蒸汽作為工業(yè)中應(yīng)用熱量載體，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，其輸送多通過管道完成。某地區(qū)熱電、煤化工、制藥企業(yè)繁多，這幾類企業(yè)都安裝了大量蒸汽工藝管線。為保障使用環(huán)節(jié)的安全經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行，根據(jù)《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》及《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》要求，做好蒸汽管道檢驗(yàn)，使得蒸汽管道安全性與經(jīng)濟(jì)性得到有效統(tǒng)一。　　蒸汽管道質(zhì)量除材料選取不當(dāng)、設(shè)計(jì)不合理、制造缺陷影響外，服役過程中還受高溫、交變溫度、介質(zhì)沖刷及腐蝕、設(shè)備振動(dòng)等因素影響，容易發(fā)生蠕變開裂、腐蝕減薄、應(yīng)力腐蝕等失效事故；蒸汽管道自身長(zhǎng)度較大，在外力作用下容易發(fā)生失穩(wěn)；管道需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，安裝質(zhì)量很難保證。根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》要求，在對(duì)壓力管道定期檢驗(yàn)過程中，要進(jìn)行資料審定，外觀及布局檢查，受壓支承構(gòu)件檢查，振動(dòng)及泄漏檢查，絕熱層檢查，管道壁厚測(cè)量，焊縫位置無損檢測(cè)，安全附件檢查等內(nèi)容。在檢驗(yàn)過程中，總結(jié)常見問題如下：

1. 設(shè)備檔案、操作記錄不齊全　　檔案資料完善與否是衡量蒸汽管道管理工作水平高低的重要尺度。建立技術(shù)檔案并通過檔案管理，可以掌握每條管道在設(shè)計(jì)、制造、維修、檢驗(yàn)、使用過程中的質(zhì)量問題。根據(jù)《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程-工業(yè)管道》要求，管道使用單位應(yīng)當(dāng)建立管道安全技術(shù)。

　　檔案并妥善保管[1]。在實(shí)際檢驗(yàn)中，使用單位都設(shè)置了專門負(fù)責(zé)壓力管道管理的工作機(jī)構(gòu)，但由于管理部門人員變更等因素，管道設(shè)計(jì)資料、管道系統(tǒng)安裝竣工及驗(yàn)收的技術(shù)條件及管道歷次檢驗(yàn)、修理、改造和變更情況資料常有遺失，操作條件及工藝參數(shù)，如管道操作壓力和溫度，壓力和溫度波動(dòng)幅度和頻次等管道運(yùn)行記錄不能；管道投用日期，如使用期間多次停用，未及時(shí)記錄停用次數(shù)和重新啟動(dòng)的起止日期。

2. 設(shè)備及管道設(shè)計(jì)、安裝問題

　　布局結(jié)構(gòu)不合理較多存在于管道安裝方面。早期一些安裝施工單位無壓力管道施工資質(zhì)，造成壓力管道選用不當(dāng)，結(jié)構(gòu)布局不合理，如一些單位施工時(shí)未嚴(yán)格考慮管道受熱變形補(bǔ)償量，導(dǎo)致管道在運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)撓曲變形；某些管道疏放水裝置設(shè)置不合理，系統(tǒng)再次開車時(shí)，蒸汽管道內(nèi)產(chǎn)生大量凝結(jié)水會(huì)導(dǎo)致沖蝕并有可能造成“水擊”現(xiàn)象[2]；部分企業(yè)私自更改管道線路、隨意增加、減少彎頭和閥門，導(dǎo)致一些管路形成死角和管道截面積突變，影響系統(tǒng)整體穩(wěn)定；部分管道安裝施工質(zhì)量較差，出現(xiàn)材料錯(cuò)用、混用，管道表面變形，焊縫成形不好，咬邊，錯(cuò)邊量標(biāo)。如在一次蒸汽管道安裝監(jiān)檢過程中發(fā)現(xiàn)：設(shè)計(jì)圖紙要求彎管采用15CrMoG，標(biāo)準(zhǔn)為GB5310-2008，而現(xiàn)場(chǎng)的彎管材料標(biāo)記及質(zhì)量證明書標(biāo)示為15CrMo， 采用GB/T 8162-2008制造標(biāo)準(zhǔn)，管材性能不符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，應(yīng)予以更換。

3. 管道支吊架設(shè)置不合理問題

　　本部分查看內(nèi)容包括支吊架是否有彎曲、變形、脫空等現(xiàn)象，活動(dòng)支架位移情況及導(dǎo)向性能，固定支架牢靠性、可調(diào)支架調(diào)整位置是否合適等。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)支吊架設(shè)置時(shí)未考慮支座數(shù)量及間距造成管道機(jī)械振動(dòng)加劇；有些未考慮管道受熱膨脹及限位作用；有些支吊架與管體焊死；有些將支撐設(shè)置在平臺(tái)或欄桿上，影響整體結(jié)構(gòu)的牢固性。檢查發(fā)現(xiàn)支架銹死或脫落現(xiàn)象比較普遍，表明很多企業(yè)疏于管理，未認(rèn)識(shí)支撐結(jié)構(gòu)的重要性。

4. 腐蝕及減薄問題

　　對(duì)蒸汽管道采用聲波測(cè)厚進(jìn)行剩余厚度測(cè)量，選擇彎頭背部、三通肩部等蒸汽沖刷部位。部分彎頭部位壁厚比相應(yīng)直管部位壁厚有減薄趨勢(shì)。管道腐蝕有以下三個(gè)原因：

a.內(nèi)部腐蝕減薄

　　有文獻(xiàn)[3]表明輸送蒸汽管道內(nèi)游離氫氧化物能夠引起嚴(yán)重的點(diǎn)蝕或苛性應(yīng)力腐蝕破壞。總結(jié)檢驗(yàn)案例發(fā)現(xiàn)，蒸汽管道腐蝕集中發(fā)生在下半部分，為均勻腐蝕和點(diǎn)腐蝕。這是由于蒸汽管道運(yùn)行過程中蒸汽冷凝，冷凝液含氧及氯、氫氧根離子，內(nèi)表面發(fā)生電化學(xué)腐蝕。反應(yīng)式[4]為：

　　陰過程：2H+ + 2e → H2

　　陽過程：Fe → Fe2+ + 2e

　　有些碳鋼管道由于間斷或季節(jié)性運(yùn)行的原因，或少量冷凝水未及時(shí)由疏放閥排出而積存在管道中，底部腐蝕會(huì)更加明顯，甚至出現(xiàn)貫穿性蝕孔。

b. 管道外局部腐蝕

　　局部腐蝕常見于架空蒸汽管道由于補(bǔ)償器、閥門、支吊架附近局部管道裸露在大氣環(huán)境中，造成局部腐蝕。另外由于保溫材料與管道接觸地方往往形成氧濃差電池。當(dāng)管道間斷運(yùn)行時(shí)，可形成干濕交替的外部環(huán)境，引起腐蝕加劇。本地區(qū)屬于典型的工業(yè)大氣環(huán)境，腐蝕危害性更為巨大。

c. 保溫層下腐蝕

　　保溫層下腐蝕(Corrosion Under Insulation, CUI)是指發(fā)生在施加了保溫層材料的管道或設(shè)備外表面上的一種腐蝕現(xiàn)象[5,6]。蒸汽管道外保溫層包覆，會(huì)造成一個(gè)高溫高濕的密閉環(huán)境，隨著薄層電解質(zhì)液膜形成與集聚，管體腐蝕加劇。保溫層下的腐蝕現(xiàn)象常見于低壓蒸汽管道。表明，碳鋼管線溫度在-4～175℃區(qū)間在保溫層下發(fā)生腐蝕的情況類似于CUI[7]，表現(xiàn)為均勻腐蝕和點(diǎn)蝕。由于保溫材料老化、冷熱循環(huán)導(dǎo)致密封作用下降等影響，保溫層下腐蝕的概率在設(shè)備運(yùn)行5年以上后將大幅上升[8,9]。

　　管道保溫層下腐蝕除受循環(huán)操作溫度形成干濕及冷熱交替作用外，很大程度上歸咎于保溫施工及后續(xù)維護(hù)不當(dāng)。作業(yè)人員踩踏損壞保溫外鐵皮，水汽進(jìn)入保溫棉引起腐蝕，或由于施工質(zhì)量不規(guī)范，或使用后保溫外鐵皮損壞、脫落。

5 焊縫無損探傷發(fā)現(xiàn)的問題

　　蒸汽管道無損探傷檢查的重點(diǎn)是管道外弧面、三通肩部和焊縫等應(yīng)力較高的部位及絕熱層破損部位。實(shí)際操作中表面探傷選優(yōu)先選用磁粉探傷，對(duì)于非鐵磁性材料或者因形狀復(fù)雜不適宜磁粉探傷的部位選用滲透探傷。內(nèi)部探傷采用聲波法，比例選取根據(jù)《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》要求選取。

　　總結(jié)檢驗(yàn)案例發(fā)現(xiàn)，個(gè)別焊縫及熱影響區(qū)存在表面裂紋。焊縫內(nèi)部未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等缺陷不同程度的存在，大多數(shù)為“先天”缺陷。如部分管道焊接操作中被焊邊緣及焊縫清理不干凈，焊道中殘留熔渣或非金屬雜質(zhì)，進(jìn)行層間焊接時(shí)雜質(zhì)及熔渣留在焊縫中形成夾雜缺陷。圖1、2為某蒸汽管道檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的母材位置裂紋及焊縫裂紋。材料組織不均勻、焊前預(yù)熱溫度控制不嚴(yán)格、現(xiàn)場(chǎng)熱處理工藝不合理都可能導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生。

6 管道元件及安全附件維護(hù)問題

　　主要查看管法蘭、閥門泄漏情況；法蘭有無偏口、緊固元件是否齊全、是否松動(dòng)；閥門操作是否靈活。附件檢查主要查看附件安裝是否完好，是否被人為拆除，安全閥、壓力表選型是否合理、是否靈敏可靠、外觀質(zhì)量情況及是否處于校驗(yàn)期。檢查發(fā)現(xiàn)，存在較多的問題是法蘭選型英制與公制混淆，導(dǎo)致法蘭對(duì)接偏口；部分法蘭緊固螺栓未安裝齊全；閥門泄漏問題主要表現(xiàn)在填料破壞；某些閥門在制造過程中就存在氣孔等缺陷，運(yùn)行時(shí)承受溫度變化引起的熱應(yīng)力以致出現(xiàn)裂紋；安全閥有銹蝕出現(xiàn)；壓力表、安全閥期未校驗(yàn)，部分安全附件未及時(shí)維修和更換；某些單位壓力表校驗(yàn)間隔時(shí)間與普通壓力表相同，標(biāo)示為1年。檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蒸汽管道閥門頸部存在裂紋。原因是閥體頸部應(yīng)力更為集中，閥門為鑄造結(jié)構(gòu)，工藝原因也使鑄件容易產(chǎn)生鑄造缺陷，運(yùn)行時(shí)缺陷擴(kuò)展形成裂紋。此外，管道啟停時(shí)溫度波動(dòng)產(chǎn)生熱應(yīng)力，局部易出現(xiàn)熱疲勞，容易產(chǎn)生裂紋。

　另外，有些公司在發(fā)現(xiàn)管道有問題時(shí)，沒有找有資質(zhì)的公司進(jìn)行維修，而是自行貼補(bǔ)，留下了安全隱患。蒸汽管道使用單位自行修補(bǔ)的彎頭部分。

　蒸汽管道作為壓力管道中常用類別，其運(yùn)行管理和缺陷檢查工作非常重要。蒸汽管道質(zhì)量要從源頭控制，對(duì)于管道設(shè)計(jì)、制作與安裝環(huán)節(jié)，甲方要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，選擇資質(zhì)過硬的設(shè)計(jì)、安裝單位，購買質(zhì)量合格的管材、管件及焊材。特種設(shè)備檢驗(yàn)單位要仔細(xì)監(jiān)督安裝監(jiān)督檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)。管道使用單位要強(qiáng)化控制工藝操作指標(biāo)和工藝紀(jì)律，堅(jiān)持崗位責(zé)任制，認(rèn)真執(zhí)行巡回檢查制度。對(duì)于管道定期檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的安全隱患和問題，要及時(shí)處理。通過設(shè)計(jì)、選材、安裝、使用、檢驗(yàn)直至報(bào)廢更新的全過程管理，確保壓力管道的正常安全運(yùn)行。