（中国石油化工股份有限公司石家庄炼化分公司，河北石家庄，050099）

摘 要：炼化装置小接管在使用过程中易发生故障，给装置安全运行带来威胁。本文分析了小接管在设计、安装、检验、使用管理等环节上存在的不足，并归纳总结了相应的改进措施。尤其是在使用管理阶段，采取基于风险分级管控的方法，加强小接管的风险分析、检查、检验及问题处理，有助于降低小接管出现故障的可能性，为装置长期、稳定、安全运行提供保证。

关键词：炼化装置 小接管 管理 风险分级 检验

前 言

一直以来，炼化装置对设备的管理重点往往放在本体上，对与设备相连接的小接管在设计、安装、检验、使用管理等环节中往往未给予足够的重视。而恰恰是这些小接管在使用过程中易成为薄弱点。由于这些小接管处于第一道阀门内侧，一旦发生故障，处理起来困难较大，且安全风险较高。因此，预防和应对这些小接管存在的安全风险就成为了保障装置安全生产的一个不可忽视的方面。

1 小接管的定义

小接管是指在设备本体或管道上采用焊接连接的DN40及以下的支管结构，包括直接焊接支管，以及采用半管接头（加强管嘴或半管箍）、支管座（管台）或三通连接的支管结构。

2 小接管在设计、安装、检验、使用管理阶段存在的不足

2.1设计阶段

对于压力容器上≤DN50的小接管，已广泛采用长高径法兰（LWN）型式^[1]，但仍有一部分小接管为直接开孔焊接型式。按照《GB150压力容器》中4.5.1焊接接头分类，接管与壳体连接的接头属于D类焊接接头；对于公称直径≥DN250mm的接管与接管对接接头和接管与高颈法兰的对接接头有明确的无损检测要求^[2]，对于公称直径＜DN250mm的接管与接管对接接头和接管与高颈兰对接接头的检测要求则按设计文件规定，而设计文件中常常对D类焊接接头没有明确要求。

对于压力管道上的小接管，设计考虑了支管座、半管接头和三通等连接方式，但也存在支管与主管直接焊接连接的情况。按照《GB20801压力管道规范工业管道》中检查范围和验收准则的要求，对于被划分为Ⅳ、Ⅴ级的只进行目视检查或小比例的检验。而且按照2014年版特种设备目录规定，公称直径＜DN50mm管道不属于压力管道。这样可能会导致一些压力管道小接管或不属于压力管道的小接管在设计过程中被忽略监管。

2.2安装阶段

小接管在安装阶段存在的风险一方面源于设计文件中对上述焊接接头、小接管型式等要求不高、不明确；另一方面在于一些承插角焊缝、对接焊缝为现场手工焊接，受焊工技术水平、现场条件、天气环境等影响较大，检测、检验比例较低，有些缺陷不能及时发现。

2.3检验阶段

压力容器定期检验项目以宏观检验、壁厚测定、表面缺陷检测、安全附件检验为主。其中，壁厚测定时要求测定位置应当有代表性，有足够的测点数，厚度测点位置选择要包括接管部位；表面缺陷检测时接管角接接头应当重点检测。但定期检验仍然是以容器本体为主，对小接管的测厚、表面缺陷检测未必全面。

压力管道定期检验项目厚度测点位置选择要包括支管连接部位；对弯头(弯管)、三通和径管等的测定抽查比例见下表：

表1

检验人员认为有必要时，对支管角缝等部位进行外表面无损检测抽查。由此可见，压力管道定期检验时同样对小接管没有太多要求，对小接管检验不够全面。

2.4使用管理阶段

2.4.1小接管台账不完善

炼化装置小接管数量较多，台账建立不完善，比如：内容不全，只统计了容器的小接管，管道、大机组、机泵附属小接管未涵盖；小接管介质危害性、腐蚀风险、保温情况、振动情况、是否盲端等信息统计不全。这样，就会造成小接管管理存在一定缺失，小接管风险评价不准确等问题。

2.4.2小接管日常运行状态不佳

小接管与设备本体在同样的介质环境下工作，但由于直径较小或处于盲端，小接管的内部流速过高或过低，容易冲刷或积存污垢、铁锈或积液，形成更加恶劣的腐蚀、冲刷环境^[3]；人工焊接的小接管与设备本体的内部接触位置可能缺陷，易形成局部腐蚀环境或薄弱点；小接管在运行中长时间处于振动状态，容易产生接管根部疲劳；小接管附近框架、支撑、设备、管道等布置不合理或变形，可能会对小接管施加挤压外力，导致小接管变形甚至开裂；部分小接管外保温层破损，雨水易渗入并积存，小接管易受温差、水汽腐蚀等因素影响而造成开裂、泄漏^[4]。

小接管内部腐蚀案例见下图：

图1

小接管疲劳断裂案例见下图：

图2

小接管外保温层下腐蚀案例见下图：

图3

2.4.3小接管日常检查不到位

由于小接管台账涵盖不全，日常检查自然不会到位；小接管信息统计不全，风险评价不准确，日常检查频次、检查内容可能会出现不足；有的小接管位置逼仄，造成日常检查不便或检查遗漏；一些试压留下的小盲头可能包在保温里，容器备用小接口、工艺上不常用的小短节、扫线盲头等加盲板后时间太久易被忽视。另外，小接管日常检查不仔细、使用检查方法简单、检测不全面等也会为小接管的管理留下风险。

3 小接管管理改进

3.1设计阶段

小接管尽可能采用支管连接管件与主管焊接的形式进行连接，尽可能采用对接焊接，减少角焊缝，避免直接焊接小接管；存在振动工况的小接管，应设计可靠的支撑结构；设备和管道设计时，设置的小接管数量应尽可能少；小接管设置位置应考虑与附近平台、框架、管道等的膨胀变形距离；小接管位置考虑检查、操作的便捷性，减少设置在平台下、裙座内等情况；可能存在保温层下腐蚀的小接管外部采取涂料防腐措施。

3.2安装阶段

直接支管、支管座、三通与设备、主管道的焊接选用全焊透结构；支管连接管件需现场加工坡口的，不应采用热加工方式；小接管施焊前必须编制焊接工艺卡，焊接前进行技术交底；尽可能在预制阶段完成开孔；无法进行背面清根的支管接头，应采用氩弧焊打底；小接管焊接工艺及验收要求应与主管道要求一致，至少不低于主管道要求；小接管安装时应当设置必要支架，并固定牢固；小接管部位的防腐保温作为施工质量检查的重点内容，保温结构确保不能进水。

3.3检验阶段

小接管的检验纳入压力容器、压力管道全面检验方案中；检验方案应至少包括：小接管基本情况及检验范围，检验项目、检测方法、检测比例或检测数量等；小接管阀（或法兰）前对接焊缝应100%射线探伤，角焊缝应进行100%的渗透或磁粉探伤，合格级别应与设备或主管道相同。

3.4使用管理阶段

3.4.1小接管台账完善

按照小接管定义完善小接管台账，涵盖容器、管道、转动设备附属接管等，避免遗漏。台账中要列清楚小接管的规格、连接方式、材质、投用时间、介质、操作温度、操作压力、存在的腐蚀风险、是否存在流动死区、是否存在疲劳工况、有无保温等^[5]，以利于后续开展小接管风险评价。小接管台账示例如下表：

表2

3.4.2小接管风险评价

小接管台账完善后，参照《GB/T26610承压设备系统基于风险的检验实施导则》对小接管进行风险评价。首先对小接管失效可能性进行打分，按分数高低分为1、2、3级；再依据设备分级对失效后果进行分级，分为A、B、C级；然后按照小接管风险等级矩阵图确定小接管的风险等级，如下图：

图4

对小接管失效可能性进行打分时，要考虑几个方面：设备损伤模式、小接管专项失效规律、检查检测问题等。其中，设备损伤模式主要有：减簿；环境开裂；材质劣化；机械损伤。减薄主要是内部均匀腐蚀、点蚀、冲蚀，外部大气腐蚀、保温层下腐蚀等；环境开裂主要有应力腐蚀开裂、氢致开裂、连多硫酸开裂、氯化物开裂等；材质劣化主要有高温氢损伤、石墨化、σ相脆化、回火脆化、渗碳等（一般与主体设备共同考虑，不单独作为小接管风险评价的内容）；机械损伤主要有疲劳、应力或蠕变破裂、过载等。小接管专项失效规律主要考虑流动死区、疲劳工况、使用年限、连接方式等。检查检测问题主要考虑宏观检查，厚度、裂纹检测结果等。基于上述设备损伤模式、小接管专项失效规律因素编制小接管失效可能性打分表如下：

表3

然后，结合检查检测问题对失效可能性分值进行加分调整，如下表：

表4

按照上述两表对小接管失效可能性进行打分，得到的分值对应不同的失效可能性级别如下：

表5

对小接管失效后果的分级直接引用了所属主体设备或管道的级别。设备或管道的分级是按照《炼化企业设备分级管理程序》要求，从设备对生产过程的重要性、设备维修费用、设备故障后果安全及环保危害性、设备维修复杂程度及故障频次等方面分配不同权重进行打分分级的，共分为A、B、C三级，其中A类为关键设备、B类为主要设备、C类为一般设备。

3.4.3小接管使用管理中的检查检测

在对小接管进行风险评价确定其高、中、低风险等级后，按照下表要求进行检查检测：

表6

对于存在腐蚀风险的小接管，停车检测时主要采用超声测厚和宏观检查等方法，在线检测时主要采用超声测厚、脉冲涡流、宏观检查、红外成像等方法；对于存在应力腐蚀、疲劳等开裂风险的小接管，停车检测和在线检测时都主要采用磁粉、渗透、射线、相控阵、宏观检查等方法。

宏观检查时，主要检查接管及其焊缝有无腐蚀、裂纹、泄漏、鼓包、变形、机械接触损伤，支承件变形、开裂，防腐层的破损、剥落，隔热层破损、脱落、潮湿等；检查小接管支架支撑刚度和强度是否足够、主管和支管是否存在振动；小接管与设备、建构筑物间距是否存在膨胀收缩位移受限等。采用磁粉或渗透的方法可以检测表面裂纹（不锈钢不适合磁粉检测，可采用ACFM交变电磁场检测）；采用相控阵的方法可以检测外径32mm以上小接管角焊缝及热影响区裂纹。

3.4.4小接管问题处理

小接管根部防腐层脱落或轻微腐蚀的应进行重新除锈防腐；对检测发现的薄弱部位，进行包盒子、补强、更换或停工处理；利用检修时机对高风险部位进行材质升级或更换为厚壁管；拆除设置不合理或多余的小接管^［6］；具备拆除小接管保温条件的，应尽量拆除保温；悬臂过长或振动大的小接管，应增加固定支撑和管卡。

日常生产中发现小接管问题后，在未有效或彻底解决之前，应列出巡检监护表格，属地人员应定期巡检和监护，直到问题彻底解决，同时对问题和解决方案记录并归档。

对已更换的小接管，分类选取典型试样分析失效原因^［7］；建立小接管故障档案库，对同类故障的处理方法发挥指导作用，缩短今后处理故障的时间。

4 结语

炼化装置容器、管道上的小接管在设计、安装、检验、使用管理阶段均存在不同程度的风险，易发生腐蚀、裂纹、泄漏等故障，可能会导致严重后果。因此，必须对小接管管理提高重视程度，从设计、安装、检验、使用管理等全过程采取相应措施，降低小接管使用的风险。尤其是在使用管理阶段，采取基于风险分级管控的方法，加强小接管的风险分析、检查、检验及问题处理，降低小接管出现故障的可能性，为装置长期、稳定、安全运行提供保证。

参考文献

［1］周宝林,迟永春,陈罡.气液分离罐液位计接管泄漏分析［J］.中国特种设备安全,2019,9:75-78.

［2］刘民.石化装置压力容器、压力管道小接管隐患及管理［J］.石油化工设备,2012,3:94-96.

［3］刘栋.在用工业管道定期检验对小接管及接管角焊缝进行测厚和无损检测的必要性［J］.特种设备安全技术,2016,4:28-29.

［4］张秉乾.炼化装置压力管道小接管隐患分析及检测［J］.华东科技:综合,2021,9:292-292,305.

［5］钟名丽,马斌,张晓玲.炼化小接管信息化管理解决方案探析［J］.中国设备工程,2021,12（下）:16-17.

［6］胡永.压力管道小接管隐患分析及管理对策［J］.广东化工,2016,3:105-105,110.

［7］沈炳生,陈秋菊,吕忠,王永民,任新广.设备及管线小接管隐患治理［J］.中国设备工程,2014,05:66-67.

第一作者简介：陈俊芳（1981-），男，河北经贸大学工程管理硕士，现在中石化石家庄炼化分公司从事设备管理工作，高级工程师，河北省石家庄市裕华区石炼路1号石家庄炼化分公司。