◆高壓蒸汽管道爆炸原因有哪些?
高壓蒸汽管道爆炸的根本原因是管道內的蒸汽壓力超過管道中的許用應力。由于設計、制造和材料等多種因素,蒸汽壓力可能超過實際管道的許用應力,蒸汽通過管道的薄弱點斷裂,在正常壓力環境中蒸汽體積會瞬間增加,引起爆炸。
◆高壓蒸汽管道建造過程中的風險點有哪些?
1、設計參數的選取
電廠中的高壓蒸汽管道相對較多,高壓蒸汽中的許多管道溫度還很高。設計時需要根據機組的運行情況準確的確定管道的設計參數,而后根據管道的參數選用適合的材料、管徑和壁厚。
2、管材及管件質量
隨著大容量高參數機組的不斷普及,目前新建工程的蒸汽管道參數不斷提高,主蒸汽壓力通常都在30MPa(相當于3000米水柱高度)以上,溫度高達620℃以上,對管材及管件的要求相對較高。控制管材及管件的質量,是防止高壓蒸汽管道爆炸的基礎工作。
3、管道與管件、閥門等的焊縫處
閥門、彎頭及三通等管件與管道連接處通常應力相對集中,且很多在現場焊接,安裝施工中如果焊接工藝不當、質量不好,如焊條、焊絲選用不當、焊條,焊劑未按要求烘干與保存,焊接加熱、冷卻、保溫不當等會造成焊接裂紋;焊后熱處理工藝不當會造成殘余應力導致開裂;焊接中咬邊、錯邊、未焊透等形成局部應力過于集中,長時間的運行導致管道老化,焊口爆裂。焊接質量如果控制不好,在長期受力后,容易產生爆裂。
4、管道和支吊架的安裝
1、設計原因
設計選材不當。高溫高壓管道蒸汽管道壓力高、溫度高,管道材料的選擇是安全的第一步。
管道布置不當。高溫高壓蒸汽管道布置復雜,設計過程和應力計算難道要求極高,所以管道布置的合理性顯得尤為重要。如果管道布置存在問題,就會使管道局部應力增大,特別是彎頭、閥門、三通連接處以及支吊架等部位發生爆裂現象。
此外,管道柔性不足、固定方法不當、震動及溫度補償吸收能力不足,在交變在和作用下過早疲勞破壞,也會導致管道爆裂,從而引起爆炸。
2、蒸汽管道材料制造原因
高溫高壓管道工作環境惡劣,對管材要求較高,所以管材質量必須控制,以保證材料性能。管材在廠家生產過程中會有紕漏,導致材料有沙眼缺陷,材料密度不均勻,材料應力不合格等。
3、運行管理原因
超溫、超壓運行操作,使管道應力超過強度極限;閥門等的誤操作使流量、溫度、壓力失控。操作人員違反工藝紀律、巡檢制度不執行、巡檢項目內容不落實;不及時查找隱患、缺陷整改不及時,運行管道運行期間定期檢驗制度貫徹不力等,都是運行管理不當,最終導致管道事故的發生。
4、蒸汽管道安裝施工檢修原因
安裝施工中焊接工藝不當、焊接質量不好,會造成長時間運行后管道老化,焊口爆裂。
無損檢測不到位,因管理疏忽、工藝錯誤或技術水平低下造成的缺陷漏檢,從而留下隱患。
此外,現場施工并沒有完全遵循設計圖紙,包括管道布置與設計圖紙不符、支吊架間距和支吊架形式與設計圖紙不符等,勢必導致管道在運行過程中未按設計意圖膨脹、受力等,都會導致發生管裂或爆管現象。
電廠中的高壓管道大多都伴隨著高溫,熱膨脹產生的應力需要合理的管道布置和支吊架設置來化解。但在施工過程中,有可能支吊架的安裝有偏差,或是管道在熱膨脹過程中受到某些鋼梁的阻礙,造成整個管系的受力改變,在長期運行后,管系中某些薄弱點就有可能出現爆裂。