规则—工业管道》相关要求，小接管不属于压力管道范畴 ，检验单位和业主均将主要检验工作放在保证管道主体安全上，查阅近年来报告，发现很多检验单位未对小接管进行检测。另一方面，没有标准可遵守，同时管道主体管径较小，无法进行内部检测，故小接管到底如何检测，检验业界内目前并未有相关的形成一套有效的检测技术。

小接管的内部是不能通过宏观进行检查的，从一些检验报告可以看出，用仪器对设备进行检验的重点多选择对容器筒体T字焊缝和封头焊缝等应力 较高部位的抽查，对接管的检测手段则较少。在接管最容易减薄的接管根 部探头无法接触形成检测盲区，测厚数据不能反映真实情况。部分小接管 的加强筋板、螺栓、法兰颈等限制了接管与法兰对接焊缝的检验，多数检 验单位都不进行该部位的检测 。

接管角焊缝裂纹在补强圈信号孔出现泄漏、接管与法兰的焊缝出现裂 纹、接管管壁腐蚀减薄、振动疲劳等都会使小接管在压力容器运行时形成 风险部位。由于接管在第一道阀门以内，当出现泄漏时，不能通过关闭阀 门来单独处理，在设备大型化连续性生产的情况下，往往因为一处泄漏需 要设备甚至装置停工进行处理 。

2.小接管的管理

2.1 设计与制造

小接管一般应采用通过支管连接管件与设备或主管焊接的形式进行连接，支管连接管件包括半管接头、支管座 。 支管连接管件应当包括三通，且推荐 优先使用三通。

小接管必须选用质量管理体系健全且有效运行的生产企业的产品 ； 锅 炉、 压力容器 、 压力管道所涉及的小接管应当选用持有特种设备 ( 压力元件 ) 制造许可证书。

设计小接管壁厚时，应当充分考虑接管的设计强度和腐蚀，使接管的使用寿命与筒体的使用寿命相匹配。

采用法兰与小接管一体的整体加工件，使小接管本身不存在焊缝，解决小接管因存在焊缝引起的质量、运行泄漏及无法检验的问题。

对往复机等有振动的机组，小接管连接的附件形成悬臂结构，振动产生疲劳，进行接管加固设计时，要考虑对接管与法兰焊缝的加强，较多的三角式筋板支撑没有包含该焊缝，此处的焊缝应力集中点易产生疲劳裂纹。应采用接管、法兰、筋板形成一体的立式筋板抗疲劳结构。

设备和管线设计时，应考虑设置最少数量的小接管。

2.2 日常管理

（1）建立小接管台帐

对每台压力容器、压力管道建立小接管台帐，绘制单线图并编号。对其外观腐蚀情况、定期壁厚等情况进行监控并存入档案，实行动态控制管理。

（2）管道盲头检查

有些工艺上不用的排液导淋、法兰盲头、施工试压留下的试压盲头等会形成盲端，容易因腐蚀产生泄漏，要及时排查，减少不安全因素。

（3）小接管日常检查

对有腐蚀性介质的小接管，要定期进行定点 测厚。 对水平位置的短管，测厚点要重点放在截面的底部，并在检测报告图样上注明最薄点的坐 标尺寸。

2.3 检验及维修

加强小接管根部涂料防腐施工质量。施工时要设置为质量控制的重点。小接管部位的防腐应增大涂层厚度，一般建议涂层厚度大于250um，保温施工保证防水。

加强小接管腐蚀介质参数监控。必要时可对关键部位的小接管增加定点测厚频次或采用在线超声测厚系统等监测手段，及时掌握该部位腐蚀和减薄情况，同时对易腐蚀部位应提高壁厚等级。

在停工期间，由检验单位对小接管采取不同的检测技术查找小接管缺陷，按照导则管理要求，对于不同风险等级的小接管进行不同样本比例的检验。

（1）检验范围：高风险、中高风险的小接管进行100%检测；中风险的小接管进行10%-15%抽检。

（2）检验方式：对小接管采用测厚、磁粉、渗透探伤、射线数字成像检测（DR）、涡流检测或超声波等。

（3）检验报告：检验结束后，由检验单位录入检验报告，检验报告的内容主要包括：检测管段或部位、检测设备或管线的唯一识别标识、表征小接管状况的检测数据、检测时间及人员、确切的处理意见等信息。

3.结束语

炼化装置细小接管技术管理已成为当前炼化行业关注热点，中石油已建立《炼化装置小接管管理导则》，未来将逐步建立并完善炼化装置细小接管技术管理标准要求，规范其管理活动。