第六節　石油化工管道

石油化工管道是用來輸送流體介質的一種設備。這些管道輸送的介質和操作參數不盡相同，其危險性和重要程度差別很大。為了保證各類管道在設計條件下均能安全可靠地運行，對不同重要程度的管道應當提出不同的設計、制造和施工檢驗要求。目前在工程上主要采用對管道分類或分級的辦法來解決這一問題。

壓力管道最新定義是：指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），介質為氣體、液化氣體、蒸汽或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。公稱直徑小于150mm，且其最高工作壓力小于1.6MPa（表壓）的輸送無毒、不可燃、無腐蝕性氣體的管道和設備本體所屬管道除外。其中，石油天然氣管道的安全監督管理還應按照《安全生產法》《石油天然氣管道保護法》等法律法規實施。

一、管道分類

石油化工生產裝置中安裝了大量不同規格、不同用途的管道，其分類方法如下。

（1）管道工程按其服務對象的不同，可大體分為兩大類：

①在工業生產中輸送介質的管道，稱為工業管道；

②為改變勞動、工作或生活條件而輸送介質的管道，主要指暖衛管道或水暖管道，有時又統稱衛生工程管道。

（2）工業管道有些則是按照產品生產工藝流程的要求，把生產設備連接成完整的生產工藝系統，成為生產工藝過程中不可分割的組成部分。因此，通常有些又可稱為工藝管道。

（3）輸送的介質是生產設備的動力媒介（動力源）的，這類工業管道又叫作動力管道。生產或供應這些動力媒介物的站房，稱為動力站。

（4）工業管道和水暖管道在企業生產區里有時很難區分，常常既為生活服務，又承擔輸送生產過程中的介質。例如上水管，它既輸送飲用和衛生用水，又是表面處理用水和冷卻水供應系統。

（5）根據我國特種設備安全技術規范TSG D3001—2009《壓力管道安裝許可規則》管道的類別和級別劃分，如表2-14所示。

二、壓力管道分級

工業管道輸送的介質種類繁多、性質差異大，其分級不僅要考慮操作參數的高低，而且還要考慮介質危險程度的差別。

目前我國管道分級是根據美國標準 ANSI/ASME B31.3，并結合我國的習慣做法來進行分級的。目前有效的管道分級依據是國家標準、行業標準及國家特種設備技術規范。TSG R1001—2008《壓力容器壓力管道設計許可規則》中規定壓力管道分為：長輸管道、公用管道、工業管道、動力管道。

（1）長輸管道　是指產地、儲存庫、使用單位間的用于輸送商品介質（油、氣等），并跨省、市、自治區，穿、跨越江河、道路等，中間有加壓泵站的長距離（一般大于50km）管道。

長輸管道用字母“GA”表示，劃分為GA1級和GA2級，如表2-14所示。

（2）公用管道　是指城市、鄉鎮、工業廠礦生活區范圍內用于公用事業或民用的燃氣管道和熱力管道，如表2-14所示。公用管道用字母“GB”表示，劃分為GB1級和GB2級 。

（3）工業管道　指企業、事業單位所屬的用于輸送工藝介質的管道，公用工程管道及其他輔助管道，包括延伸出工廠邊界線，但歸屬企、事業單位管轄的工藝管道。工業管道用字母“GC”表示，劃分為GC1級、GC2級、GC3級，如表2-14所示。

（4）動力管道　是火力發電廠用于輸送蒸汽、汽水兩相介質的管道。動力管道用字母“GD”表示，劃分為GD1級、GD2級，如表2-14所示。

三、管道元件的公稱尺寸及公稱壓力

在壓力管道設計、制作、安裝和驗收工程中，涉及最多的兩個術語就是公稱壓力和公稱直徑，但常有人將公稱壓力理解為管道所能承受的最大壓力，而將公稱直徑（公稱尺寸）理解為管道的內徑、外徑、平均直徑、平均外徑等。這些理解在有些情況下可能是準確的，而在其他情況下則可能是錯誤的。

公稱壓力是為了設計、制造和使用方便，而人為地規定的一種名義壓力。這種名義上的壓力實際是壓強，壓力則是中文的俗稱，其單位是Pa而不是N。

公稱直徑與公稱尺寸是同義術語。但在不同的專業領域，公稱尺寸與公稱直徑所表達的概念并非完全一致。在管道工程中，公稱尺寸是首選術語。

（一）管道元件的公稱尺寸

管道元件的公稱尺寸在現行國家標準 GB/T 1047—2005《管道元件DN（公稱尺寸）的定義和選用》做出了準確的定義，該標準采用了ISO 6708：1995《管道元件DN（公稱尺寸）的定義和選用》的內容。管道元件的公稱尺寸術語適用于輸送流體用的各類管道元件。

1.管道元件公稱尺寸術語定義

管道元件公稱尺寸用于管道元件的字母和數字組合的尺寸標識，它由字母DN和后跟無量綱的整數數字組成。這個數字與端部連接件的孔徑或外徑（用mm表示）等特征尺寸直接相關。

一般情況下公稱尺寸的數值既不是管道元件的內徑，也不是管道元件的外徑，而是與管道元件的外徑相接近的一個整數值。

應當注意的是并非所有的管道元件均須用公稱尺寸標記，例如鋼管就可用外徑和壁厚進行標記。

2.標記方法

公稱尺寸的標記由字母“DN”后跟一個無量綱的整數數字組成，如外徑為89mm的無縫鋼管的公稱尺寸標記為DN80。

3.公稱尺寸系列規定

公稱尺寸的系列規定如表2-15所示，表中黑體字為GB/T 1047—2005優先選用的公稱尺寸。

GB/T 1047—2005對原標準名稱、范圍、定義進行修改，對PN的數值進行了簡化，刪去了原標準中的標記方法。

管道元件的公稱尺寸在我國工程界也有稱其為公稱通徑或公稱直徑，但三者的含意完全相同，與國際標準接軌后，將逐步采用“公稱尺寸”這一國際通用術語。

（二）管道元件公稱壓力

管道元件公稱壓力在國家標準GB/T 1048—2005《管道元件PN（公稱壓力）的定義和選用》做出了準確的定義，該標準采用了ISO 7268：1996《管道元件PN的定義和選用》的內容。

1.管道元件公稱壓力術語定義

管道元件公稱壓力與管道元件的力學性能和尺寸特性相關，用于參考的字母和數字組合的標識，由字母PN和后跟無量綱的數字組成。

（1）字母PN后跟的數字不代表測量值，不應用于計算，除非在有關標準中另有規定。

（2）除與相關的管道元件標準有關聯外，術語PN不具有意義。

（3）管道元件允許壓力取決于元件的PN數值、材料和設計以及允許工作溫度等，允許壓力在相應標準的壓力-溫度等級中給出。

（4）具有同樣PN數值的所有管道元件同與其相配的法蘭應具有相同的配合尺寸。

2.標記方法

公稱壓力的標記由字母“PN”后跟一個數值組成，如：公稱壓力為1.6MPa的管道元件，標記為PN16。

3.公稱壓力系列

公稱壓力PN的數值應從表2-16中選擇，必要時允許選用其他PN數值。

GB/T 1048—2005刪去了原標準中的公稱壓力的標記方法，刪去了PN數值的單位（MPa），明確了PN（公稱壓力）只是“與管道元件的力學性能和尺寸特性相關，用于參考的字母和數字組合的標識”的基本概念，并在注解進一步說明了字母PN后跟的數字不代表測量值，不應用于計算。

目前國內許多標準還處于新舊交替階段，GB/T 1048—2005 《管道元件PN（公稱壓力）的定義和選用》已經與國際標準ISO 7268：1996《管道元件PN的定義和選用》接軌，一些與公稱壓力相關的管道元件的國家現行標準將隨之修訂，應當引起讀者的高度關注。

在國家最新的標準GB/T 1047和GB/T 1048中的公稱尺寸和公稱壓力都是由字母及后跟無量綱的數字組成。這一點是與被替代標準的本質區別。

四、管道連接

管道連接有螺紋連接、法蘭連接、焊接連接、承插連接、黏合連接、脹接連接、卡套式連接。

（一）螺紋連接

螺紋連接是通過外螺紋和內螺紋之間的相互嚙合來實現管道連接的，為了保證管接口的嚴密性，在內外螺紋間加上適當的填料。螺紋連接也稱絲扣連接。

螺紋連接法在管道工程中得到較為廣泛的應用。它適用于焊接鋼管DN150以下管徑的管件以及帶螺紋的閥類和設備接管的連接，適用于工作壓力在1.6MPa內的給水、低壓蒸汽、燃氣、壓縮空氣、燃油、堿液等介質。

管的螺紋連接有圓柱形內螺紋套入圓柱形外螺紋，圓柱形內螺紋套入圓錐形外螺紋及圓錐形內螺紋套入圓錐形外螺紋三種連接方式，其中后兩種連接方法接觸緊密，因此，得到廣泛應用。

（二）法蘭連接

法蘭連接形式一般是依靠其連接螺栓所產生的預緊力，通過各種固體墊片或液體墊片達到足夠的工作密封比壓，來阻止被密封流體介質的外泄的一種強制密封連接。

法蘭連接可滿足高溫、高壓、高強度的需要，并且法蘭的制造生產已達到標準化，在生產、檢修中可以方便拆卸，這是法蘭連接的最大優點。

在管道施工圖紙中法蘭規格、承受的壓力、工作溫度、法蘭與管端的焊接形式，在設計圖紙中均要做出明確規定。如果設計圖紙未作明確規定，可按GB/T 9112～9125鋼制管法蘭及法蘭蓋國家標準球墨鑄鐵法蘭及法蘭蓋國家標準進行選用。

（三）焊接連接

焊接接口具有牢固耐久、接頭強度高、嚴密性好、成本低、使用后不須經常維修管理的優點，在管道安裝工程中，焊接連接得到廣泛應用，尤其是金屬管道連接，焊接連接占有極其重要的地位。

焊接連接有氣焊、手工電弧焊、手工氬弧焊、埋弧自動焊、埋弧半自動焊等。在施工現場，手工電弧焊和氣焊應用最為普遍。手工氬弧焊成本較高，用于有特殊要求的管道連接。埋弧自動焊、埋弧半自動焊多用于管道集中預制加工。

手工電弧焊的優點是電弧溫度高，穿透能力比氣焊大，接口容易焊透，適用于厚壁焊件。在同樣條件下，電焊強度高于氣焊，另外，電弧焊加熱面積小，焊件變形也小。

氣焊不但可以焊接，而且還可以進行切割、開孔、加熱等多種作業，便于在管道施工過程中的焊接和加熱。對于狹窄地方接口，氣焊可用彎曲焊條的方法較方便地進行焊接作業。

在同等條件下，電焊成本低，氣焊成本高。具體采用哪種焊接方法，應根據管道焊接工作的條件、焊接結構特點、焊縫所處空間位置以及焊接設備和材料來選擇使用。在一般情況下，氣焊用于公稱尺寸小于50mm的管道連接，電焊用于公稱尺寸大于或等于50mm的管道連接。

五、管道檢驗

管道系統施工完畢后，應經過質量檢驗人員對工程質量進行檢驗。

質量檢驗包括外觀檢驗、焊縫表面無損檢驗、射線照相檢驗和超聲波檢驗。

（一）外觀檢驗

外觀檢驗應覆蓋施工的全過程。施工開始時應對進場的材料進行外觀檢驗，施工過程中應按工序對安裝質量進行檢驗。

（1）管道、配件及支承件材料應具有出廠質量證明書，其質量不得低于現行國家標準。其材質、規格、型號、質量應符合設計文件的規定。

（2）施工過程中分項工程也應進行外觀檢驗；檢驗管道、配件、支承件的位置是否正確，有無變形，安裝是否牢固等。

①管道安裝應橫平豎直，坡度、坡向正確。

②螺紋加工應規整、清潔、無斷絲。螺紋連接應牢固、嚴密。

③法蘭連接應牢固，對接應平行、緊密且與管子中心線垂直，墊片應無雙層墊或斜墊。

④焊口應平直，焊縫加強面應符合設計規定，焊縫表面應無燒穿、裂紋、結瘤、夾渣及氣孔等缺陷。

⑤承插接口應保證環縫間隙均勻，灰口平整、平滑、養護良好。

⑥管道支架應結構正確，埋設平整、牢固，排列整齊。

⑦閥門安裝的型號、規格、耐壓試驗應符合設計要求；位置及進出方向正確；連接牢固、緊密；啟閉靈活，朝向合理，表面清潔。

⑧埋地管道的防腐層牢固、表面平整，無皺折、空鼓、滑移及封閉不良等缺陷。

⑨管道、配件、支承防腐油漆應附著良好，無脫皮、起泡及漏涂，且厚度均勻，色澤一致。

（二）焊縫表面無損檢驗

（1）焊縫表面應按設計文件進行磁粉或液體滲透檢驗。

（2）對有熱裂紋傾向的焊縫應在熱處理后進行檢驗。

（3）對有缺陷的焊縫，在消除缺陷后應重新進行檢驗，直至合格為止。

（三）射線照相及超聲波檢驗

（1）檢查焊縫內部質量，應進行射線照相或超聲波檢驗。

（2）檢驗焊接接頭前，應按檢驗方法的要求，對焊接接頭的表面進行相應處理。

（3）焊縫外觀應成型良好，寬度以每邊蓋過坡口邊緣2mm為宜。角焊縫的焊腳高度應符合設計文件規定，外形應平緩過渡。

（4）焊接接頭表面的質量應符合下列要求。

①不得有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺等缺陷存在。

②設計溫度低于-29℃的管道、不銹鋼和淬硬傾向較大的合金鋼管道焊縫表面，不得有咬邊現象；其他材質管道焊縫咬邊深度不應大于0.5mm，連續咬邊長度不應大于100mm，且焊縫兩側咬邊總長不大于該焊縫全長的10%。

③焊縫表面不得低于管道表面，焊縫余高Δh應符合下列要求。

a. 100%射線檢測焊接接頭，其Δh≤1+0.1b₁，且不大于2mm；

b.其余的焊接接頭，Δh≤1+0.2b₁，且不大于3mm。

注：b₁為焊接接頭組對后坡口的最大寬度，單位為mm。

（5）管道焊接接頭的無損檢測應按NB/T 47013—2015《承壓設備無損檢測》進行焊縫缺陷等級評定。

六、管道的壓力試驗

管道系統安裝完畢后，為了檢查管道系統強度和嚴密性及保證安裝質量，應對管道系統進行壓力試驗。

（一）試壓的一般規定

（1）管道試壓前應全面檢查、核對已安裝的管子、管件、閥門、緊固件以及支架等，質量應符合設計要求及技術規范的規定。

（2）管道試壓應編制試驗方案，根據工作壓力分系統進行試壓。一般對于通向大氣的無壓管線，如放空管、排液管等可不進行試壓。

（3）試壓前將不能與管道一起試壓的設備及壓力系統不同的管道系統用盲板隔離，應將不宜與管道系統一起試壓的管道附件拆除，臨時裝上短管。

（4）管道系統上所有開口應封閉，系統內的閥門應開啟；系統最高點應設放氣閥，最低點應設排水閥。

（5）試壓時，應用精度等級1.5級以上的壓力表兩個，表的量程應為最大被測壓力的1.5～2倍，一個裝在試壓泵出口，另一個裝在本系統壓力波動較小的其他位置。

（6）試壓時應將壓力緩慢升至試驗壓力，并注意觀察管道各部分情況，如發現問題，應卸壓后進行修理，禁止帶壓修理，缺陷消除后重新試壓。

（7）當進行壓力試驗時，應劃定禁區，無關人員不能進入，防止傷人。

（8）對于劇毒管道及設計壓力p≥10MPa的管道，壓力試驗前應按規范要求將各項資料經建設單位復查，確認無誤。

（9）試驗方案應經過批準，且進行技術交底。

（10）管道系統試驗合格后，試驗介質應選擇合適地方排放，排放時應注意安全。試驗完畢后應及時填寫“管道系統壓力試驗記錄”，有關人員簽字確認。

（二）管道強度試驗及嚴密性試驗

1.強度試驗

（1）強度試驗的目的是檢查管道的力學性能。

（2）強度試驗的方法是以該管道的工作壓力增加一定的數值，在規定時間內，試驗壓力表上指示壓力不下降，管道及附件未發生破壞，則認為強度試驗合格。

2.嚴密性試驗

（1）嚴密性試驗的目的是檢查管道系統的焊縫及附件連接處的滲漏情況，檢驗系統的嚴密性。

（2）嚴密性試驗的方法是將試驗壓力保持在工作壓力或小于工作壓力的情況下，在一定時間內，觀察和檢查接口及附件連接處的滲漏情況，并觀察壓力表數值下降情況。嚴密性試驗的檢查對象包括全部附件及儀表等。

3.管道壓力試驗的規范要求

（1）工業管道的壓力試驗應按現行國家標準《工業金屬管道工程施工規范》（GB 50235—2010）進行。

（2）暖衛管道的壓力試驗應按現行國家標準《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范》（GB 50242—2002）進行。

（3）石化管道的壓力試驗應按現行國家行業標準《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》（SH 3501—2011）進行。

（三）石油化工管道的試壓

（1）石油化工管道系統試驗的項目按表2-17的規定進行。

（2）石油化工管道系統的強度與嚴密性試驗，一般采用液壓試驗。如設計結構或其他原因，液壓強度試驗確有困難時，可用氣壓試驗代替，但必須采用有效的安全措施，并應報請主管部門批準。

（3）液壓試驗

①液壓試驗應用潔凈水進行，系統注水時，應將空氣排盡。

②奧氏體不銹鋼液壓試驗時，水的氯離子含量不得超過25×10^-6（25mg/L），否則應采取措施。

③液壓試驗宜在環境溫度5℃以上進行，否則須有防凍措施。

④液壓試驗的壓力應按表2-18的規定進行。

⑤當管道設計溫度高于試驗溫度時，試驗壓力應按式（2-5）計算：

p_S=1.5p［σ］₁/［σ］₂　?。?-5）

式中　　p_S——試驗表壓力，MPa；

　　 p——設計表壓力，MPa；

［σ］₁——試驗溫度下管材許用應力，MPa；

［σ］₂——設計溫度下管材許用應力，MPa。

當［σ］₁/［σ］₂大于6.5時，取6.5。當p_S在試驗溫度下，產生超過屈服強度的應力時，應將試驗壓力p_S降至不超過屈服強度的最大壓力。

⑥對于壓差較大的管道系統，應考慮試驗介質的靜壓影響，液體管道以最高點壓力為準，但最低點壓力不得超過管道附件及閥門的承壓能力。

⑦液壓試驗應緩慢升壓至試驗壓力后，穩壓10min，再將試驗壓力降至設計壓力，停壓30min，以壓力不降、無滲漏為合格。

（4）氣壓試驗

①氣壓試驗介質一般為空氣或惰性氣體。

②工業管道氣壓試驗的壓力，如表2-19所示。

③當管道設計壓力p>0.6MPa時，必須有設計文件規定或經有關單位同意，方可進行氣壓試驗。

④嚴禁使試驗溫度接近金屬的脆性轉變溫度。

⑤氣壓試驗時，應逐步緩慢地增加壓力，當壓力升至試驗壓力的50%時，如未發現變形或泄漏，繼續按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩壓3min，直至壓力升至試驗壓力，穩壓10min，再降至設計壓力，停壓時間應根據查漏工作需要而定，以發泡劑檢驗不泄漏為合格。

（5）真空試驗

①真空試驗是檢查管道系統在真空條件下的嚴密性，屬于嚴密性試驗。

②真空試驗壓力采用設計壓力。

③真空試驗的主要設備是真空泵和真空表。

④真空試驗應在嚴密性試驗合格后，在聯動試運轉時進行。

⑤真空試驗的方法是將管道系統用真空泵抽成真空狀態，保持24h，觀察真空表指示值變化情況，增壓率不大于5%為合格。

（6）泄漏量試驗

①對于有劇毒流體、有毒流體、可燃流體介質的管道系統應進行泄漏量試驗。泄漏量試驗屬于嚴密性試驗。

②泄漏量試驗的介質宜采用空氣。

③泄漏量試驗壓力應為設計壓力。

④泄漏量試驗應在壓力試驗合格后進行，也可結合試車工作一并進行。

⑤泄漏量試驗的方法是給管道系統充滿空氣，加壓至設計壓力后，重點檢查閥門填料函、法蘭或螺紋聯接處、放空閥、排氣閥、排水閥等，以發泡劑檢驗不泄漏為合格。

⑥經氣壓試驗檢驗合格，且在試驗后未經拆卸過的管道可不進行泄漏量試驗。

七、管道系統的吹洗

管道系統強度試驗合格后，或嚴密性試驗前，應分段進行吹掃與清洗，簡稱吹洗。當管道內雜物較多時，也可在壓力試驗前進行吹洗。對管道進行吹洗的目的是清除管道內的焊渣、泥土、砂子等雜物。吹洗前應編制吹洗方案。

（一）吹洗介質的選用

管道吹洗所用的介質有水、蒸汽、空氣、氮氣等。一般情況下，液體介質的管道用水沖洗；蒸汽介質的管道用蒸汽吹掃；氣體介質的管道用空氣或氮氣吹掃。例如：水管道用水沖洗；壓縮空氣管道用空氣吹掃；乙炔、煤氣管道也用空氣吹掃；氧氣管道用無油空氣或氮氣進行吹掃。

（二）吹洗的要求

（1）吹洗方法　吹洗方法是根據管道臟污程度來確定的。吹洗介質應有足夠的流量，吹洗介質的壓力不得超過設計壓力，流速不低于工作流速。

（2）吹洗的順序　管道吹洗的順序一般應按主管、支管、疏排管依次進行。臟液不得隨便排放。

（3）保護儀表　吹洗前應將管道系統內的儀表加以保護，并將孔、噴嘴、濾網、節流閥及單流閥閥芯等拆除，妥善保管，待吹洗后復位。

（4）吹掃時應設置禁區。

（三）水沖洗

（1）水沖洗的排放管應從管道末端接出，并接入可靠的排水井或溝中，并保證排泄暢通和安全。排放管的截面積不應小于被沖洗管截面積的60%。

（2）沖洗用水可根據管道工作介質及材質選用飲用水、工業用水、澄清水或蒸汽冷凝液。如用海水沖洗時，則需用清潔水再沖洗。奧氏體不銹鋼管道不得使用海水或氯離子含量超過25×10^-6（25mg/L）的水進行沖洗。

（3）水沖洗應以管內可能達到的最大流量或不小于1.5m/s的流速進行。

（4）水沖洗應連續進行，當設計無規定時，則以出口處的水色和透明度與入口處的水色和透明度目測一致為合格。

（5）管道沖洗后應將水排盡，需要時可用壓縮空氣吹干或采取其他保護措施。

（四）空氣吹掃

（1）空氣吹掃一般采用具有一定壓力的壓縮空氣進行吹掃，其流速不應低于20m/s。

（2）空氣吹掃時，在排氣口用白布或涂有白漆的靶板檢查，如5min內檢查其上無鐵銹、塵土、水分及其他臟物即為合格。

（五）蒸汽吹掃

（1）一般情況下，蒸汽管道用蒸汽吹掃。非蒸汽管道如用空氣吹掃不能滿足清潔要求時，也可用蒸汽吹掃，但應考慮其結構是否能承受高溫和熱膨脹因素的影響。

（2）蒸汽吹掃前，應緩慢升溫暖管，且恒溫1h后，才能進行吹掃；然后自然降溫至環境溫度，再升溫暖管、恒溫進行第二次吹掃，如此反復一般不少于三次。

（3）蒸汽吹掃的排氣管應引至室外，并加以明顯標志，管口應朝上傾斜，保證安全排放。排氣管應具有牢固的支承，以承受其排空的反作用力。排氣管道直徑不宜小于被吹掃管的管徑，長度應盡量短。蒸汽流速不應低于20m/s。

（4）絕熱管道的蒸汽吹掃工作，一般宜在絕熱施工前進行，必要時可采取局部的人體防燙措施。

（5）蒸汽吹掃的檢查方法及合格標準：一般蒸汽管道或其他管道，可用刨光木板置于排氣口處檢查，當板上無鐵銹、臟物為合格。

（六）油清洗

（1）潤滑、密封及控制油管道，應在機械及管道酸洗合格后，系統試運轉前進行油清洗。不銹鋼管，宜用蒸汽吹洗干凈后進行油清洗。

（2）油清洗應采用適合于被清洗機械的合格油品。

（3）油清洗的方法應以油循環的方式進行，循環過程中每8h應在40～70℃的范圍內反復升降油溫2～3次，并應及時清洗或更換濾芯。

（4）油清洗應達到設計要求標準。當設計文件或制造廠無要求時，管道油清洗后應采用濾網檢驗，合格標準應符表2-20的規定。

（5）油清洗合格的管子，應采取有效的保護措施。

八、管道脫脂

直接法生產濃硝酸裝置、空氣分離裝置和煉油、石油化工工程中的一切忌油設備、管道和管件必須按設計要求進行脫脂。脫脂的目的就是避免輸送或儲存的物料遇油脂或有機物時可能形成爆炸；避免輸送或儲存的物料和油脂或有機物相混合；控制油脂含量，以保證催化劑的活性；控制油脂及有機物的含量，以保證產品的純度。

已安裝的管道應拆卸成管段進行脫脂。安裝后不能拆卸的管道應在安裝前進行脫脂。有明顯油跡或嚴重銹蝕的管子，應先用蒸汽吹掃、噴砂或其他方法清除干凈，再進行脫脂。

（一）脫脂劑的選擇

管道脫脂可采用有機溶劑（二氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳、工業酒精、動力苯（粗苯）、丙酮等）、濃硝酸或堿液進行。

工業用二氯乙烷（C₂H₄Cl₂），適用于金屬件的脫脂；工業用四氯化碳（CCl₄），適用于黑色金屬及非金屬件的脫脂；三氯乙烯（C₂HCl₃），適用于金屬件及有色金屬件的脫脂；工業酒精（C₂H₅OH，濃度不低于86%），適用于脫脂要求不高及容器內表面人工擦洗的情況；88%的濃硝酸，適用于濃硝酸裝置的部分管件和瓷環等的脫脂。

（二）脫脂方法

（1）管子的脫脂　管子外表面如有泥垢，可先用凈水沖洗干凈，并自然吹干，然后用干布浸脫脂劑揩擦除油，再放在露天干燥。

對管子內表面進行脫脂時，可將管子的一端用木塞堵嚴或用其他方法封閉，從另一端注入該管容積的15%～20%的脫脂溶劑，然后以木塞封閉，放在平整干凈的地方或置于有枕木的工作臺上浸泡60～80min，并每隔20min轉動一次管子。帶彎的管子應適當增加脫脂溶劑，使之全面浸泡。脫脂后，將管內溶劑倒出，用排風機將管內吹干，或用不含油的壓縮空氣或氮氣吹干或用自然風吹24h，充分吹干。

大口徑管子可用棉布浸蘸溶劑人工擦洗；小口徑管子也可整根放在盛有溶劑的長槽內浸泡60～80min。

濃硝酸裝置的濃硝酸管道和設備，可在全部安裝后直接以88%的濃硝酸用泵打循環進行酸洗。循環不到或不耐濃硝酸腐蝕的管子必須單獨脫脂。閥門、墊片等管件在酸洗前也應單獨脫脂。

（2）管件、閥門及其他零部件的脫脂　閥門脫脂應在其研磨試壓合格后進行，將閥件拆成零件在溶劑內浸泡60～80min，然后取出懸掛在通風處吹干，直至無味為止。法蘭、螺栓、金屬墊片、金屬管件等可用同樣方法進行脫脂。

非金屬墊片和填料可置于溶劑內浸泡80～120min，然后懸掛在通風之處吹干，時間不少于24h。

接觸氧、濃硝酸等強氧化性介質的純石棉填料，可在300℃以下的溫度中灼燒2～3min，然后涂以設計要求的涂料（如石墨粉）。

濃硝酸裝置的閥門、瓷環等，可用88%的濃硝酸洗滌或浸泡，然后用清水沖洗，再以蒸汽吹洗，直至蒸汽冷凝液不含酸為止。

紫銅墊片等經過退火處理后，如未被油脂沾污，可不再進行脫脂。

（三）脫脂檢驗

設備、管子和管件脫脂后應經檢查鑒定。檢驗標準應根據生產介質、壓力、溫度對接觸油脂的危險程度而確定。

管道脫脂后應將溶劑排盡，當設計無規定時，檢驗脫脂質量的方法及合格標準規定如下。

（1）直接法　用清潔干燥的白濾紙擦拭管道及其附件的內壁，紙上無油脂痕跡；用紫外線燈照射，脫脂管道表面應無紫藍熒火。

（2）間接法　蒸汽吹掃脫脂時，盛少量蒸汽冷凝液于器皿內，并放入數顆粒度小于1mm的純樟腦，以樟腦不停旋轉為合格；有機溶劑及濃硝酸脫脂時，取脫脂后的溶液或酸分析，其含油和有機物應不超過0.03%。

脫脂合格的管道應及時封閉管口，保證以后的工序施工中不再被污染，并填寫管道系統脫脂記錄。

九、管道檢修

（一）檢修的分類

管道系統就其檢修的規模和性質分類，可分為日常維護、小修、中修、大修、搶修和技術改造。

1.日常維護

日常維護是管道系統局部的、小量的修理，可以由操作人員或檢修人員在正常運行條件下通過小修、小改即可完成。當設備維護時，為了不影響生產運行，可以開啟備用設備，然后再停機維護。如支、吊架螺栓的緊固，法蘭盤螺栓的緊固，管道保溫層的修整，水泵盤根的更換等，都可以在管道系統正常運行條件下進行日常維護。

2.小修

小修是管道系統局部的、小量的修理，但需在局部管網短時間停止運行條件下進行的修理。如更換法蘭墊片和閥門，更換設備的易磨易損件等。

3.中修

中修是除小修項目外，尚應進行檢修的其余項目，需要停止運行的時間較長。如更換個別較大的管件或附件，安全閥的測試檢查或修理，保溫層的停車更換等。

4.大修

大修是除小修、中修項目外，尚應進行檢修的其余項目，需要停止運行的時間更長，一般放在全廠停產檢修期間統一安排檢修。如更換長度較長、管徑較多的管道及其保溫層，由自然災害（地震、水災）引起的管道系統大范圍破壞。

5.搶修

由不可預料的原因產生的突發性故障，需要緊急處理，以減少對周圍環境造成的危害、降低停產所造成的經濟損失而進行的檢修稱為搶修。公用事業部門和大型管道系統的企業應備搶修車，搶修車應具有各種施工機具、搶修備品備件和材料。

一般小修、中修、大修應有計劃地進行，日常維護和搶修隨機進行。

6.技術改造

技術改造是指整個系統或系統的局部所進行的新工藝、新設備和新材料代替舊工藝、舊設備和舊材料的技術進步過程。由于國內外科學技術的不斷發展進步，管道系統要不斷改進工藝并使用新材料，對設備進行必要的更新換代，以提高產品質量、增加產品品種、提高經濟效益。由于技術改造要盡可能地利用可以利用的原有設備和設施，只是對其核心部分進行更新換代，而不同于新建工程，因此把技術改造列入檢修范疇。壓力管道的技術改造一般指以下幾個方面的技術變動。

（1）較大數量地更換原有管線　國外有的規定為管線長度500m以上。

（2）改變公稱直徑　公稱直徑的變更將會導致介質的流速、流量、管道的應力、應變等一系列技術參數的變化。

（3）提高工作壓力　有時工作壓力的提高會使管道的管理級別發生變化。

（4）改變輸送介質的化學成分　輸送介質化學成分的變動使得原有管道系統的環境因素發生變化。

（5）提高工作溫度　工作溫度是決定管道選材的根本因素，溫度的變更會導致原有管道材料性能的劣化。

（6）其他　如管道控制系統的變更。

（二）管道檢修的相關工作

管道檢修工作程序如圖2-74所示。

1.檢修前的準備

（1）管道系統降溫、卸壓、放料和置換　管道系統停車后，首先按操作規程把管道降溫至45℃以下，卸壓至大氣壓，放料應盡可能徹底。介質為易燃、易爆、有害氣體的管道，需用惰性氣體進行置換。

（2）用盲板將待修管道與不修管道及設備斷開　這種盲板應能承受系統的工作壓力，否則應將截止閥和盲板之間的管道卸掉，以免因閥門內漏而壓破盲板。不采用閥門切斷法，以防止閥門可能滲漏或誤操作。

（3）管道的清洗和吹掃　當管道輸送的介質為易燃、易爆、有毒物質和酸堿時，要使用蒸汽吹掃或用水沖洗，然后再用氮氣或空氣吹干（可燃氣體和液體不能用空氣而應用氮氣），酸性液體可用弱堿洗滌、清水沖洗，強堿性介質用大量水沖洗。系統不宜夾帶水分的一般用空氣和氮氣吹掃。

（4）氣體的取樣分析　吹掃完畢后，應在管道系統的末端以及各個死角部位取樣分析，在確定易燃、易爆介質的濃度在爆炸下限以下時方可施工，一般置換氣體的體積不小于被置換介質容積的4倍才允許動火，以確保安全。

（5）管道系統的修前檢查　管道修前檢查是對管道系統經過一定的運行周期后技術狀況的專業調查，如對腐蝕、應力、疲勞、環境情況的調查；對力學性能、支撐結構、運行狀況、緊固結構、安全附件的調查。尤其對易受沖刷、腐蝕、高溫及受交變應力、曾經出現超溫超壓可能影響材料和結構強度、以蠕變率控制使用壽命、使用期限已接近設計壽命、可能引起氫蝕的部位和管段，必要時要做全面理化檢驗，包括化學成分、力學性能、硬度、沖擊韌性和金相等，根據結果來對管道系統做出評估，以確定其綜合技術狀況。

檢修前的準備工作除了把管道內的可燃、傷害性介質徹底清除，并對檢修對象仔細檢查外，還要查閱相關設計資料及管道的運行記錄，了解管道系統介質的特性、安全技術要求，另外，還要準備好檢修機具、材料、安全防護品等。

2.檢修工程的技術措施及安全措施

管道檢修必須要有嚴密的技術措施，通過修前檢查查明缺陷的性質、特征、范圍和缺陷發生的原因。評定缺陷后確定修理方案，并經技術負責人批準，使用單位認可。檢修現場要設置檢修平面布置圖、施工統籌網絡圖、施工進度表。工程質量要精益求精，認真執行相應的管道檢修規程、規范和質量驗收標準。要按照已確定的修理方案及工藝進行檢修，以保證修理質量，否則可能人為地造成缺陷的擴大。

要制訂管道系統檢修的安全措施，并落實到每個人，加強檢修人員的自我保護意識，加強檢修現場的綜合管理，文明檢修。

3.檢修的驗收

管道檢修項目必須經過自檢、互檢、工序交換檢查和專業檢驗，杜絕不符合要求的施工蒙混過關。管道檢修必須填寫檢修記錄，格式要統一、重點要突出、責任要明確，歸檔后有查閱及利用價值。檢修完畢交接驗收資料參照管道安裝竣工資料的內容要求，要求齊全、完整。

管道施工完畢后，一般管道由使用單位組織驗收，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類管道由企業的設備部門組織驗收。管道驗收后均應由三方（施工、使用、管理）簽字交接手續。整個系統檢修完畢后，應進行組織工程質量總驗收，并需做出鑒定，提出開車報告。

4.管道交付使用前的安全檢查

為了保證安全生產，檢修后的壓力管道在交付使用前，應組織專人進行一次安全檢查，其內容主要有以下幾個方面：

（1）管道是否已按工藝要求與其他設備、有關配管相連，檢修用的臨時盲板是否已拆除，各路閥門是否按要求處于相應啟、閉狀態，法蘭墊片是否齊全，連接螺栓是否己均勻上緊，試驗用水是否已排除干凈。對于易燃、易爆管道系統，是否已用惰性氣體置換，排除了管道各個部位的空氣，以保證管道的安全運行。

（2）安全附件應齊全，無任何損傷，并且均已按規定進行過校檢，鉛封完整。

（3）檢修現場應拆除檢修時的一切臨時設施，做到檢修場地清、工完料凈，沒有任何雜物和垃圾。

（三）管道常規檢修方法

1.積垢的清理

管道的內表面接觸各種不同的工藝介質，極易黏結、淤積、沉積各種物料，甚至造成管道的堵塞。目前常用的除垢方法有機械清洗、化學清洗和高壓水沖洗。

（1）機械清洗法包括使用簡單工具的手工清洗，能夠清除所有污垢，尤其是化學非溶性積垢，如砂、焦化物及某些硅酸鹽等，對管道的金屬材料沒有腐蝕性，但其效率遠遠低于化學清洗法。手工機械除垢具有最大的優點就是其靈活性，因此在距離較短、管徑較大的某些難以清除的積垢情況下，仍被采用。除了一些簡單的工具以外，還可采用加長鉆桿的鉆頭、管式沖水鉆、鉸錐式刀頭或銑輪刀頭等工具來清理管道內堅硬的積垢。有些場合可采用噴砂法進行清除工作。

（2）化學清洗法是一種利用化學溶液與管道內壁的污垢作用而除垢的方法。這種方法具有很高的效率，尤其適用于管道系統的清洗。因為它可在系統密閉的狀態下操作，因此應用極為廣泛。但化學清洗的專業技術性強，稍有不慎，不僅得不到預想的效果，而且還可能損壞管道，甚至造成事故。

清洗所用的化學試劑可為酸性或堿性，視積垢的性質而定。清洗鐵銹時，可使用濃度為8%～15%的硫酸。清洗水垢時，可使用濃度為5%～10%的鹽酸或濃度為2%的氫氧化鈉溶液。鍋爐除垢劑對水垢的作用也很有效。清洗泥沙、機油等可使用磷酸氫鈉液或碳酸氫鈉液。高效金屬清洗劑可在常溫下代替汽油、煤油等有機溶劑清除管道表面的油垢，而且清洗速度快、去污力強、使用方便、安全可靠，清洗后數天內金屬壁面可不生銹。

用對管道有腐蝕性的化學清洗劑進行清洗時，清洗后應使用清水反復沖洗，直至排出的水呈中性為止。此外，為防止清洗過程中產生的腐蝕作用，可在溶液中加入少量的緩蝕劑（不超過1%的濃度）。

對于奧氏體不銹鋼管道，在清理工作表面的水垢時，往往使用檸檬酸等有機酸，而不用鹽酸，以防氯離子引起應力腐蝕。

化學清洗方法通常分為循環和浸漬兩種，而以循環法最為常用。為了增加清洗效果，可輪流從兩個方向進行，如清水沖洗時，從兩個方向輪流操作。為了提高浸漬法的清洗效果和速度，可適當增加溶液濃度及適當升高溫度，酸液濃度可達15%，溫度可在60℃左右。

（3）高壓水射流清洗是一種用高壓水流沖擊力除垢的方法，可用于管道內壁、管束的外空間等積垢的清理。清洗用的水經高壓泵加壓后由噴槍高速噴出，壓力最高可達270MPa，速度為音速的2.5倍，幾乎可以剝離任何表面的頑垢，有極佳的清洗效果，除垢率可達95%。在水流中加入細石英砂的夾砂射流，可進一步提高水流的沖刷力。如果管道內具有遇油變軟的污垢，也可先用油類浸泡，然后再用高壓水沖洗。

高壓水射流洗洗法效率高，不污染環境，因此目前也和化學清洗法一樣得到廣泛應用。

2.壁厚減薄的修理

管道經過一段時間的運行，最常見的缺陷就是局部管壁減薄。因腐蝕凹陷及介質沖刷所造成的局部壁厚減薄可視情節輕重采用補焊或局部換管處理。補焊焊材應與母材相適應。換管的材料必須與原有管材相配，即材料相同，強度級別、焊接性能相近，并據此確定焊接前后的熱處理工藝。擔任焊接的焊工必須持有相應資格的焊工證。全面性壁厚減薄的管道，如果減薄量超過設計的腐蝕余量，就會因強度不夠而存在安全隱患，當測出的實際壁厚普遍小于管道允許的最小壁厚時，管道應降壓使用或報廢處理。

3.裂紋的修理

管道管壁上形成的裂紋大致分為表面裂紋、穿透裂紋兩類，其修理方法不相同。

（1）表面裂紋的修理　未穿透管壁的淺表裂紋稱為表面裂紋，一般由各種應力、疲勞、材料自身的缺陷及焊接產生的缺陷而造成。若裂紋深度小于壁厚的10%，且不大于1mm時，可用砂輪把裂紋磨掉，但打磨的剩余壁厚應以滿足強度要求為原則，打磨處應與管壁表面圓滑過渡。若裂紋深度不超過壁厚的40%，修理時可在裂紋的深度范圍內鏟出坡口，然后補焊。補焊前做表面探傷確認裂紋是否全部鏟除。補焊的焊條應與母材適應，焊接熱處理的技術要求應參照有關規范或進行必要的工藝試驗以制訂具體的施工方案和工藝。裂紋的兩端應鉆小孔，以防裂紋的擴展。補焊的裂紋較長時，應采用間隔分段焊接，以降低焊接應力和變形。若裂紋深度超過壁厚的40%，則應在整個壁厚范圍開出坡口再補焊，即按穿透裂縫處理。

（2）穿透裂紋的修理　穿透裂紋采用補焊時，補焊前應注意其兩端是否鉆了止裂孔，而且孔的直徑要稍大于裂紋的寬度。裂紋兩邊須用鏨子加工出坡口，坡口的形式視管道的壁厚而定：壁厚小于12mm時，可采用單面坡口；壁厚大于12mm時，應采用雙面坡口。施焊時，長度小于100mm的裂紋可一次焊完，補焊長裂紋時，應注意補償收縮和降低內應力，建議從裂縫兩端向中間分段焊接，并采用多層焊。

應力集中的部位或裂紋較寬的場合，應該局部更換管段。切割的管段長度至少比裂紋長50～100mm，而且應不短于250mm，以免焊接后管段兩端焊縫彼此有熱影響，切口的邊緣均應加工出坡口。

4.其他缺陷的修理

（1）焊縫的未熔合、未焊透、超標（表面凹凸不平、尺寸超高等）、氣孔、夾渣等可進行打磨、鏟除并補焊。氣孔等體積性缺陷若經長期使用仍不發展的可不予修理。

（2）高壓管道的螺栓、螺母的局部毛刺、傷痕可進行修磨，但當傷痕累計超過一圈螺紋時，應按規定更換。

（3）管道法蘭、閥門等密封面出現劃痕時，可用切削刀加工或研磨，予以消除。

5.泄漏的排除

詳見第十章第三節內容。