蒸汽管道泄漏分析

蒸汽管道泄漏分析
摘要：蒸汽管道是工业中重要的压力管道之一，由于其长期在恶劣环境下运行，在管道应力集中或者焊制质量不合格的地方容易造成穿孔泄漏。

本文针对蒸汽管
道发生泄漏的原因进行了分析，并结合一些实际案例对泄漏修补方法进行了总结，提出了预防蒸汽管道的一些改进措施。

关键词：蒸汽管道；泄漏；预防
0前言
近年来，蒸汽管道泄漏爆炸的事故时有发生，给现场运行生产人员造成重大
损失。

蒸汽管道一般为高温高压的压力管道，其性能运行状况直接影响整个系统
的安全。

有的蒸汽管道在弯头或者三通等的位置经常受到高温蒸汽的冲刷导致管
壁变薄或者穿孔造成蒸汽泄漏；也有的是由于管道本身质量原因或者焊接质量不
合格造成砂眼泄漏蒸汽；还有一些蒸汽管道阀门质量不过关，引起阀门焊接处或
者法兰位置蒸汽泄漏。

1 蒸汽管道泄漏的原因
蒸汽压力管道泄漏，首先要做的就是查找出泄露段的管道，然后进行局部截
断蒸汽输送，查找泄露原因。

只有查明管道泄漏的真实原因，才能及时进行处理
修补。

1.1管道设计问题
如果蒸汽管道布置设计不合理，加上蒸汽管道支吊架安装误差，管道的柔性
不好，将导致管道局部应力集中，且对管道端部连接设备产生过大的发作用力，
对管道和设备的安全运行带来很大的隐患。

例如2013年9月在山东省某企业燃
煤锅炉分汽包出口管道焊接口出发生断裂爆炸，大量蒸汽从断裂口喷出，造成三
间板房倒塌，室内锅炉配电设施系统故障，幸未造成人员伤害。

事故主要原因就是蒸汽管道设计不合理，管道末端未设置疏水装置，造成大
量冷凝水积聚在管道内，蒸汽管道本身有很大的应力，堵漏过程中出现剧烈振动，同时运行中蒸汽量负荷突变发生超压现象，在外力作用下造成人身和设备事故，
引起管道突然断裂。

1.2管道安装焊接质量不合格
蒸汽管道所有焊接位置均应该严格按照规范标准施工，焊接以后还应该安装
要求的比例探伤合格。

实际由于各个施工单位水平参差不齐，管理不到位造成焊
接质量不合格，最终导致蒸汽泄漏爆炸事故发生。

例如2016年08月，在湖北省
某电厂发生的高压蒸汽管道发生爆管事故，其主要原因是2号锅炉蒸汽出口主管
道流量计焊缝开裂，大量高温的过热蒸汽外泄，导致主控室玻璃破裂，造成主控
室人员严重伤亡。

分析不难发现，由于管道对接焊缝处焊接质量不合格造成此处承载能力明显
低于管道母材。

焊接接口处的焊接缺陷形成应力集中，使管道接口处在应力状况
下受到水击压力造成突然断裂。

1.3管道法兰处老化破损
如果蒸汽管道安装有法兰阀门，那么一般蒸汽管道出现泄露的地方主要在阀
门法兰处，主要原因是管网在运行中蒸汽压力大幅波动造成的。

当法兰处出现泄
漏时一般采取热紧法兰的方法消漏，如果不影响生产的话可以继续生产的，不过
要经常巡检随时注意漏点的变化情况。

阀门在操作使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动，它包括转动和轴
向移动。

随着开关次数的增加，相对运动的次数也随之增多，还有温度，压力和
流体介质的特性等影响，阀门填料是最容易发生泄漏的部位。

它是由于填料接触
压力的逐渐减弱，填料自身的老化，失去了弹性等原因引起的。

这时压力介质就
会沿着填料与阀杆的接触间隙向外泄漏，长时间会把部分填料吹走和将阀杆冲刷
出沟槽，从而使泄漏扩大化。

阀门的法兰密封主要是依靠连接螺栓的预紧力，通过垫片达到足够的密封比压，来阻止被密封压力流体介质的外泄。

它泄漏的原因有很多方面，密封垫片的
压紧力不足，结合面的粗糙度不符合要求，垫片变形和机械振动等都会引起密封
垫片与法兰结合面密合不严而发生泄漏。

另外螺栓变形或伸长，垫片老化，回弹
力下降，龟裂等也会造成法兰面密封不严而发生泄漏。

法兰泄漏还有不可忽视的
人为因素，如密封垫片装偏，使局部密封比压不足紧力过度，超过了密封垫片的
设计极限，以及法兰紧固过程中用力不均或两法兰中心线偏移，造成假紧现象等
都容易发生泄漏。

2蒸汽管道泄漏的预防措施
合理的设计是确保蒸汽管道运行的第一步，设计质量的好坏直接影响蒸汽管
道能否安全可靠的运行。

其次是管道及管件本身质量的好坏也非常重要，一定要
选择质量合格的产品，才能从源头上杜绝管道泄漏。

最后是蒸汽管道的安装焊接
质量，焊接水平高低也是影响管道是否安全运行的重要因素。

2.1管道设计要合理
蒸汽管道属于压力管道，设计时一定要慎重，不可凭借经验估算，一定要经
过仔细的计算，保证管道布置合理，支吊架设计得当。

合理的增加补偿，保证管
道柔性，消除管道弯头或者三通等位置的集中应力。

在设计压力下选择合适的管
道壁厚和管材，保证管道在设计压力下安全可靠的长期运行。

为使蒸汽管道在工作状态下稳定、安全运行，工程设计时，应对管道的热胀
冷缩做充分补偿，减少管道因温度变化而产生的冷热应力，避免因应力集中对管
道造成破坏，防止事故发生。

同时蒸汽管道设计时应充分考虑管道的排气疏水点。

在蒸汽管道低位或者管
道末端必须设置疏水装置，自动防止蒸汽泄漏而且迅速排出热设备及管道中的冷
凝水，保证蒸汽干度，提高蒸汽利用效率。

另外蒸汽管道设计和生产操作过程中
要尽可能避免发生水击。

在管道安装时，必须使管道具有足够的坡度，并保持汽、水同向流动。

2.2 防止管道腐蚀
管道的质量直接影响管道使用寿命，在施工中要求管道表面不得有裂纹，腐蚀、结疤和凹陷等缺陷，管道和管件需具备出厂质量证明等技术材料，各种技术
指标必须符合管道行业有关标准和规定。

蒸汽管道在运行前，首先需要排净空气，另外由于投用之前温度较低，同时
部分管道较长而且形状复杂，管子与其附件（阀门、法兰、螺栓等）间的厚度差
别也很大，若突然将大量高温高压蒸汽通入管内，就会在管道和附件上产生很大
的热应力，造成管道破坏，并且蒸汽进入冷管道时，还会产生凝结水，如果凝结
水不能及时排出，会造成强烈的水击现象。

在运行过程中注意蒸汽品质的变化，防止蒸汽中氧气、二氧化碳含量过高引
起局部管道腐蚀。

同时避免蒸汽流量和压力变化太大，容易闪蒸，闪蒸气造成管
线腐蚀、磨蚀等。

同时遇到具体情况分析出合理的针对性措施进行处理并累积经验。

2.3严控焊接质量
蒸汽管道作为一种承压设备，焊接过程的质量控制对保证管道的安装质量及
以后的运行可靠性起着重要作用。

焊接质量的好坏直接影响着工程的系统运行安全。

蒸汽管道中最薄弱的环节就是焊接点，每一个焊接点都关系着整个管道的承
载能力。

因此，如果蒸汽管道的焊接点存在缺陷，很容易产生泄漏的问题以至于
引发事故。

一旦焊接存在缺陷会使整个金属面被割裂，最终产生应力集中的现象，在蒸汽内压的作用力下，使得焊接点逐渐开裂，并慢慢发展成为裂纹，最终对管
道壁进行贯穿，直接导致蒸汽泄漏引发事故。

蒸汽管道焊接必须严格按照规范要求，管道无损检测和环焊缝施工，应加强
焊接缺陷预防。

焊缝缺陷主要有以下三种：一是故障造成的不当装配和对接不当
和角变形；二是焊接过程中不严格操作造成的夹渣、气孔、未焊透等缺陷；三是
焊接残余应力和压力产生的联合作用的管道表面腐蚀裂纹和应力腐蚀裂纹。

因此，蒸汽管道的焊接必须严格执行国家规范、行业标准、设计要求，在焊接过程中把
好质量关，确保蒸汽道的安全运行。

3结束语
本文通过对蒸汽管道泄漏原因的分析，提出了预防泄漏的改进措施。

蒸汽管
道泄漏是各种因素综合的结果，必须统一把握，综合治理。

首先设计要科学合理，保证管道的自由膨胀，避免局部应力集中。

同时管道及管件选择要安全可靠，焊
制质量合格，运行中对管道定期检查，加强管理。