谈谈高压蒸汽管道爆炸的原因以及风险点有哪些
高压蒸汽管道爆炸的原因是管道内的蒸汽压力超过管道的许用应力。由于设计、制造和材料等多种因素,蒸汽压力可能超过实际管道的许用应力,蒸汽通过管道的薄弱点断裂,在正常压力环境中蒸汽体积会瞬间增加,引起爆炸。
一、高压蒸汽管道爆炸的原因
1、设计原因
设计中材料选择不当。高温高压管道具有较高的压力和高温。管道材料的选择是安全的一步。
管道布置不当。高温高压蒸汽管道的布置非常复杂,设计过程和应力计算要求很高。因此,管道布置的合理性尤为重要。如果在管道布置中出现问题,管道的局部应力将增加,特别是弯管、阀门、三通道连接位置和支撑吊架的破裂。
另外,管道挠度不足,固定方法不合适,振动和温度补偿吸收性不足,交变作用下的过早疲劳破坏会导致管道爆裂,引起爆炸。
2、材料制造原因
高温高压管道工作环境恶劣,对管材要求较高,所以管材质量必须控制,以保证材料性能。
管材在厂家生产过程中会有纰漏,导致材料有沙眼缺陷,材料密度不均匀,材料应力不合格等。
3、运行管理原因
超温、超压运行操作,使管道应力超过强度极限;阀门等的误操作使流量、温度、压力失控。操作人员违反工艺纪律、巡检制度不执行、巡检项目内容不落实;不及时查找隐患、缺陷整改不及时,运行管道运行期间定期检验制度贯彻不力等,都是运行管理不当,终导致管道事故的发生。
4、安装施工检修原因
安装施工中焊接工艺不当、焊接质量不好,会造成长时间运行后管道老化,焊口爆裂。
无损检测不到位,因管理疏忽、工艺错误或技术水平低下造成的缺陷漏检,从而留下隐患。
此外,现场施工并没有完全遵循设计图纸,包括管道布置与设计图纸不符、支吊架间距和支吊架形式与设计图纸不符等,势必导致管道在运行过程中未按设计意图膨胀、受力等,都会导致发生管裂或爆管现象。
二、高压蒸汽管道的风险点
1、设计参数的选取
电厂中的高压蒸汽管道相对较多,高压蒸汽中的许多管道温度还很高。设计时需要根据机组的运行情况准确的确定管道的设计参数,而后根据管道的参数选用适合的材料、管径和壁厚。
2、管道与管件、阀门等的焊缝处
阀门、弯头及三通等管件与管道连接处通常应力相对集中,且很多在现场焊接,安装施工中如果焊接工艺不当、质量不好,如焊条、焊丝选用不当、焊条,焊剂未按要求烘干与保存,焊接加热、冷却、保温不当等会造成焊接裂纹;焊后热处理工艺不当会造成残余应力导致开裂;焊接中咬边、错边、未焊透等形成局部应力过于集中,长时间的运行导致管道老化,焊口爆裂。焊接质量如果控制不好,在长期受力后,容易产生爆裂。
3、管材及管件质量
随着大容量高参数机组的不断普及,目前新建工程的蒸汽管道参数不断提高,主蒸汽压力通常都在30MPa(相当于3000米水柱高度)以上,温度高达620℃以上,对管材及管件的要求相对较高。控制管材及管件的质量,是防止高压蒸汽管道爆炸的基础工作。
4、管道和支吊架的安装
电厂中的高压管道大多都伴随着高温,热膨胀产生的应力需要合理的管道布置和支吊架设置来化解。但在施工过程中,有可能支吊架的安装有偏差,或是管道在热膨胀过程中受到某些钢梁的阻碍,造成整个管系的受力改变,在长期运行后,管系中某些薄弱点就有可能出现爆裂。