危险化学品企业管道壁厚减薄风险分析及管控
危险化学品企业管道壁厚减薄可能导致管道破裂、泄漏等事故,对企业生产、员工安全以及环境稳定造成重大威胁。近几年,因为管道壁厚减薄,尤其是存在腐蚀性介质(硫化氢、氯化氢、硫酸、氟化氢等)的工艺压力管道失效而导致的生产安全事故频频发生。《危险化学品企业装置设备带“病”运行安全专项整治工作方案》将“管线壁厚腐蚀减薄,已达不到设计要求;管线介质中腐蚀性物质含量超出正常范围未加强防腐蚀检测,仍然继续使用”列为整治重点内容。
典型事故案例
2023年1月15日,盘锦浩业化工有限公司在烷基化装置水洗罐入口管道带压密封作业过程中发生爆炸着火事故,造成13人死亡、35 人受伤,直接经济损失约 8799 万元。事故间接原因为:特种设备日常管理严重缺位,事故管道年度检查缺失,法定定期检测流于形式,未发现事故管道材质与设计不符的严重问题,未及时发现并处置事故管道严重腐蚀的问题。
2022年6月18日4时24,上海某公司化工部1#乙二醇装置环氧乙烷精制塔区域发生爆炸事故,造成1人死亡、1人受伤,直接经济损失约971.48万元。事故直接原因是:环氧乙烷精制塔塔釜至再吸收塔的管道由北向南第三夹具处发生断裂,管道内工艺水 (约104℃)大量泄漏,导致塔釜内溶液漏空(约 68.37 吨)后,环氧乙烷落到塔釜底部,沿管道断口处泄漏至大气中,遇点火源起火爆炸。大火导致塔内环氧乙烷发生自分解反应,造成环氧乙烷精制塔爆炸。管道(管道材质为304不锈钢)断裂是由于管道应力变化下的疲劳扩散、焊接缺陷、氯离子引起应力腐蚀共同作用的结果。
2021年4月9日,某石化公司芳烃厂2#重整装置发生一起爆燃事故,事故未造成人员伤亡,直接经济损失约15.05万元。事故直接原因是:高速含氯氢气与塔内上部下降液体接触后,直接冲刷进气管口对面塔壁,在不能有效控制塔内循环碱液浓度的情况下,在塔壁形成一定浓度的酸性液体湿润层,在动力冲蚀及化学腐蚀的叠加作用下,造成区域塔壁加速减薄。因壁厚不足,导致筒体承载能力下降,在内压作用下撕裂,氢气泄漏,摩擦产生静电后引发爆燃。
2020年1月14日,珠海某公司催化重整装置预加氢进料/产物换热器与预加氢产物/脱水塔进料换热器间的压力管道90°弯头处出现泄漏,发生爆燃,之后管道内漏出的易燃物料猛烈燃烧,又发生两次爆燃。事故直接原因是:催化重整装置预加氢反应进料/产物换热器与预加氢产物/脱水塔进料换热器间的压力管道90°弯头因腐蚀减薄破裂(爆裂口约950mm×620mm),内部带压(2.0MPa)的石脑油、氢气混合物喷出后与空气形成爆炸性混合物,因喷出介质与管道摩擦产生静电火花引发爆燃。
2013年11月22日,位于青岛经济技术开发区秦皇岛路与斋堂岛街交叉口处的东黄输油管道原油泄漏现场发生爆炸,造成62人遇难、136人受伤,直接经济损失人民币75172万元。事故直接原因是:输油管道与排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂,原油泄漏流入排水暗渠,现场处置人员采用液压破碎锤在暗渠盖板打孔破碎,产生撞击火花,引发暗渠内油气爆炸。
管道壁厚减薄的主要原因
01、 管道材质问题
管道材料质量不良或选用不当,导致管道在正常使用过程中容易出现腐蚀、磨损等现象,从而引起管道壁厚减薄。
02、 介质影响
管道输送的介质中含有腐蚀性物质或颗粒较大的物质,加快了管道壁面的腐蚀和磨损速度,导致管道壁厚减薄。
03、 操作不当
企业员工在操作过程中,未能按照规定的操作流程和工艺要求执行,导致管道承受过大的压力或温度,从而使管道壁厚减薄。
04、 维护管理缺失
管道缺乏定期的检修和保养,使得管道壁面出现的问题无法及时发现和处理,从而导致管道壁厚减薄。
管道壁厚减薄风险管控措施
为了降低管道壁厚减薄的风险,企业应按照《化工过程安全管理导则》(AQ/T3034-2022)要求,切实开展设备完好性管理,采取以下措施:
01、 建立完善的管道管理机制
制定管道维护保养制度,明确责任部门和人员,确保管道检修和保养工作的顺利开展。同时,要建立完整的管道档案,记录管道的使用情况、检修记录等信息。
02、 强化腐蚀检测
腐蚀检测是预防性维修的基础,要按照《在用工业管道定期检验规程》要求,定期组织开展在用工业压力管道在线检验和全面检验,建立检测数据库,避免检测走过场现象。对存在硫化氢、硫酸、氢氟酸、氯化氢、氢等腐蚀性介质的承压管道等重点部位,要加大腐蚀监测、检测力度,缩短检测周期。对腐蚀减薄严重部位,建议进行超声波在线定点测厚,尤其是三通和弯头等因易受冲刷腐蚀的部位,及时发现和处理管道壁厚减薄情况,掌握腐蚀速率。
03、 实施安全评估与监测
定期对管道进行安全评估,评估内容包括管道壁厚、材质、受力情况等关键因素。同时,要建立在线监测系统,实时监测管道的运行状态,及时发现和处理潜在的安全隐患。
04、 加强预防性维修
定期评估防腐效果和核算设备剩余使用寿命,发现壁厚减薄或损坏的部位要及时进行处理,对于严重腐蚀和磨损的管道,及存在安全隐患的管道,应及时进行更换或升级改造,避免发生泄漏再忙于检修与堵漏。
05、 优化工艺流程
通过对生产工艺的优化,降低管道在使用过程中的压力和温度,减少介质对管道的腐蚀和磨损。此外,要严格控制输送介质的品质,防止因介质中的杂质和有害物质导致管道壁厚减薄。
06、 落实安全管理责任
企业要建立健全安全管理体系,明确各级管理人员在管道安全方面的职责。通过制定安全目标和考核标准,确保各项安全措施的有效执行。
07、 加强员工培训与教育
定期开展员工培训,培训内容包括管道安全操作规程、应急处理方法等,提高员工对管道安全的认识和应对能力。
危险化学品企业管道壁厚减薄的风险是客观存在的,但可以通过有效的管理和控制措施降低风险。企业应从设备维护、管理机制、员工培训、安全评估与监测等方面入手,全面提升管道安全水平。同时,企业要建立健全安全管理体系,严格落实各项安全管理措施,确保生产过程中的人员安全和企业稳定运行。