第六节　石油化工管道

石油化工管道是用来输送流体介质的一种设备。这些管道输送的介质和操作参数不尽相同，其危险性和重要程度差别很大。为了保证各类管道在设计条件下均能安全可靠地运行，对不同重要程度的管道应当提出不同的设计、制造和施工检验要求。目前在工程上主要采用对管道分类或分级的办法来解决这一问题。

压力管道最新定义是：指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压），介质为气体、液化气体、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体，且公称直径大于或者等于50mm的管道。公称直径小于150mm，且其最高工作压力小于1.6MPa（表压）的输送无毒、不可燃、无腐蚀性气体的管道和设备本体所属管道除外。其中，石油天然气管道的安全监督管理还应按照《安全生产法》《石油天然气管道保护法》等法律法规实施。

一、管道分类

石油化工生产装置中安装了大量不同规格、不同用途的管道，其分类方法如下。

（1）管道工程按其服务对象的不同，可大体分为两大类：

①在工业生产中输送介质的管道，称为工业管道；

②为改变劳动、工作或生活条件而输送介质的管道，主要指暖卫管道或水暖管道，有时又统称卫生工程管道。

（2）工业管道有些则是按照产品生产工艺流程的要求，把生产设备连接成完整的生产工艺系统，成为生产工艺过程中不可分割的组成部分。因此，通常有些又可称为工艺管道。

（3）输送的介质是生产设备的动力媒介（动力源）的，这类工业管道又叫作动力管道。生产或供应这些动力媒介物的站房，称为动力站。

（4）工业管道和水暖管道在企业生产区里有时很难区分，常常既为生活服务，又承担输送生产过程中的介质。例如上水管，它既输送饮用和卫生用水，又是表面处理用水和冷却水供应系统。

（5）根据我国特种设备安全技术规范TSG D3001—2009《压力管道安装许可规则》管道的类别和级别划分，如表2-14所示。

二、压力管道分级

工业管道输送的介质种类繁多、性质差异大，其分级不仅要考虑操作参数的高低，而且还要考虑介质危险程度的差别。

目前我国管道分级是根据美国标准 ANSI/ASME B31.3，并结合我国的习惯做法来进行分级的。目前有效的管道分级依据是国家标准、行业标准及国家特种设备技术规范。TSG R1001—2008《压力容器压力管道设计许可规则》中规定压力管道分为：长输管道、公用管道、工业管道、动力管道。

（1）长输管道　是指产地、储存库、使用单位间的用于输送商品介质（油、气等），并跨省、市、自治区，穿、跨越江河、道路等，中间有加压泵站的长距离（一般大于50km）管道。

长输管道用字母“GA”表示，划分为GA1级和GA2级，如表2-14所示。

（2）公用管道　是指城市、乡镇、工业厂矿生活区范围内用于公用事业或民用的燃气管道和热力管道，如表2-14所示。公用管道用字母“GB”表示，划分为GB1级和GB2级 。

（3）工业管道　指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的管道，公用工程管道及其他辅助管道，包括延伸出工厂边界线，但归属企、事业单位管辖的工艺管道。工业管道用字母“GC”表示，划分为GC1级、GC2级、GC3级，如表2-14所示。

（4）动力管道　是火力发电厂用于输送蒸汽、汽水两相介质的管道。动力管道用字母“GD”表示，划分为GD1级、GD2级，如表2-14所示。

三、管道元件的公称尺寸及公称压力

在压力管道设计、制作、安装和验收工程中，涉及最多的两个术语就是公称压力和公称直径，但常有人将公称压力理解为管道所能承受的最大压力，而将公称直径（公称尺寸）理解为管道的内径、外径、平均直径、平均外径等。这些理解在有些情况下可能是准确的，而在其他情况下则可能是错误的。

公称压力是为了设计、制造和使用方便，而人为地规定的一种名义压力。这种名义上的压力实际是压强，压力则是中文的俗称，其单位是Pa而不是N。

公称直径与公称尺寸是同义术语。但在不同的专业领域，公称尺寸与公称直径所表达的概念并非完全一致。在管道工程中，公称尺寸是首选术语。

（一）管道元件的公称尺寸

管道元件的公称尺寸在现行国家标准 GB/T 1047—2005《管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用》做出了准确的定义，该标准采用了ISO 6708：1995《管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用》的内容。管道元件的公称尺寸术语适用于输送流体用的各类管道元件。

1.管道元件公称尺寸术语定义

管道元件公称尺寸用于管道元件的字母和数字组合的尺寸标识，它由字母DN和后跟无量纲的整数数字组成。这个数字与端部连接件的孔径或外径（用mm表示）等特征尺寸直接相关。

一般情况下公称尺寸的数值既不是管道元件的内径，也不是管道元件的外径，而是与管道元件的外径相接近的一个整数值。

应当注意的是并非所有的管道元件均须用公称尺寸标记，例如钢管就可用外径和壁厚进行标记。

2.标记方法

公称尺寸的标记由字母“DN”后跟一个无量纲的整数数字组成，如外径为89mm的无缝钢管的公称尺寸标记为DN80。

3.公称尺寸系列规定

公称尺寸的系列规定如表2-15所示，表中黑体字为GB/T 1047—2005优先选用的公称尺寸。

GB/T 1047—2005对原标准名称、范围、定义进行修改，对PN的数值进行了简化，删去了原标准中的标记方法。

管道元件的公称尺寸在我国工程界也有称其为公称通径或公称直径，但三者的含意完全相同，与国际标准接轨后，将逐步采用“公称尺寸”这一国际通用术语。

（二）管道元件公称压力

管道元件公称压力在国家标准GB/T 1048—2005《管道元件PN（公称压力）的定义和选用》做出了准确的定义，该标准采用了ISO 7268：1996《管道元件PN的定义和选用》的内容。

1.管道元件公称压力术语定义

管道元件公称压力与管道元件的力学性能和尺寸特性相关，用于参考的字母和数字组合的标识，由字母PN和后跟无量纲的数字组成。

（1）字母PN后跟的数字不代表测量值，不应用于计算，除非在有关标准中另有规定。

（2）除与相关的管道元件标准有关联外，术语PN不具有意义。

（3）管道元件允许压力取决于元件的PN数值、材料和设计以及允许工作温度等，允许压力在相应标准的压力-温度等级中给出。

（4）具有同样PN数值的所有管道元件同与其相配的法兰应具有相同的配合尺寸。

2.标记方法

公称压力的标记由字母“PN”后跟一个数值组成，如：公称压力为1.6MPa的管道元件，标记为PN16。

3.公称压力系列

公称压力PN的数值应从表2-16中选择，必要时允许选用其他PN数值。

GB/T 1048—2005删去了原标准中的公称压力的标记方法，删去了PN数值的单位（MPa），明确了PN（公称压力）只是“与管道元件的力学性能和尺寸特性相关，用于参考的字母和数字组合的标识”的基本概念，并在注解进一步说明了字母PN后跟的数字不代表测量值，不应用于计算。

目前国内许多标准还处于新旧交替阶段，GB/T 1048—2005 《管道元件PN（公称压力）的定义和选用》已经与国际标准ISO 7268：1996《管道元件PN的定义和选用》接轨，一些与公称压力相关的管道元件的国家现行标准将随之修订，应当引起读者的高度关注。

在国家最新的标准GB/T 1047和GB/T 1048中的公称尺寸和公称压力都是由字母及后跟无量纲的数字组成。这一点是与被替代标准的本质区别。

四、管道连接

管道连接有螺纹连接、法兰连接、焊接连接、承插连接、黏合连接、胀接连接、卡套式连接。

（一）螺纹连接

螺纹连接是通过外螺纹和内螺纹之间的相互啮合来实现管道连接的，为了保证管接口的严密性，在内外螺纹间加上适当的填料。螺纹连接也称丝扣连接。

螺纹连接法在管道工程中得到较为广泛的应用。它适用于焊接钢管DN150以下管径的管件以及带螺纹的阀类和设备接管的连接，适用于工作压力在1.6MPa内的给水、低压蒸汽、燃气、压缩空气、燃油、碱液等介质。

管的螺纹连接有圆柱形内螺纹套入圆柱形外螺纹，圆柱形内螺纹套入圆锥形外螺纹及圆锥形内螺纹套入圆锥形外螺纹三种连接方式，其中后两种连接方法接触紧密，因此，得到广泛应用。

（二）法兰连接

法兰连接形式一般是依靠其连接螺栓所产生的预紧力，通过各种固体垫片或液体垫片达到足够的工作密封比压，来阻止被密封流体介质的外泄的一种强制密封连接。

法兰连接可满足高温、高压、高强度的需要，并且法兰的制造生产已达到标准化，在生产、检修中可以方便拆卸，这是法兰连接的最大优点。

在管道施工图纸中法兰规格、承受的压力、工作温度、法兰与管端的焊接形式，在设计图纸中均要做出明确规定。如果设计图纸未作明确规定，可按GB/T 9112～9125钢制管法兰及法兰盖国家标准球墨铸铁法兰及法兰盖国家标准进行选用。

（三）焊接连接

焊接接口具有牢固耐久、接头强度高、严密性好、成本低、使用后不须经常维修管理的优点，在管道安装工程中，焊接连接得到广泛应用，尤其是金属管道连接，焊接连接占有极其重要的地位。

焊接连接有气焊、手工电弧焊、手工氩弧焊、埋弧自动焊、埋弧半自动焊等。在施工现场，手工电弧焊和气焊应用最为普遍。手工氩弧焊成本较高，用于有特殊要求的管道连接。埋弧自动焊、埋弧半自动焊多用于管道集中预制加工。

手工电弧焊的优点是电弧温度高，穿透能力比气焊大，接口容易焊透，适用于厚壁焊件。在同样条件下，电焊强度高于气焊，另外，电弧焊加热面积小，焊件变形也小。

气焊不但可以焊接，而且还可以进行切割、开孔、加热等多种作业，便于在管道施工过程中的焊接和加热。对于狭窄地方接口，气焊可用弯曲焊条的方法较方便地进行焊接作业。

在同等条件下，电焊成本低，气焊成本高。具体采用哪种焊接方法，应根据管道焊接工作的条件、焊接结构特点、焊缝所处空间位置以及焊接设备和材料来选择使用。在一般情况下，气焊用于公称尺寸小于50mm的管道连接，电焊用于公称尺寸大于或等于50mm的管道连接。

五、管道检验

管道系统施工完毕后，应经过质量检验人员对工程质量进行检验。

质量检验包括外观检验、焊缝表面无损检验、射线照相检验和超声波检验。

（一）外观检验

外观检验应覆盖施工的全过程。施工开始时应对进场的材料进行外观检验，施工过程中应按工序对安装质量进行检验。

（1）管道、配件及支承件材料应具有出厂质量证明书，其质量不得低于现行国家标准。其材质、规格、型号、质量应符合设计文件的规定。

（2）施工过程中分项工程也应进行外观检验；检验管道、配件、支承件的位置是否正确，有无变形，安装是否牢固等。

①管道安装应横平竖直，坡度、坡向正确。

②螺纹加工应规整、清洁、无断丝。螺纹连接应牢固、严密。

③法兰连接应牢固，对接应平行、紧密且与管子中心线垂直，垫片应无双层垫或斜垫。

④焊口应平直，焊缝加强面应符合设计规定，焊缝表面应无烧穿、裂纹、结瘤、夹渣及气孔等缺陷。

⑤承插接口应保证环缝间隙均匀，灰口平整、平滑、养护良好。

⑥管道支架应结构正确，埋设平整、牢固，排列整齐。

⑦阀门安装的型号、规格、耐压试验应符合设计要求；位置及进出方向正确；连接牢固、紧密；启闭灵活，朝向合理，表面清洁。

⑧埋地管道的防腐层牢固、表面平整，无皱折、空鼓、滑移及封闭不良等缺陷。

⑨管道、配件、支承防腐油漆应附着良好，无脱皮、起泡及漏涂，且厚度均匀，色泽一致。

（二）焊缝表面无损检验

（1）焊缝表面应按设计文件进行磁粉或液体渗透检验。

（2）对有热裂纹倾向的焊缝应在热处理后进行检验。

（3）对有缺陷的焊缝，在消除缺陷后应重新进行检验，直至合格为止。

（三）射线照相及超声波检验

（1）检查焊缝内部质量，应进行射线照相或超声波检验。

（2）检验焊接接头前，应按检验方法的要求，对焊接接头的表面进行相应处理。

（3）焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜。角焊缝的焊脚高度应符合设计文件规定，外形应平缓过渡。

（4）焊接接头表面的质量应符合下列要求。

①不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅等缺陷存在。

②设计温度低于-29℃的管道、不锈钢和淬硬倾向较大的合金钢管道焊缝表面，不得有咬边现象；其他材质管道焊缝咬边深度不应大于0.5mm，连续咬边长度不应大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10%。

③焊缝表面不得低于管道表面，焊缝余高Δh应符合下列要求。

a. 100%射线检测焊接接头，其Δh≤1+0.1b₁，且不大于2mm；

b.其余的焊接接头，Δh≤1+0.2b₁，且不大于3mm。

注：b₁为焊接接头组对后坡口的最大宽度，单位为mm。

（5）管道焊接接头的无损检测应按NB/T 47013—2015《承压设备无损检测》进行焊缝缺陷等级评定。

六、管道的压力试验

管道系统安装完毕后，为了检查管道系统强度和严密性及保证安装质量，应对管道系统进行压力试验。

（一）试压的一般规定

（1）管道试压前应全面检查、核对已安装的管子、管件、阀门、紧固件以及支架等，质量应符合设计要求及技术规范的规定。

（2）管道试压应编制试验方案，根据工作压力分系统进行试压。一般对于通向大气的无压管线，如放空管、排液管等可不进行试压。

（3）试压前将不能与管道一起试压的设备及压力系统不同的管道系统用盲板隔离，应将不宜与管道系统一起试压的管道附件拆除，临时装上短管。

（4）管道系统上所有开口应封闭，系统内的阀门应开启；系统最高点应设放气阀，最低点应设排水阀。

（5）试压时，应用精度等级1.5级以上的压力表两个，表的量程应为最大被测压力的1.5～2倍，一个装在试压泵出口，另一个装在本系统压力波动较小的其他位置。

（6）试压时应将压力缓慢升至试验压力，并注意观察管道各部分情况，如发现问题，应卸压后进行修理，禁止带压修理，缺陷消除后重新试压。

（7）当进行压力试验时，应划定禁区，无关人员不能进入，防止伤人。

（8）对于剧毒管道及设计压力p≥10MPa的管道，压力试验前应按规范要求将各项资料经建设单位复查，确认无误。

（9）试验方案应经过批准，且进行技术交底。

（10）管道系统试验合格后，试验介质应选择合适地方排放，排放时应注意安全。试验完毕后应及时填写“管道系统压力试验记录”，有关人员签字确认。

（二）管道强度试验及严密性试验

1.强度试验

（1）强度试验的目的是检查管道的力学性能。

（2）强度试验的方法是以该管道的工作压力增加一定的数值，在规定时间内，试验压力表上指示压力不下降，管道及附件未发生破坏，则认为强度试验合格。

2.严密性试验

（1）严密性试验的目的是检查管道系统的焊缝及附件连接处的渗漏情况，检验系统的严密性。

（2）严密性试验的方法是将试验压力保持在工作压力或小于工作压力的情况下，在一定时间内，观察和检查接口及附件连接处的渗漏情况，并观察压力表数值下降情况。严密性试验的检查对象包括全部附件及仪表等。

3.管道压力试验的规范要求

（1）工业管道的压力试验应按现行国家标准《工业金属管道工程施工规范》（GB 50235—2010）进行。

（2）暖卫管道的压力试验应按现行国家标准《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242—2002）进行。

（3）石化管道的压力试验应按现行国家行业标准《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》（SH 3501—2011）进行。

（三）石油化工管道的试压

（1）石油化工管道系统试验的项目按表2-17的规定进行。

（2）石油化工管道系统的强度与严密性试验，一般采用液压试验。如设计结构或其他原因，液压强度试验确有困难时，可用气压试验代替，但必须采用有效的安全措施，并应报请主管部门批准。

（3）液压试验

①液压试验应用洁净水进行，系统注水时，应将空气排尽。

②奥氏体不锈钢液压试验时，水的氯离子含量不得超过25×10^-6（25mg/L），否则应采取措施。

③液压试验宜在环境温度5℃以上进行，否则须有防冻措施。

④液压试验的压力应按表2-18的规定进行。

⑤当管道设计温度高于试验温度时，试验压力应按式（2-5）计算：

p_S=1.5p［σ］₁/［σ］₂　　（2-5）

式中　　p_S——试验表压力，MPa；

　　 p——设计表压力，MPa；

［σ］₁——试验温度下管材许用应力，MPa；

［σ］₂——设计温度下管材许用应力，MPa。

当［σ］₁/［σ］₂大于6.5时，取6.5。当p_S在试验温度下，产生超过屈服强度的应力时，应将试验压力p_S降至不超过屈服强度的最大压力。

⑥对于压差较大的管道系统，应考虑试验介质的静压影响，液体管道以最高点压力为准，但最低点压力不得超过管道附件及阀门的承压能力。

⑦液压试验应缓慢升压至试验压力后，稳压10min，再将试验压力降至设计压力，停压30min，以压力不降、无渗漏为合格。

（4）气压试验

①气压试验介质一般为空气或惰性气体。

②工业管道气压试验的压力，如表2-19所示。

③当管道设计压力p>0.6MPa时，必须有设计文件规定或经有关单位同意，方可进行气压试验。

④严禁使试验温度接近金属的脆性转变温度。

⑤气压试验时，应逐步缓慢地增加压力，当压力升至试验压力的50%时，如未发现变形或泄漏，继续按试验压力的10%逐级升压，每级稳压3min，直至压力升至试验压力，稳压10min，再降至设计压力，停压时间应根据查漏工作需要而定，以发泡剂检验不泄漏为合格。

（5）真空试验

①真空试验是检查管道系统在真空条件下的严密性，属于严密性试验。

②真空试验压力采用设计压力。

③真空试验的主要设备是真空泵和真空表。

④真空试验应在严密性试验合格后，在联动试运转时进行。

⑤真空试验的方法是将管道系统用真空泵抽成真空状态，保持24h，观察真空表指示值变化情况，增压率不大于5%为合格。

（6）泄漏量试验

①对于有剧毒流体、有毒流体、可燃流体介质的管道系统应进行泄漏量试验。泄漏量试验属于严密性试验。

②泄漏量试验的介质宜采用空气。

③泄漏量试验压力应为设计压力。

④泄漏量试验应在压力试验合格后进行，也可结合试车工作一并进行。

⑤泄漏量试验的方法是给管道系统充满空气，加压至设计压力后，重点检查阀门填料函、法兰或螺纹联接处、放空阀、排气阀、排水阀等，以发泡剂检验不泄漏为合格。

⑥经气压试验检验合格，且在试验后未经拆卸过的管道可不进行泄漏量试验。

七、管道系统的吹洗

管道系统强度试验合格后，或严密性试验前，应分段进行吹扫与清洗，简称吹洗。当管道内杂物较多时，也可在压力试验前进行吹洗。对管道进行吹洗的目的是清除管道内的焊渣、泥土、砂子等杂物。吹洗前应编制吹洗方案。

（一）吹洗介质的选用

管道吹洗所用的介质有水、蒸汽、空气、氮气等。一般情况下，液体介质的管道用水冲洗；蒸汽介质的管道用蒸汽吹扫；气体介质的管道用空气或氮气吹扫。例如：水管道用水冲洗；压缩空气管道用空气吹扫；乙炔、煤气管道也用空气吹扫；氧气管道用无油空气或氮气进行吹扫。

（二）吹洗的要求

（1）吹洗方法　吹洗方法是根据管道脏污程度来确定的。吹洗介质应有足够的流量，吹洗介质的压力不得超过设计压力，流速不低于工作流速。

（2）吹洗的顺序　管道吹洗的顺序一般应按主管、支管、疏排管依次进行。脏液不得随便排放。

（3）保护仪表　吹洗前应将管道系统内的仪表加以保护，并将孔、喷嘴、滤网、节流阀及单流阀阀芯等拆除，妥善保管，待吹洗后复位。

（4）吹扫时应设置禁区。

（三）水冲洗

（1）水冲洗的排放管应从管道末端接出，并接入可靠的排水井或沟中，并保证排泄畅通和安全。排放管的截面积不应小于被冲洗管截面积的60%。

（2）冲洗用水可根据管道工作介质及材质选用饮用水、工业用水、澄清水或蒸汽冷凝液。如用海水冲洗时，则需用清洁水再冲洗。奥氏体不锈钢管道不得使用海水或氯离子含量超过25×10^-6（25mg/L）的水进行冲洗。

（3）水冲洗应以管内可能达到的最大流量或不小于1.5m/s的流速进行。

（4）水冲洗应连续进行，当设计无规定时，则以出口处的水色和透明度与入口处的水色和透明度目测一致为合格。

（5）管道冲洗后应将水排尽，需要时可用压缩空气吹干或采取其他保护措施。

（四）空气吹扫

（1）空气吹扫一般采用具有一定压力的压缩空气进行吹扫，其流速不应低于20m/s。

（2）空气吹扫时，在排气口用白布或涂有白漆的靶板检查，如5min内检查其上无铁锈、尘土、水分及其他脏物即为合格。

（五）蒸汽吹扫

（1）一般情况下，蒸汽管道用蒸汽吹扫。非蒸汽管道如用空气吹扫不能满足清洁要求时，也可用蒸汽吹扫，但应考虑其结构是否能承受高温和热膨胀因素的影响。

（2）蒸汽吹扫前，应缓慢升温暖管，且恒温1h后，才能进行吹扫；然后自然降温至环境温度，再升温暖管、恒温进行第二次吹扫，如此反复一般不少于三次。

（3）蒸汽吹扫的排气管应引至室外，并加以明显标志，管口应朝上倾斜，保证安全排放。排气管应具有牢固的支承，以承受其排空的反作用力。排气管道直径不宜小于被吹扫管的管径，长度应尽量短。蒸汽流速不应低于20m/s。

（4）绝热管道的蒸汽吹扫工作，一般宜在绝热施工前进行，必要时可采取局部的人体防烫措施。

（5）蒸汽吹扫的检查方法及合格标准：一般蒸汽管道或其他管道，可用刨光木板置于排气口处检查，当板上无铁锈、脏物为合格。

（六）油清洗

（1）润滑、密封及控制油管道，应在机械及管道酸洗合格后，系统试运转前进行油清洗。不锈钢管，宜用蒸汽吹洗干净后进行油清洗。

（2）油清洗应采用适合于被清洗机械的合格油品。

（3）油清洗的方法应以油循环的方式进行，循环过程中每8h应在40～70℃的范围内反复升降油温2～3次，并应及时清洗或更换滤芯。

（4）油清洗应达到设计要求标准。当设计文件或制造厂无要求时，管道油清洗后应采用滤网检验，合格标准应符表2-20的规定。

（5）油清洗合格的管子，应采取有效的保护措施。

八、管道脱脂

直接法生产浓硝酸装置、空气分离装置和炼油、石油化工工程中的一切忌油设备、管道和管件必须按设计要求进行脱脂。脱脂的目的就是避免输送或储存的物料遇油脂或有机物时可能形成爆炸；避免输送或储存的物料和油脂或有机物相混合；控制油脂含量，以保证催化剂的活性；控制油脂及有机物的含量，以保证产品的纯度。

已安装的管道应拆卸成管段进行脱脂。安装后不能拆卸的管道应在安装前进行脱脂。有明显油迹或严重锈蚀的管子，应先用蒸汽吹扫、喷砂或其他方法清除干净，再进行脱脂。

（一）脱脂剂的选择

管道脱脂可采用有机溶剂（二氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、工业酒精、动力苯（粗苯）、丙酮等）、浓硝酸或碱液进行。

工业用二氯乙烷（C₂H₄Cl₂），适用于金属件的脱脂；工业用四氯化碳（CCl₄），适用于黑色金属及非金属件的脱脂；三氯乙烯（C₂HCl₃），适用于金属件及有色金属件的脱脂；工业酒精（C₂H₅OH，浓度不低于86%），适用于脱脂要求不高及容器内表面人工擦洗的情况；88%的浓硝酸，适用于浓硝酸装置的部分管件和瓷环等的脱脂。

（二）脱脂方法

（1）管子的脱脂　管子外表面如有泥垢，可先用净水冲洗干净，并自然吹干，然后用干布浸脱脂剂揩擦除油，再放在露天干燥。

对管子内表面进行脱脂时，可将管子的一端用木塞堵严或用其他方法封闭，从另一端注入该管容积的15%～20%的脱脂溶剂，然后以木塞封闭，放在平整干净的地方或置于有枕木的工作台上浸泡60～80min，并每隔20min转动一次管子。带弯的管子应适当增加脱脂溶剂，使之全面浸泡。脱脂后，将管内溶剂倒出，用排风机将管内吹干，或用不含油的压缩空气或氮气吹干或用自然风吹24h，充分吹干。

大口径管子可用棉布浸蘸溶剂人工擦洗；小口径管子也可整根放在盛有溶剂的长槽内浸泡60～80min。

浓硝酸装置的浓硝酸管道和设备，可在全部安装后直接以88%的浓硝酸用泵打循环进行酸洗。循环不到或不耐浓硝酸腐蚀的管子必须单独脱脂。阀门、垫片等管件在酸洗前也应单独脱脂。

（2）管件、阀门及其他零部件的脱脂　阀门脱脂应在其研磨试压合格后进行，将阀件拆成零件在溶剂内浸泡60～80min，然后取出悬挂在通风处吹干，直至无味为止。法兰、螺栓、金属垫片、金属管件等可用同样方法进行脱脂。

非金属垫片和填料可置于溶剂内浸泡80～120min，然后悬挂在通风之处吹干，时间不少于24h。

接触氧、浓硝酸等强氧化性介质的纯石棉填料，可在300℃以下的温度中灼烧2～3min，然后涂以设计要求的涂料（如石墨粉）。

浓硝酸装置的阀门、瓷环等，可用88%的浓硝酸洗涤或浸泡，然后用清水冲洗，再以蒸汽吹洗，直至蒸汽冷凝液不含酸为止。

紫铜垫片等经过退火处理后，如未被油脂沾污，可不再进行脱脂。

（三）脱脂检验

设备、管子和管件脱脂后应经检查鉴定。检验标准应根据生产介质、压力、温度对接触油脂的危险程度而确定。

管道脱脂后应将溶剂排尽，当设计无规定时，检验脱脂质量的方法及合格标准规定如下。

（1）直接法　用清洁干燥的白滤纸擦拭管道及其附件的内壁，纸上无油脂痕迹；用紫外线灯照射，脱脂管道表面应无紫蓝荧火。

（2）间接法　蒸汽吹扫脱脂时，盛少量蒸汽冷凝液于器皿内，并放入数颗粒度小于1mm的纯樟脑，以樟脑不停旋转为合格；有机溶剂及浓硝酸脱脂时，取脱脂后的溶液或酸分析，其含油和有机物应不超过0.03%。

脱脂合格的管道应及时封闭管口，保证以后的工序施工中不再被污染，并填写管道系统脱脂记录。

九、管道检修

（一）检修的分类

管道系统就其检修的规模和性质分类，可分为日常维护、小修、中修、大修、抢修和技术改造。

1.日常维护

日常维护是管道系统局部的、小量的修理，可以由操作人员或检修人员在正常运行条件下通过小修、小改即可完成。当设备维护时，为了不影响生产运行，可以开启备用设备，然后再停机维护。如支、吊架螺栓的紧固，法兰盘螺栓的紧固，管道保温层的修整，水泵盘根的更换等，都可以在管道系统正常运行条件下进行日常维护。

2.小修

小修是管道系统局部的、小量的修理，但需在局部管网短时间停止运行条件下进行的修理。如更换法兰垫片和阀门，更换设备的易磨易损件等。

3.中修

中修是除小修项目外，尚应进行检修的其余项目，需要停止运行的时间较长。如更换个别较大的管件或附件，安全阀的测试检查或修理，保温层的停车更换等。

4.大修

大修是除小修、中修项目外，尚应进行检修的其余项目，需要停止运行的时间更长，一般放在全厂停产检修期间统一安排检修。如更换长度较长、管径较多的管道及其保温层，由自然灾害（地震、水灾）引起的管道系统大范围破坏。

5.抢修

由不可预料的原因产生的突发性故障，需要紧急处理，以减少对周围环境造成的危害、降低停产所造成的经济损失而进行的检修称为抢修。公用事业部门和大型管道系统的企业应备抢修车，抢修车应具有各种施工机具、抢修备品备件和材料。

一般小修、中修、大修应有计划地进行，日常维护和抢修随机进行。

6.技术改造

技术改造是指整个系统或系统的局部所进行的新工艺、新设备和新材料代替旧工艺、旧设备和旧材料的技术进步过程。由于国内外科学技术的不断发展进步，管道系统要不断改进工艺并使用新材料，对设备进行必要的更新换代，以提高产品质量、增加产品品种、提高经济效益。由于技术改造要尽可能地利用可以利用的原有设备和设施，只是对其核心部分进行更新换代，而不同于新建工程，因此把技术改造列入检修范畴。压力管道的技术改造一般指以下几个方面的技术变动。

（1）较大数量地更换原有管线　国外有的规定为管线长度500m以上。

（2）改变公称直径　公称直径的变更将会导致介质的流速、流量、管道的应力、应变等一系列技术参数的变化。

（3）提高工作压力　有时工作压力的提高会使管道的管理级别发生变化。

（4）改变输送介质的化学成分　输送介质化学成分的变动使得原有管道系统的环境因素发生变化。

（5）提高工作温度　工作温度是决定管道选材的根本因素，温度的变更会导致原有管道材料性能的劣化。

（6）其他　如管道控制系统的变更。

（二）管道检修的相关工作

管道检修工作程序如图2-74所示。

1.检修前的准备

（1）管道系统降温、卸压、放料和置换　管道系统停车后，首先按操作规程把管道降温至45℃以下，卸压至大气压，放料应尽可能彻底。介质为易燃、易爆、有害气体的管道，需用惰性气体进行置换。

（2）用盲板将待修管道与不修管道及设备断开　这种盲板应能承受系统的工作压力，否则应将截止阀和盲板之间的管道卸掉，以免因阀门内漏而压破盲板。不采用阀门切断法，以防止阀门可能渗漏或误操作。

（3）管道的清洗和吹扫　当管道输送的介质为易燃、易爆、有毒物质和酸碱时，要使用蒸汽吹扫或用水冲洗，然后再用氮气或空气吹干（可燃气体和液体不能用空气而应用氮气），酸性液体可用弱碱洗涤、清水冲洗，强碱性介质用大量水冲洗。系统不宜夹带水分的一般用空气和氮气吹扫。

（4）气体的取样分析　吹扫完毕后，应在管道系统的末端以及各个死角部位取样分析，在确定易燃、易爆介质的浓度在爆炸下限以下时方可施工，一般置换气体的体积不小于被置换介质容积的4倍才允许动火，以确保安全。

（5）管道系统的修前检查　管道修前检查是对管道系统经过一定的运行周期后技术状况的专业调查，如对腐蚀、应力、疲劳、环境情况的调查；对力学性能、支撑结构、运行状况、紧固结构、安全附件的调查。尤其对易受冲刷、腐蚀、高温及受交变应力、曾经出现超温超压可能影响材料和结构强度、以蠕变率控制使用寿命、使用期限已接近设计寿命、可能引起氢蚀的部位和管段，必要时要做全面理化检验，包括化学成分、力学性能、硬度、冲击韧性和金相等，根据结果来对管道系统做出评估，以确定其综合技术状况。

检修前的准备工作除了把管道内的可燃、伤害性介质彻底清除，并对检修对象仔细检查外，还要查阅相关设计资料及管道的运行记录，了解管道系统介质的特性、安全技术要求，另外，还要准备好检修机具、材料、安全防护品等。

2.检修工程的技术措施及安全措施

管道检修必须要有严密的技术措施，通过修前检查查明缺陷的性质、特征、范围和缺陷发生的原因。评定缺陷后确定修理方案，并经技术负责人批准，使用单位认可。检修现场要设置检修平面布置图、施工统筹网络图、施工进度表。工程质量要精益求精，认真执行相应的管道检修规程、规范和质量验收标准。要按照已确定的修理方案及工艺进行检修，以保证修理质量，否则可能人为地造成缺陷的扩大。

要制订管道系统检修的安全措施，并落实到每个人，加强检修人员的自我保护意识，加强检修现场的综合管理，文明检修。

3.检修的验收

管道检修项目必须经过自检、互检、工序交换检查和专业检验，杜绝不符合要求的施工蒙混过关。管道检修必须填写检修记录，格式要统一、重点要突出、责任要明确，归档后有查阅及利用价值。检修完毕交接验收资料参照管道安装竣工资料的内容要求，要求齐全、完整。

管道施工完毕后，一般管道由使用单位组织验收，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类管道由企业的设备部门组织验收。管道验收后均应由三方（施工、使用、管理）签字交接手续。整个系统检修完毕后，应进行组织工程质量总验收，并需做出鉴定，提出开车报告。

4.管道交付使用前的安全检查

为了保证安全生产，检修后的压力管道在交付使用前，应组织专人进行一次安全检查，其内容主要有以下几个方面：

（1）管道是否已按工艺要求与其他设备、有关配管相连，检修用的临时盲板是否已拆除，各路阀门是否按要求处于相应启、闭状态，法兰垫片是否齐全，连接螺栓是否己均匀上紧，试验用水是否已排除干净。对于易燃、易爆管道系统，是否已用惰性气体置换，排除了管道各个部位的空气，以保证管道的安全运行。

（2）安全附件应齐全，无任何损伤，并且均已按规定进行过校检，铅封完整。

（3）检修现场应拆除检修时的一切临时设施，做到检修场地清、工完料净，没有任何杂物和垃圾。

（三）管道常规检修方法

1.积垢的清理

管道的内表面接触各种不同的工艺介质，极易黏结、淤积、沉积各种物料，甚至造成管道的堵塞。目前常用的除垢方法有机械清洗、化学清洗和高压水冲洗。

（1）机械清洗法包括使用简单工具的手工清洗，能够清除所有污垢，尤其是化学非溶性积垢，如砂、焦化物及某些硅酸盐等，对管道的金属材料没有腐蚀性，但其效率远远低于化学清洗法。手工机械除垢具有最大的优点就是其灵活性，因此在距离较短、管径较大的某些难以清除的积垢情况下，仍被采用。除了一些简单的工具以外，还可采用加长钻杆的钻头、管式冲水钻、铰锥式刀头或铣轮刀头等工具来清理管道内坚硬的积垢。有些场合可采用喷砂法进行清除工作。

（2）化学清洗法是一种利用化学溶液与管道内壁的污垢作用而除垢的方法。这种方法具有很高的效率，尤其适用于管道系统的清洗。因为它可在系统密闭的状态下操作，因此应用极为广泛。但化学清洗的专业技术性强，稍有不慎，不仅得不到预想的效果，而且还可能损坏管道，甚至造成事故。

清洗所用的化学试剂可为酸性或碱性，视积垢的性质而定。清洗铁锈时，可使用浓度为8%～15%的硫酸。清洗水垢时，可使用浓度为5%～10%的盐酸或浓度为2%的氢氧化钠溶液。锅炉除垢剂对水垢的作用也很有效。清洗泥沙、机油等可使用磷酸氢钠液或碳酸氢钠液。高效金属清洗剂可在常温下代替汽油、煤油等有机溶剂清除管道表面的油垢，而且清洗速度快、去污力强、使用方便、安全可靠，清洗后数天内金属壁面可不生锈。

用对管道有腐蚀性的化学清洗剂进行清洗时，清洗后应使用清水反复冲洗，直至排出的水呈中性为止。此外，为防止清洗过程中产生的腐蚀作用，可在溶液中加入少量的缓蚀剂（不超过1%的浓度）。

对于奥氏体不锈钢管道，在清理工作表面的水垢时，往往使用柠檬酸等有机酸，而不用盐酸，以防氯离子引起应力腐蚀。

化学清洗方法通常分为循环和浸渍两种，而以循环法最为常用。为了增加清洗效果，可轮流从两个方向进行，如清水冲洗时，从两个方向轮流操作。为了提高浸渍法的清洗效果和速度，可适当增加溶液浓度及适当升高温度，酸液浓度可达15%，温度可在60℃左右。

（3）高压水射流清洗是一种用高压水流冲击力除垢的方法，可用于管道内壁、管束的外空间等积垢的清理。清洗用的水经高压泵加压后由喷枪高速喷出，压力最高可达270MPa，速度为音速的2.5倍，几乎可以剥离任何表面的顽垢，有极佳的清洗效果，除垢率可达95%。在水流中加入细石英砂的夹砂射流，可进一步提高水流的冲刷力。如果管道内具有遇油变软的污垢，也可先用油类浸泡，然后再用高压水冲洗。

高压水射流洗洗法效率高，不污染环境，因此目前也和化学清洗法一样得到广泛应用。

2.壁厚减薄的修理

管道经过一段时间的运行，最常见的缺陷就是局部管壁减薄。因腐蚀凹陷及介质冲刷所造成的局部壁厚减薄可视情节轻重采用补焊或局部换管处理。补焊焊材应与母材相适应。换管的材料必须与原有管材相配，即材料相同，强度级别、焊接性能相近，并据此确定焊接前后的热处理工艺。担任焊接的焊工必须持有相应资格的焊工证。全面性壁厚减薄的管道，如果减薄量超过设计的腐蚀余量，就会因强度不够而存在安全隐患，当测出的实际壁厚普遍小于管道允许的最小壁厚时，管道应降压使用或报废处理。

3.裂纹的修理

管道管壁上形成的裂纹大致分为表面裂纹、穿透裂纹两类，其修理方法不相同。

（1）表面裂纹的修理　未穿透管壁的浅表裂纹称为表面裂纹，一般由各种应力、疲劳、材料自身的缺陷及焊接产生的缺陷而造成。若裂纹深度小于壁厚的10%，且不大于1mm时，可用砂轮把裂纹磨掉，但打磨的剩余壁厚应以满足强度要求为原则，打磨处应与管壁表面圆滑过渡。若裂纹深度不超过壁厚的40%，修理时可在裂纹的深度范围内铲出坡口，然后补焊。补焊前做表面探伤确认裂纹是否全部铲除。补焊的焊条应与母材适应，焊接热处理的技术要求应参照有关规范或进行必要的工艺试验以制订具体的施工方案和工艺。裂纹的两端应钻小孔，以防裂纹的扩展。补焊的裂纹较长时，应采用间隔分段焊接，以降低焊接应力和变形。若裂纹深度超过壁厚的40%，则应在整个壁厚范围开出坡口再补焊，即按穿透裂缝处理。

（2）穿透裂纹的修理　穿透裂纹采用补焊时，补焊前应注意其两端是否钻了止裂孔，而且孔的直径要稍大于裂纹的宽度。裂纹两边须用錾子加工出坡口，坡口的形式视管道的壁厚而定：壁厚小于12mm时，可采用单面坡口；壁厚大于12mm时，应采用双面坡口。施焊时，长度小于100mm的裂纹可一次焊完，补焊长裂纹时，应注意补偿收缩和降低内应力，建议从裂缝两端向中间分段焊接，并采用多层焊。

应力集中的部位或裂纹较宽的场合，应该局部更换管段。切割的管段长度至少比裂纹长50～100mm，而且应不短于250mm，以免焊接后管段两端焊缝彼此有热影响，切口的边缘均应加工出坡口。

4.其他缺陷的修理

（1）焊缝的未熔合、未焊透、超标（表面凹凸不平、尺寸超高等）、气孔、夹渣等可进行打磨、铲除并补焊。气孔等体积性缺陷若经长期使用仍不发展的可不予修理。

（2）高压管道的螺栓、螺母的局部毛刺、伤痕可进行修磨，但当伤痕累计超过一圈螺纹时，应按规定更换。

（3）管道法兰、阀门等密封面出现划痕时，可用切削刀加工或研磨，予以消除。

5.泄漏的排除

详见第十章第三节内容。