天然气站场常见泄漏的原因分析与治理技术研究Word文档下载推荐.docx
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站场天然气一旦泄漏,小那么阻碍正常生产,大那么造成人员伤亡、环境严峻污染、爆炸等恶性事故,造成庞大经济缺失。
近几年,天然气站场的泄漏、穿刺事件时有发生,严峻阻碍安全生产。
天然气站场的事故,除了违规操作,大多由于泄漏引起的,我们要给予足够的关注和重视。
2
常见泄漏的种类
一样天然气计量站场的设备要紧有分离器(有立式和卧式两种),收、发球筒、阀门(包括:
球阀、旋塞阀、闸阀等)、汇气管、管线(要紧有正常外输管线、放空管线、排污管线等)。
其它的如变送器(温度变送器、压力变送器等)、清管球通过指示器、温度表、压力表等,这些设备和仪器、外表之间的连接形式要紧是法兰连接、焊接和螺纹连接。
在天然气站场,最常漏气的位置确实是静密封点处,如法兰、螺纹接口处的,但管线穿孔泄漏也时有发生,要紧是管线弯头处,专门是排污管线和放空管线的弯头处,在线路上最常见的泄漏是由第三方破坏和管道穿孔引起的。
依照现场实际常见的泄漏有以下几种:
(1)法兰之间的泄漏;
(2)管道泄漏;
(3)螺纹泄漏;
(4)阀门泄漏。
3
常见泄漏的缘故分析与处理措施
3.1
法兰间泄漏
法兰连接是天然气管道和设备连接的要紧形式,其泄漏也是天然气站场泄漏的最为要紧的形式。
法兰密封要紧是依靠其连接的螺栓产生的预紧力,通过垫片达到足够的工作密封比压,来阻止天然气外漏。
关于天然气管道,由于其输送介质具有腐蚀、高压以及输送过程中产生的振动等特点引起天然气管道法兰密封失效,造成泄漏。
天然气站场法兰泄漏要紧有以下缘故:
(1)密封垫片压紧力不足,法兰结合面粗燥,安装密封垫显现偏装,螺栓松紧不一,两法兰中心线偏移。
这种泄漏要紧由于施工、安装质量引起的,要紧发生在投产施压时期;
(2)由于脉冲流、工艺设计不合理,减振措施不到位或外界因素造成管道振动,致使螺栓松动,造成泄漏;
(3)管道变形或沉降造成泄漏;
(4)螺栓由于热胀冷缩等缘故造成的伸长及变形,在季节交替时的泄漏要紧是由这种故障引起的。
(5)密封垫片长期使用,产生塑性变形、回弹力下降以及垫片材料老化等造成泄漏,这种泄漏在老管线上比较常见。
(6)天然气腐蚀,造成泄漏,这种情形比较少见,但由于垫片和法兰质量问题可能产生此种泄漏。
关于法兰泄漏,一旦发觉,应采取相应的措施及时处理,否那么会造成刺漏,严峻阻碍安全生产。
关于法兰泄漏,第一通过降压和放空采纳重新拧紧螺栓得方法进行处理。
关于采纳这种方法处理成效不行的,依照生产情形分别加以处理:
假如能够停输,那么关闭泄漏处两边阀门,进行放空置换后更换新垫片,重新拧紧。
关于不可停输的,那么要及时采纳法兰堵漏技术进行处理。
依照现场使用情形,为了减少泄漏,法兰垫片最好依照法兰结构使用缠绕式金属垫片、金属圆环垫片或金属八角垫片。
3.2
管道泄漏
3.2.1
夹渣、气孔、未焊透、裂纹等焊接缺陷引起的泄漏,随着焊接技术的进展和施工质量以及检测手段的提高,这种焊接缺陷逐步减少。
3.2.2
腐蚀引起的泄漏
天然气站场管道引起腐蚀的缘故专门多,常见的有:
①周围介质引起的平均腐蚀
这种腐蚀造成的泄漏要紧显现在老管线上,随着时刻的推移,管线内外壁一层层的腐蚀而剥落,最后造成大面积的穿孔,最终造成管道泄漏事故的发生。
⑦应力引起的腐蚀
金属材料的应力腐蚀,是指在静拉伸应力和腐蚀介质的共同作用下,使应力集中处产生破坏。
这种腐蚀危害性较大,一样在没有先兆的情形下,能够迅速扩展产生突然断裂,发生严峻的泄漏事故。
③氧和水引起的腐蚀
氧和水的存在是造成管道内部腐蚀的要紧缘故之一。
钢管中焊有铁元素,它和与水和氧发生化学作用,最后生成三氧化二铁,并放出氢气,造成管道内部腐蚀。
减少水的措施:
做好施工期的治理工作和投产时的清管工作。
投产时,对管道进行干燥处理;
做好运行期的脱水和脱氧工作。
④硫和细菌引起的腐蚀
天然气中含有硫化氢等硫化物,在运输时和管道反应,生成硫化铁,并在管内活化剂(氧气)的作用下,产生腐蚀,其反应如下:
c:
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管道中还有一种细菌存在,这种细菌叫硫酸盐还原菌,它一样附着于管线的内表面,利用硫酸盐类进行繁育。
管道硫酸盐的生成反应式如下:
\iknow\docshare\data\cur_work\223.jpg
上式中的硫酸盐在还原菌的作用下,生成腐蚀生成物四氧化三铁,反应如下:
⑤氢引起的腐蚀
目前,除去H2S的技术较高,但由于输送压力的提高,造成硫化氢的分压提高,从而使HIC(氢脆)更为突出。
其产生的机理如下:
(1)天然气中所含的硫化氢遇水形成硫和氢的离子;
\iknow\docshare\data\cur_work\.jpg
(2)铁夺取H的正电荷,形成Fe2+以及H原子;
(3)生成硫化铁
H原子的体积专门小,依照分压的大小向钢中扩散。
H原子第一集合于非金属夹杂物,气孔及偏析中。
在存留处,H原子变成氢分子,体积增大20倍,体积增大的过程中,存留处压力急剧增大,如超过金属开裂应力时,造成裂纹扩展:
如在内表面,形成鼓泡,在内侧那么形成平行于金属表面的裂纹。
同时,H原子与钢中不稳固的碳化物起反应生成CH4,造成钢局部脱碳,CH4在缺陷或品界处集合,产生大量的品界裂纹和鼓泡,使钢材变得松、脆,最后造成破毁。
⑥其他常见的还有原电池腐蚀、品界腐蚀等。
3.2.3
冲刷引起的泄漏
由于冲刷缘故造成站场泄漏的事故较多,比较容易显现此类故障的部位是管道弯头,专门是流速较快的弯头处,造成这种泄漏要紧有以下几个缘故:
①从加工角度来说,关于冲压成型和冷煨、热煨成型的弯头,弯曲半径最大的一侧存在着加工减薄量:
②天然气流速较快,流经弯头时,对管壁产生较大的冲刷力,在冲刷力的作用下,管壁金属不断地被带走,壁厚逐步变薄,最后造成泄漏。
关于下游站场的弯头,由于上游的硫化铁铁粉等杂质跟随管线到达下游,这些杂质的存存,加速了磨损速度。
天然气站场排污管线靠近排污池的弯头最容易穿孔,这也是因为排污管线排污频繁、气质脏,靠近排污池的气流速度专门快,造成磨损严峻,因而造成穿孔泄漏。
此种情形差不多在多个站场都发生过,应给予重视。
③调压阀的阀体也是容易被刺坏的地点。
预防措施:
①周期性清管,减少硫化铁铁粉:
②依照下游用气量做好管道末端气量的储存,专门在冬季大气量来临之前,以备用气充分,幸免气流速度过快,导致管道里边扬尘,造成专门大的磨损。
③做好设计,弯头厚度要加厚。
3.2.4
振动引起的泄漏
管道的振动使法兰的连接螺栓松动,垫片上的密封比压下降,振动还会使管道焊缝内缺陷扩展,最终导致严峻的泄漏事故。
天然气管道振动的成因
①管线内压力脉动引起管道的振动
气流的脉动是引起灭然气管道振动的最要紧的缘故,存长输天然气管道上常用压缩机给大然气加压,压缩机周期性地、间歇地进气和排气,结果引起管路内气流压力的脉动,当脉动气流存管线内传播碰到弯头、变径管、汇管以及肓板等时,管道系统受到周期性的激振力,在激振力的作用下引起管道及其附属设备的振动。
②压缩机的振动引起管线的振动
当压缩机工作时,由于活塞组存在往复惯性力及力矩的不平稳、旋转转惯性力及力矩的不平稳、连杆摆动惯性力的存在以及机重视心的周期性移动等各种复杂合力的作用,使压缩机工作时产生气械振动,从而引起和其相连的管道的振动。
③风力引起的振动
当裸露的管子在受到风力时,会产生卡曼涡流效应,引起管子的振动。
所谓卡曼涡流足指当流体垂直于管子流淌时,在管子的背面将产生有规那么的涡流,因而显现交替的横向力,称为卡曼涡流。
④共振引起管道剧烈振动
当激振力的频率和管道以及设备的固有频率相同时,会引起管道和设备强烈的振动。
如:
卡曼涡流的频率、脉动流的频率以及压缩机的振动频率和管道的固有频率相同时,会产生共振,有可能引起管子和设备的破毁。
管道减振能够通过两条途径来解决:
①操纵管流的压力脉动。
②调整管系的结点,改变固有频率,减少振动,幸免产生共振。
3.3
螺纹泄漏
目前,天然气站场常采纳用的API锥管螺纹连接,锥管螺纹包括圆螺纹、偏梯形螺纹,设计锥度为1/8(半径方向),其密封是由内、外螺纹啮合的紧密程度决定的。
由于结构设计的缘故,啮合螺纹间存在一定的间隙。
圆螺纹要紧在啮合螺纹齿顶和齿底形成螺旋彤通道,偏梯形螺纹要紧在啮合螺纹导向面间,以及螺纹齿顶和齿底之间存在螺旋形通道。
由于泄漏通道的存存,严峻阻碍了API螺纹的密封性。
在名义尺寸下,圆螺纹齿顶和齿底之间的间隙为0.0762mm,偏梯形螺纹在齿导向面的间隙为0.025mm,远大于天然气分子直径。
因此从本质上讲,API螺纹不具备密封能力,其密封性是通过使用螺纹脂坦的一些固体物质(如铜、铅、锌和石墨等)来堵塞这些通道来获得的,或通过表面处理(如镀铜、锌、锡等软金属)来减小间隙。
要提高密封性能,必须有足够大的接触压力和足够小的螺纹间隙。
温度变化时,螺纹连接部位可能发生应力放松,也可能造成接触压力下降,使密封性能下降,振动也造成螺纹连接变松。
管螺纹密封的泄漏跟使用的密封材料有直截了当关系。
我国普遍使用铅油麻丝、聚四氟乙烯胶带密封。
铅油麻丝等溶剂型填料在液态时能填满间隙,固化后溶剂挥发,导致收缩龟裂,而且耐化学性能差,专门容易渗漏。
聚四氟乙烯胶带不可能完全紧密填充,调整时容易断丝,易堵塞管路阀门,而且聚四氟乙烯和金属磨擦系数低,管螺纹专门容易松动,密封成效也不是专门好。
为了减少螺纹连接泄漏,可采取以下措施:
①建议采纳具有弹性密封环结构的螺纹连接;
②关于主干线连接的地点,建议采纳焊接:
3.4
阀门泄漏
阀门由于受到天然气的温度,压力、冲刷、振动腐蚀的阻碍,以及阀门生产制作中存在的缺陷,阀门在使用过程中不可幸免的产生泄漏,常见的泄漏多发生在填料密封处、法兰连接处、焊接连接处、丝口连接处及阀体的薄弱部位上。
(1)连接法兰及压盖法兰泄漏,这种泄漏一样通过在降压的情形下,通过拧紧螺栓得以解决;
(2)焊缝泄漏:
关于焊接体球阀,有可能存在焊接缺陷,显现泄漏,这种泄漏专门少见。
(3)阀体泄漏:
阀体的泄漏要紧是由于阀门生产过程中的铸造缺陷所引起的,因此,天然气的腐蚀和冲刷造成阀体泄漏,这种泄漏常显现在调压阀上。
(4)填料泄漏:
阀门阀杆采纳填料密封结构处所发生的泄漏,长时刻使用填料老化、磨损、腐蚀等使其失效,通过更换填料或拧紧能够得以解决。
(5)注脂嘴的泄漏;
一
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