热力管道全面检验的技术要求分析

金 路

（宁夏锅炉压力容器检验所 石嘴山所，宁夏 石嘴山753000）

0 引言

热力管道的检验对于保证管线正常运行、公众的生命安全和社会经济的快速发展有着重要的意义，但至今有关的维护、检验规程等未见发布，管道又大部分埋设在地下，有时甚至查漏还有相当困难，所以应加强热力管道检验规程的研究。

1 管线现场核对与空视图的计算机绘制的要求

对管线单线图需要进一步进行现场核实，为满足压力管道安全管理的需要，按规定要求对管线进行计算机空视图绘制，直至符合压力管道管理、检验的需要。空视图在三维坐标纸上绘制，在空视图中将压力管道的起、止设备号（或管线号），管线走向和各段的坐标，压力管道附件如管件、阀门、温度计、压力表、保温状况等标注清楚，确定焊缝位置，并对焊缝、测厚部位进行编号等，在提交检验报告时提供空视图计算机文件。

2 管道测厚检验的要求

对易受冲刷、腐蚀的直管、弯管、三通等部位进行测厚检查。测厚的方法采用常规的超声波测厚、不用拆除保温的涡流测厚和局部拆除保温的MsS长距离导波检测与监测技术交互运用。常规超声波测厚和涡流测厚其检测总比例应大于等于10%，MsS长距离导波检测与监测技术主要应用在重要段管线和长距离单向管线。

采用常规的超声波测厚应在拆除保温段进行，测厚中如发现异常值时，则在该点前后左右部位增测4个点，如仍有异常，进一步扩大测厚范围，找出异常厚度的区域及最小厚度值。

对穿跨越铁路干线、重要桥梁、住宅及工厂重要设施的管段应采用MsS长距离导波检测与监测技术和常规测厚进行监测。有异常的部位，应拆除保温进行核查。

3 无损检测的要求

3.1 表面探伤（渗透探伤和磁粉探伤）

检测部位的选取：

1）宏观检查中发现裂纹或可疑情况的管道，应在相应部位进行表面无损检测；

2）对波纹管膨胀节不锈钢段的轴向焊缝，应在相应部位进行表面无损检测；

3）对管子对接焊缝两边存在严重的敲击变形时，应在相应部位进行表面无损检测抽查；

4）对热力管道上管件、阀壳、支吊架受力焊缝、与热力管道管道连接的小管道的支管部位角焊缝、与设备接口部位角焊缝进行表面探伤抽查。

5）二次应力较高的部位和重要管段（穿跨越铁路干线、重要桥梁、住宅及工厂重要设施的管段）相关的角焊缝；应在相应部位进行表面无损检测；

6）检验人员认为有必要时，应在支管角焊缝等部位进行表面无损检测抽查。

对于铁磁性管道的焊缝，应优先选用磁粉探伤，对于不锈钢等晶粒粗大的无磁性的焊缝，优先选用渗透探伤。对二次应力较高的部位和重要管段（穿跨越铁路干线、重要桥梁、住宅及工厂重要设施的管段）相关角焊缝应进行全部检查，对其他部位根据现场情况和管子的历史运行情况进行抽查。

3.2 超声波及射线探伤

超声波或射线检测抽查的比例与重点检测部位按下述原则确定：

本文所属的蒸汽热力管道焊接接头检测比例为10%且不少于2个（抽查的焊接接头进行全长度无损检测）；对于振动较大的管道抽查比例应为前面的2倍。

抽查的部位应从下述重点检查部位中选定：

1）二次应力较高的部位和重要管段（穿跨越铁路干线、重要桥梁、住宅及工厂重要设施的管段）相关的对接焊缝；

2）表面检测发现裂纹的焊接接头；

3）错边、咬边严重超标的焊接接头；

4）支吊架损坏部位附近的管道焊接接头；

5）硬度检验中发现的硬度异常的焊接接头；

6）使用过程中发生泄漏的部位附近的焊接接头；

7）存在严重的敲击变形的焊接接头；

8）检验人员和使用单位认为需要抽查的其他焊接接头。

4 理化检验的要求

对于蒸汽热力管道应选择相应部位进行金相和硬度检验抽查：

4.1 硬度值超过HB200时，检验人员视具体情况扩大焊接接头内外部无损检测抽查比例。对于使用寿命接近或已经超过设计寿命的管道，必要时应取样进行力学性能试验或化学成分分析。

4.2 金相分析

1）球墨化评定：20#钢珠光体球墨化评级按DL/T674执行，采用与标准图谱对比的方法，在金相显微镜250倍或500倍的倍率下进行球化级别的评定；必要时，亦可在更高倍率下观察珠光体的细节。

2）石墨化评定：20#钢石墨化评级按DL/T786执行，焊接接头的熔合线和热影响区部位、弯管及变截面管的内外壁附近，及温度较高、应力较大部位，石墨化程度较严重，是检验的重点部位。选择石墨化程度最严重部位，同一检查面应选择不少于3个视场，在放大500倍下，与本标准评级图相对照进行石墨化评级。

5 压力试验的要求

5.1 蒸汽热力管道有下列情况之一时，应进行压力试验：

1）经重大修理改造的；

2）使用条件变更的；

3）停用2年以上重新投用的。

对因使用条件变更而进行压力试验的管道，在压力试验前应经强度校核。

5.2 对于不属于上述热力管道的，经使用单位和检验单位同意，通过泄漏性试验的可以不进行压力试验。

6 热力管道缺陷的安全评定要求

6.1 蒸汽热力管道缺陷安全评定的一般准则

1）宏观检查和表面检测（磁粉探伤和渗透探伤）检出的管道、管件表面、焊缝表面的裂纹、重皮、褶迭及严重变形等不允许存在，必须先进行打磨消除，当打磨深度超过管壁厚的10%时，应另作评定后再作处理。

2）对于振动较严重的管道，对接焊缝的咬边及表面凹陷允许存在的限度为：深度不大于0.5mm,长度不大于焊缝全长的10%，且小于100mm.

3）管道和管件测厚值减薄10%或0.5mm以上时，需经评定后决定是否可用。

4）管道焊缝射线和超声波探伤检测的裂纹不允许存在，未熔合、未焊透、圆形缺陷和条形缺陷需经评定后确定是否需消除。

5）理化检验发现材料劣化，应根据其劣化程度，经评定后决定其使用年限。热力管道缺陷的安全评定。

6.2 局部腐蚀减薄后的评定

对于外观检查时发现管道上存在的腐蚀凹坑，将根据测厚的检查情况和腐蚀坑深度、面积等数据，确定压力管道的壁厚减薄情况，根据ASME B31G-1991 规范《Manual for Determining the Remaining Strength of corroded Pipelines》对现有管线进行安全评定，确保管道的安全运行。最终提出压力管道局部腐蚀管段的处理方案。

6.3 管道埋藏缺陷的安全评定

压力管道不可避免地存在着原始的或使用中产生的缺陷，由于生产上、经济上的原因，不可能对含有超标缺陷的管道全部进行修复和更换。由于管道支撑及受载复杂，内压往往不是主要载荷，弯曲应力、热膨胀应力是其承受载荷的特征，且多集中在焊缝，往往还涉及到动载荷，因而管道的缺陷评定与压力容器的缺陷评定有很大不同。

ASME IWB-3650是一个技术先进的压力管道缺陷评定规程。不仅考虑脆性断裂失效，考虑塑性破坏（失稳）失效，还能进行弹塑性断裂评定。给出的弹塑性断裂评定不是较简单的启裂评定，而是考虑了启裂后韧性撕裂材料抗力增强直到韧性撕裂失稳极限载荷分析，因而是一种技术先进的断裂力学分析方法。

7 结束语

总之，作为五种物流运输方式之一的压力管道，其安全运行与生产生活关系极为密切，保证压力管道的安全运行意义十分重大。因而有必要加强压力管道的运行与维护管理，作好立法与有标准制订工作，做到有法可依，有标准可执行，确保压力管道的安全运行。

［1］许文欣,张强.化工设计中的管道应力分析[J].辽宁化工，2003：117－118.

［2］刘纯,陈红冬,胡波涛.蒸汽管道应力分析和支吊架调整[J].锅炉技术，2006：74－75.