2019注安《技术》考点：压力管道事故

为应对2019年注册安全工程师考试，编辑整理了注册安全工程师考试2019年版的最新备考难点，希望给各位考生带来帮助!

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(一)压力管道事故特点

(1)压力管道系统在运行过程中，经常会由于密封元件损坏、管道元件腐蚀穿孔、焊接或结构缺陷、过量变形等出现泄漏。

(2)压力管道在运行中由于物理原因的超压、过热，或者异常化学反应的压力、温度的急剧升高，而超出管道元件可以承受的压力，或腐蚀、磨损，而造成管道元件承受能力下降到不能承受正常压力的程度，发生爆炸、撕裂等事故。

(3)压力管道本体发生爆炸，或者泄漏的易燃易爆介质爆炸，不但事故设备毁坏和操作人员伤亡，而且还波及周围的设施和人员。其爆炸所产生的碎片，以及产生的巨大冲击坡，破坏力与杀伤力极大。

(4)压力管道发生、泄漏、爆炸、撕裂后，有毒物质的大量外溢会造成人畜中毒的恶性事故;而可燃性物质的大量泄漏，还会引起重大火灾和二次爆炸事故，后果也十分严重。

(5)由于疲劳断裂常常是突然发生的，所以对于长距离输送管道来说，管道断裂，尤其是高压输气管道的断裂，造成的危害是非常严重的。

(二)压力管道事故发生原因

1.随时间逐渐发展的缺陷导致的原因

(1)腐蚀减薄。由于介质和外部环境对管道元件产生腐蚀，会使管道整体或局部壁厚减薄，承载能力下降，而造成管道元件的破坏。腐蚀可以分为内腐蚀(介质引起)和外腐蚀(环境引起)，从腐蚀形态上可以分为全面腐蚀和局部腐蚀，从腐蚀机理上可分为均应腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。

(2)冲刷磨损。管道内的介质对管壁的长期冲刷，造成管壁厚度的减薄，当管壁厚度不能满足强度要求时，就会在管道冲刷部位产生冲刷磨损破坏。介质流速越大，冲蚀越严重;介质硬度越大，颗粒度越大，冲蚀越严重;在流动方向改变的区域和管道直径变化的区域，如弯头、三通、变径管件等，冲刷磨损越严重。

(3)开裂。压力管道在运行中由于各种原因会产生不同程度的裂纹，而裂纹是压力管道最危险的一种缺陷，是导致管道脆性破坏的主要原因。管道裂纹主要来源于两种途径：

一是管材制造和管道安装中产生的裂纹，二是管道系统使用中产生或扩展的裂纹。前者是管材轧制裂纹、焊接裂纹和应力裂纹，后者是腐蚀裂纹、疲劳裂纹和蠕变裂纹。其中腐蚀裂纹是腐蚀性介质在一定压力、温度条件下，对材料造成腐蚀而逐渐形成的一种裂纹，常见的有应力腐蚀裂纹和晶间腐蚀裂纹。

(4)材质劣化。管道材料在压力、温度、介质的作用下，其金相组织发生变化，造成材料性能下降，导致管道破坏。如珠光体球化、石墨化、渗碳、脱碳、回火脆化、敏化、应变强化等。另外，含氢介质在一定的压力、温度条件下，会使管道材料产生氢损伤(如氢脆、氢鼓包、氢腐蚀、氢致剥离等)，造成材料性能下降。

(5)变形。压力管道由于不合理的结构，或者长期超温、过载运行，其应力导致管道在某些部位产生很大的反力相反力矩，或者管系振动导致管道超出允许振动控制范围，致使管道系统发生结构形状改变，使得局部管道元件失效破坏，严重时管道系统可能发生整体坍塌。2.设计制造原因

(1)设计原因。管系设计结构布置不合理，材料选用不符合要求，阀门和管件选型错误，应力分析失误，受压元件强度不够等，造成管道在运行中发生事故。

(2)制造原因。管子、管件、阀门制造中形成的缺陷，如原材料中的原始缺陷，焊接结构中的裂纹、气孔等焊接缺陷，管件制造过程中过度减薄和变形，阀门密封结构和操作机构不可靠等。

3.安装质量原因

安装不符合技术要求，材料混用，焊接质量低劣，存在未焊透、未熔合、夹渣、气孔，甚至裂纹等缺陷，未按规定进行无损检测，弯管加工造成管内皱褶、变形超标，密封元件安装质量差，安全附件规格错误等。

4.与时间无关，具有一定随机性的原因

在运行中超压、超温，违章作业，超过检验期限没有进行定期检验，操作人员不懂技术而进行误操作，第三方破坏，气候、外力作用等。5.长输管道事故的特殊原因

(1)自然条件恶劣地区，自然地质灾害严重的区域，如在地震断裂带、煤矿采空区、山体滑坡区、黄土冲沟区等，地震、泥石流、塌陷和洪水冲击等易对管道造成破坏。

(2)第三方破坏，即人为破坏造成压力管道泄漏爆炸事故。如埋地长输管道、城镇燃气管道被其他工程的施工单位挖漏、挖断，偷油偷气损坏管道等。

(3)埋地长输管道一般采用防腐层和阴极保护联合进行保护。如果两者其中一个出现问题，都会加速管道腐蚀，腐蚀到一定程度管道发生泄漏事故。

(三)压力管道事故应急措施

1.应采取紧急措施的情况

管道操作人员在运行中发现操作条件异常时应及时进行调整。遇有下列情况时，应立即采取紧急措施并及时报告有关部门和人员：

(1)介质压力、温度超过材料允许的使用范围且采取措施后仍不见效。

(2)管道及管件发生裂纹、鼓包、变形、泄漏或异常振动、声响等。

(3)安全保护装置失效。

(4)发生火灾等事故且直接威胁正常安全运行。

(5)管道的阀门及监控装置失灵，危及安全运行。

2.管道泄漏的紧急处理

管道的泄漏大多是因为密封面和密封元件失效，以及焊口、接头或附属设备松动、破裂、腐蚀穿孔、开裂、折断等原因引起。

在管道出现泄漏点时，尤其是较高压力的可燃气体管道泄漏时，应迅速关断管道上的阀门，以隔断泄漏管段，限制事故扩大，并应立即采取措施对泄漏点进行紧急处理。

对泄漏点进行紧急处理时，要区分承插式接头泄漏、砂眼泄漏、裂纹造成泄漏、管子泄漏等不同情况，采取相应的紧急处理方式。带压堵漏技术可以在保持生产运行连续进行的情况下，将世漏部位密封止漏，操作简便、安全迅速、社会和经济效益高，在冶金、化工、电力、石油等行业中己广泛应用。带压堵漏技术包括夹具设计、密封剂选择、堵漏操作和专用工具使用等几个关键环节，对操作人员要求高，应经过专门培训才能上岗作业。因为带压堵漏的特殊性，

有些紧急情况下不能采取带压堵漏技术进行处理，这些情况包括：

(1)毒性极大的介质管道。

(2)管道受压元件因裂纹而产生泄漏。

(3)管道腐蚀、冲刷壁厚状况不清。

(4)由于介质泄漏使螺栓承受高于设计使用温度的管道。

(5)泄漏特别严重(当量直径大于 10mm)，压力高、介质易燃易爆或有腐蚀性的管道。

(6)现场安全措施不符合要求的管道。

(四)典型压力管道事故及预防

1.管道焊接缺陷造成破坏

1)事故原因

此类破坏是由于管道系统中的焊接缺陷造成的。

2)预防措施

(1)制造、修理、安装、改造时，加强焊接管理，完善焊接质量管理体系：

①施焊前应进行焊接工艺评定，按照评定合格的焊接工艺编制焊接作业指导书。

②施焊的焊工必须考试合格，持有相应项目的资格。③加强材料管理，避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。

④施焊中严格执行焊接工艺要求，并按规范要求进行热处理。

⑤严格按照要求进行无损探伤。

(2)在压力管道运行中，加强管理，避免操作失误、超温、超压运行等。

(3)加强检验工作，及时发现缺陷并采取有效措施。2.管系振动破坏

一是会增加管道系统的交变载荷，使得未按疲劳设计的管道元件承受交变载荷而破坏;

二是有可能造成管道之间的振动摩擦，导致管道元件减薄或出现其他缺陷而破坏;

三是长期振动造成管道支承件损坏而使得管道系统发生变形而破坏。

2)预防措施

(1)避免管道结构固有频率、管道内气柱固有频率与压缩机、机泵的激振频率相等而形成共振。

(2)减轻气液两相流的激振力。提高管道隔热设计要求，缩短管道长度，适当降低管道内流体流速，使相变过程不过分激烈，减少液化的气体;设计选择适当的管道内流速，避免形成液节流;采用较大弯曲半径的弯头，减小弯头两端的流体质量差值。

(3)加强支架刚度。两相流的不稳定性质，必然要产生对管道的激振力。可以通过提高管道支承刚度，提高管道的抗振能力。3.液击破坏

1)事故原因

输送液体或气液两相介质的管道中，由于生产装置的开停和生产过程的调节，常需要启闭阀门、机泵，这时管道内的液体速度就会发生突然变化。

2)预防措施

(1)装置开停和生产调节过程中，尽量缓慢开闭阀门。

(2)缩短管子长度。

(3)在管道靠近液击源附近设安全阀、蓄能器等装置，释放或吸收液击的能量。

(4)采用具有防液击功能的阀门。

(5)采用自控保护装置。

4.疲劳破坏

疲劳破坏是指管道长期受到反复加压和卸压的交变载荷作用，金属材料出现疲劳产生破坏。

1)破坏原因

(1)应力集中。

(2)载荷的反复作用。

(3)温度的变化。

2)预防措施

(1)选用合适的抗疲劳材料。

(2)管道系统设计时需做疲劳分析。

(3)考虑结构的抗疲劳性能。

(4)制造及安装时应注意的问题(材料质量、焊缝)。

(5)加强定期检验。

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