工艺管道常见故障原因分析(标准版)

工艺管道常见故障原因分析

(标准版)

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( 安全管理 )

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编号：AQ-SN-0816

工艺管道常见故障原因分析(标准版)

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)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(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