压力管道安全管理技术进展.ppt

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1、压力管道安全管理技术进展,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道 传统产品类型：长输管道、工业管道、公用设施管道 新型产品类型：非金属管道技术、深冷管道 技术发展状况：高强度材料、工况复杂、高效施工方法、腐蚀防护 我国目前共有压力管道约75万公里,其中: 工业管道20万公里 公用管道约20万公里 长输管道约5万公里（美国48万公里，俄罗斯30万公里） 集输管道约30万公里。,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道 从年建设第一条原油管道起到年，我国共建成油气管道公里，其中 原油管道公里 天然气管道公里 成品油管道公里 海底油气管道公里 基本上形成了横

2、贯东西、纵贯南北的管道运输网络。,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道 到2010年，我国的天然气骨干管网将由现在的2.8万公里发展到4.4万公里，达到“西气东输、北气南下、海气登陆、就近供应”的天然气供应目标，覆盖全国的主干天然气管网将基本建成。 而到2020年，我国天然气的使用量在一次性能源中所占的比例，将由现在的3%提高到10%。,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道 2007年8月27日，中国石油宣布西气东输二线走向初步确定，设计输气量为年300亿立方米，2008年2月22日，西气东输二线开工仪式在人民大会堂隆重举行，2010年建成投产；

3、 西气东输二线西起新疆霍尔果斯口岸，南至广州，东达上海，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、湖南、广东、广西、浙江、上海、江苏、安徽等14个省（市）自治区，管道主干线和八条支干线全长达9102公里，主干线管径1219毫米，设计压力1012兆帕、设计输气能力300亿立方米/年。,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道 压力管道与国民经济发展和人民群众生活密切相关，一旦发生爆炸或泄漏，不但影响经济发展和人民群众生活，往往并发火灾、中毒、环境污染等灾难性事故。 1994年3月至1995年3月，发生8起管道事故，死亡56人，伤150人，特别是济南、抚顺和马鞍山各发生1起

4、死亡10人以上的特大事故 2006年1月20日,中国石油西南油气田分公司位于四川省仁寿县的富加输气站发生一起压力管道爆炸特大事故，造成10人死亡，50人受伤。,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道,压力管道安全管理技术进展,一、压力管道基本状况概述 压力管道,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 （一）中华人民共和国安全生产法第三十条规定，特种设备目录由国务院负责特种设备安全监督管理的部门制定，报国务院批准后执行。 2004年1月国家质检总局依法制定了特种设备目录，并经国务院批准

5、后予以颁布执行（见国家质检总局国质检锅200431号） 。,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 压力管道 长输(油气)管道 输油管道 输气管道 公用管道 燃气管道 热力管道 工业管道 工艺管道 动力管道 制冷管道,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 （二）特种设备安全监察条例第二条，将压力管道与锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施一同纳入特种设备范围，由国务院负责特种设备安全监督管理部门负责实施安全监察。 压力管道，是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MP

6、a（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于的管道。,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 （三）国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定(国务院令412号)第249项规定，压力管道的设计、安装、使用、检验单位和人员资格认定等行政许可项目，由国家质检总局和县级以上质量技术监督部门负责实施。,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 （四）国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定(国务院令412号)第二条将压力管道和锅炉、压力容器等一并纳入此规定的调整

7、范围，发生事故将依法追究地方政府和负有监管职责相关部门的责任。,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 （五）国务院办公厅2001年关于质检总局的“三定”规定明确了锅炉压力容器安全监察局的职能，即负责实施对压力管道的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节和进出口进行监督检查。2003年，中央机构编制委员会批复锅炉压力容器安全监察局更名为特种设备安全监察局的通知中，又进一步明确了对压力管道的安全监察、监督职能。,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 （六）国务院办公厅转发公安部等8部门关于开展整治油气田及输油管道生产治安秩序专项行

8、动工作方案的通知（国办发200367号文）。该通知中对各部门的职责作了明确的表述。规定质检部门的职责是“会同有关部门加强对油气田、输油气管道企业的质量监督和安全监察”。,压力管道安全管理技术进展,二、将压力管道纳入国家安全监察的法律依据 综上所述，依据国家法律法规以及国务院 “三定”规定等，压力管道属于特种设备的一种（承压类），由质检部门对压力管道实施安全监察。 “企业是安全的主体责任人”,压力管道安全管理技术进展,三、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 一是立法不完善。特种设备安全监察条例于2003年3月11日颁布，并从当年6月1日起实施。该部条例将压力管道纳入特种设备范围，明确了安全监

9、管主体，但是由于当时的客观原因，没有将压力管道的设计、安装、使用三个环节的安全监督管理作出具体规定，因此压力管道安全监察工作难以全面、有效地开展。,压力管道安全管理技术进展,三、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 二是存在多头管理的情况。对于压力管道的安全监管在国务院办公厅有关的“三定”规定中是明确的，职责是清楚的，但在具体工作中仍然存在部门间交叉和多头管理的情况。,压力管道安全管理技术进展,三、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 三是历史欠帐多，基础薄弱。石油化工企业使用20年以上的管道,约占20%。油气田企业使用30年以上油气管道占20%以上。部分城市燃气管道（如东北地区）使用已达

10、55年。已建油气管道60%以上已进入事故多发期,由于安全管理基础差，安全投入不足，检验工作不到位，存在很多事故隐患。,压力管道安全管理技术进展,三、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 四是安全检测与评价技术的实际利用率尚不能满足压力管道安全的需要。尤其是在埋地管道检测技术、剩余寿命预测、安全评定、风险检验技术、压力管道安全状况监测、监控和事故应急救援、抢险抢修技术和完整性管理方面，这些支撑和指导企业设备维护管理的重要技术的应用，离生产实际的要求还有较大的差距。,压力管道安全管理技术进展,三、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 （一）积极促进立法，加快压力管道法规标准体系构建 国家质检总

11、局向国务院法制办积极汇报特种设备安全监察条例修订完善工作，国务院法制办予以高度重视，已将该条例修订工作纳入国务院立法工作计划。同时国家质检总局也在抓紧制定压力管道法规标准体系。,压力管道安全管理技术进展,三、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 （二）坚持双管齐下，生产环节抓“优生”，使用环节抓整治 坚持全过程安全监察的基本制度，对压力管道设计、制造、安装、检验等环节实施行政许可，从源头上严把安全质量关，为压力管道“优生”提供保障。 使用环节抓专项整治，组织普查，开展检验，掌握安全状况，消除事故隐患，落实使用单位主体责任，按照规定进行使用登记并逐步实现动态监管。,压力管道安全管理技术进展,三

12、、我国压力管道安全管理面临问题及发展方向 （三）坚持改革创新，发挥企业作用，实行科学监管 1对压力管道行政许可和使用、检验环节，在保证政府部门依法监管到位的前提下，充分发挥国有大型企业和检验机构的作用。 2根据压力管道系统性强，跨地域等技术特性和目前国内管理现状，对压力管道实行分类监察。国家质检总局直接负责国有大型企业运营的和跨省际长输管道的安全监察。省级质量技术监督部门负责工业管道、城市公用管道和省内长输管道的安全监察。 3借鉴国外工业国家的经验，积极推进开展基于风险的检验和完整性管理工作试点，实现科学监管。,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 城市煤气 天然气：压力、长

13、输 天然气 液化：深冷 大型化、高参数化、复杂化 大型化：新材料的使用、设计方法的变革、制造装备的要求、检验工艺的复杂、对运输和安装的要求。 高参数化：高温、高压、高腐蚀性、深冷 复杂化：地质结构复杂、操作复杂、破坏机理复杂 经济性的考虑：安全性和经济性的和谐统一。,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 实现本质安全 1失效模式 以失效模式为依据的设计 2检验 找出可能失效的位置及缺陷的性质和参数 3评价 基于风险的检验和完整性管理，实现科学监管。,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 实现本质安全 1失效模式 以失效模式为依据的设计 2检验 找出可能失效的

14、位置及缺陷的性质和参数 3评价 基于风险的检验和完整性管理，实现科学监管。,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 材料 随着承压设备行业的技术要求变化，材料工业的技术进展（热模拟、装备更新）以如下的特点： 更高：更高的纯净度、更高的质量要求、更高的极限使用条件 更强：强度、韧性(含氮的不锈钢、超高压容器、管道用钢) 更快：新材料的不断出现、复合材料的使用,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 更高： 更高的纯净度：EN 10028、GB/T 713、GB 19189 更高的质量要求: 晶粒度、各向同性、气体含量、J系数、X系数 更高的极限使用条件：温度、压力

15、、腐蚀性介质,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 更快：新材料的不断出现、复合材料的使用; ASME Codecase 2390-2规定了复合增强材料容器的结构设计制造检验要求。不完整的设计方法，没有包含任意缠绕角度的设计方法。,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 更强 强度：含氮的不锈钢、超高压容器用钢、高压管道用钢、热强度钢的使用(ASME Codecase 2127-3、Codecase 2504-1规定了含氮的奥氏体不锈钢的应用要求 )： 韧性：常规材料韧性指标、断裂韧性指标,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 材料技术进展所

16、带来的问题 新材料的允许使用程序：参数和曲线 新材料的适用范围问题：温度、介质、长期使用 成形技术：加工性、回弹、热加工技术 焊接方法：焊材和焊接方法配合 检测技术：方法和合格指标,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法 以失效模式为依据的设计方法： 非传统的本构关系 大规模数值分析 多物理场耦合分析 变设计安全系数的方法,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法 以失效模式为依据的设计方法： 短期失效模式（Short term failure modes）： 脆性断裂、韧性断裂、接头泄露、超量局部应变引起的裂纹形成或韧性撕裂、弹性、塑性或弹塑

17、性失稳 长期失效模式（Long term failure modes）： 蠕变断裂、蠕变-在机械连接处的超量变形或导致不允许的载荷传递、蠕变失稳、冲蚀、腐蚀、环境助长开裂 循环失效模式（Cyclic failure modes）： 扩展性塑性变形、交替塑性、弹性应变疲劳或弹-塑性应变疲劳、环境助长疲劳,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法,承压设备技术进展,四、现代压力管

18、道安全管理理念 设计方法 非传统的本构关系 各向异性的材料：复合材料、纤维缠绕容器 结构组合分析设计：法兰密封、多层壳体的接触问题 复杂结构的曲屈和后屈曲：大型结构的稳定性 组合结构的动力响应：地震响应、管道振动,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法 大规模数值分析 计算机硬件：大型计算机、并行计算系统 计算软件：强度、变形、稳定性、多物理场、流体、爆炸模拟仿真、碰撞模拟仿真,承压设备技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法 多物理场耦合分析 流固耦合问题：大型容器、移动容器、管道内流动 多相流问题：锅炉燃烧、流化床燃烧和反应 传热和传质问题：板式换热器、塔

19、板效率、分配器效率 冲击载荷：水锤现象、撞击,承压设备技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法 多物理场耦合分析,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 设计方法 变设计安全系数的方法 安全性和经济性：安全系数的降低并不直接影响安全性 实际工况和设计条件的差异：设计计算的精确程度 综合可靠性：材料、计算方法、制造质量、检验可靠性 风险工程的考虑因素：能量、后果、人的因素,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 焊接技术 焊接机械：计算机控制参数的等离子焊、激光焊等； 焊接辅助机械：全位置变位器、激光定位系统 焊接方法：多丝焊接。 层出不穷的焊材和焊剂。

20、总体发展趋势：提高效率、质量和改善劳动环境状况,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 检测技术 以计算机应用为代表的传统无损检测技术：RT实时成像技术；UT数字超声、TOFD ； 新兴的检测方法：电磁方法、红外方法、导波、远场涡流、声发射等； 缺陷评价技术：计算机辅助评价、多方法综合评价。 技术发展方向：模拟数字专家系统；提高检测的可靠性、提高效率；全面提高，重点在超声。,压力管道安全管理技术进展,四、现代压力管道安全管理理念 检测技术 以计算机应用为代表的传统无损检测技术：RT实时成像技术；UT数字超声、TOFD ；,可重复使用胶片数字成像射线检测技术(CR) 数字射线实时

21、成像检测技术(DR),压力管道安全管理技术进展,压力管道安全管理技术进展,是超声波检测方法的一种，使用微型探头阵列产生超声波束， 由电子控制每个阵列单元，通过单个阵列探头产生许多的波束。,压力管道安全管理技术进展,脉冲涡流腐蚀检测的基本原 理是一个外加的电磁脉冲信 号在金属内部可以产生一个 涡流信号，此涡流随着时间 的延长而逐渐消失，对于不 同厚度的金属材料，其持续 时间是不同的，通过测量持 续时间可以计算出金属材料 的厚度。,检测技术 新兴的检测方法：电磁方法、红外方法、导波、远场涡流、声发射等；,压力管道安全管理技术进展,检测技术 新兴的检测方法：电磁方法、红外方法、导波、远场涡流、声发射等；,压力管道安全管理技术进展,五、未来压力管道安全管理技术展望 国家完善安全法规和技术标准 建立企业安全主体责任、国家监督的体制 实现压力管道的完整性管理和基于风险的检验 科研投入，出现更加先进的在线检测技术和评价技术,压力管道安全管理技术进展,谢谢！ 问题？,