파이프 및 부속의 고장 형태 및 원인
파이프와 부속은 압력관의 주요 구성 요소로서 압력관의 안전한 작동에 매우 중요합니다. 주요 실패 형태는 변형, 변위, 진동, 심각한 벽 두께 감소, 균열 및 용접 결함입니다. 이러한 고장은 파이프를 손상시킬 수 있으며, 심지어는 누출, 폭파관, 파열 등 각종 사고를 일으킬 수도 있다. 따라서 파이프와 부속의 고장을 효과적으로 탐지하고 모니터링해야 합니다.
(1) 파이프 및 부속의 고장 형태.
① 변형. 압력 파이프 설치, 시공 및 장기 사용 중 외부 힘, 지질 재해 등으로 인해 파이프가 구부러지거나 파이프가 서로 충돌하거나 파이프가 인접한 장비와 충돌하여 붕괴, 드럼 가방 등의 비정상적인 변형이 발생하며, 심각한 경우 파이프의 정상적인 안전 작동에 영향을 줄 수 있습니다. 파이프와 부속의 심각한 변형은 거시검사를 통해 발견할 수도 있고, 파이프 변형 탐지기 등의 설비를 통해 감지할 수도 있다.
② 변위. 여기서 말하는 변위는 파이프 안전에 악영향을 줄 수 있는 큰 변위입니다. 파이프 변위가 크면 인접한 파이프에 영향을 주거나 인접한 건물 구성요소의 영향으로 막히거나 민감한 장비에 더 큰 추가 외부 힘이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 파이프 선반의 파이프는 측면 변위가 커서 인접한 파이프에 영향을 줍니다. 파이프 선반의 파이프 축 변위가 커서 파이프 선반이 빔 밖으로 미끄러졌습니다. 빔에 인접한 파이프의 큰 측면 변위는 빔에 의해 차단되어 파이프의 열 변위가 차단되거나 열팽창이 다른 쪽 끝의 브래킷 또는 장비로 전달됩니다. 민감한 장비에 연결된 파이프는 변위가 커서 장비에 대한 파이프의 추가 응력이 초과되어 해당 장비가 제대로 작동하지 않거나 손상될 수 있습니다.
③ 기계적 진동. 기계적 진동이란 물체가 균형 (또는 평균) 위치 부근의 왕복 운동을 가리킨다. 석유화학공장에서는 왕복식 압축기와 왕복펌프의 수출입 파이프의 기계적 진동 외에도 다음 파이프의 기계적 진동, 즉 2 상 유동 매체의 플런저 흐름으로 인한 파이프 진동이 자주 발생합니다. 매체 워터 해머 효과로 인한 파이프 진동; 매체의 소용돌이 자극에 따른 파이프 진동: 원심기계의 균형이 좋지 않아 발생하는 파이프 진동 풍하중에 의한 파이프 진동; 지진 하중으로 인한 파이프 진동; 잠깐만요. 이러한 파이프의 진동은 정상적인 작동 조건에서 피할 수 없는 기계적 진동이 아니라 부적절한 설계, 부적절한 작동 또는 자연 요인으로 인한 기계적 진동이라는 공통된 특징을 가지고 있습니다. 이러한 진동은 공사상 유해하며 파이프와 관련 기계의 정상적인 작동에 영향을 줄 수 있으며, 심지어 매체 누출, 파이프 피로 파괴, 화재 등 중대한 사고를 초래할 수도 있다. 진동으로 인한 손상을 피하기 위해서는 적절한 조치를 취해야 한다.
④ 관벽이 심하게 얇아졌다. 압력 파이프에서 미디어의 장시간 고속 흐름은 파이프와 부속의 내벽을 얇게 하거나 밀봉 쌍을 손상시켜 압축 강도와 밀봉 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 동시에, 파이프의 방부층이 파괴되면 매체 종합작용으로 인한 균일 부식이 발생하기 쉬우므로, 파이프의 벽 두께는 사용 시간이 길어짐에 따라 계속 얇아진다. 또한 방부층의 국부 손상으로 인해 파이프의 국부 부식이 발생할 수 있어 파이프의 부식 속도를 높이고 파이프의 수명에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 파이프의 벽 두께가 일정 값으로 감소하면 파이프는 하중을 견디기 어려워집니다. 즉, 강도가 부족하여 파이프가 손상됩니다.
⑤ 균열. 압력 파이프는 작동 중에 피로, 응력 부식, 수소 부식 및 동적 하중의 작용을 받으며, 시간이 지나면 미세 균열이 생겨 거시적 균열로 확장됩니다. 균열은 압력 파이프의 심각한 결함 중 하나입니다. 균열이 급속히 확대되면 효과적인 조치를 취하지 않으면 폭발 사고가 발생하여 일련의 심각한 결과를 초래할 수 있다. 균열의 주요 원인은 다음과 같습니다. 첫째, 파이프 압연 및 용접 잔류 응력으로 인한 균열 두 번째는 파이프의 사용 중 피로, 부식 및 진동으로 인한 균열입니다. 셋째, 파이프 압력과 빈번한 온도 변동으로 인한 균열. 일반적으로 금이 간 직후 기존 압력관을 폐기할 필요는 없습니다. 일반적으로 균열 진전 및 최종 파단 조건을 평가하여 잔여 수명을 계산할 수 있습니다. 파이프는 남은 수명 동안 안전하다.
⑥ 용접 결함. 부속 용접의 외관 품질이 기준을 초과하여 주로 용접 금속 편경사, 비관통, 물린 모서리, 용접종, 모재 (특히 합금 모재) 에 튀는 등 주로 나타납니다. 이러한 용접 결함은 용접 조인트의 성능에 영향을 주어 파이프의 안전을 위태롭게 합니다.
(2) 파이프 및 액세서리 고장의 원인. 압력관 부속이 실패하는 데에는 여러 가지 이유가 있으며 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다.
① 기계적 손상. 기계적 손상에는 주로 크리프, 피로 및 외부 손상이 포함됩니다. 5 장에서 설명한 바와 같이 웜 변형은 고온과 응력의 장기적 작용으로 금속 재질이 느린 소성 변형이 발생하는 현상입니다. 금속 재질의 웜 변이 과정에서 결정계에서는 원형 또는 쐐기 구멍이 점차 형성되고 구멍의 성장과 상호 연결로 인해 결정립을 따라 크립 미세 균열이 형성되어 거시적으로 금속 재질의 전환 변형을 나타냅니다. 압력과 온도 이상 변동의 영향으로 관벽 응력 값이 증가하거나 재질 역학 성능이 저하되어 웜 변형의 원인이 됩니다. 고온과 응력의 작용으로 금속 재료의 웜이 발생하는 것은 절대적이다. 그러나 크리프에 의한 파이프의 파괴는 느리고 장기적인 과정으로, 파이프의 예상 서비스 수명 후반에 파괴가 점차 나타난다.
파이프가 장기적으로 크기와 방향이 시간에 따라 주기적으로 변하는 교변 하중을 받으면 피로 균열 핵이 형성되고 점차 확대되어 결국 파이프 파열 등의 사고가 발생할 수 있다. 파이프의 교변 하중은 주로 몇 가지 이유가 있다. 첫째, 파이프가 반복적으로 압력을 가해 감압하고 간헐적인 수송 매체를 통해 온도를 낮추는 것이다. 둘째, 작동 중 압력 변동이 크다. 셋째, 작동 중 온도 주기성 변화로 인해 파이프 벽에 반복되는 온도 응력 변화가 발생합니다. 넷째, 다른 장비와 브래킷의 교변 외력과 강제 진동으로 인해. 반복 교번 하중의 경우 파이프 형상의 불연속적인 부분과 용접 근처에 응력 집중이 있어 재질의 항복 한계에 도달하거나 초과할 수 있습니다. 이러한 응력이 번갈아 로드 및 언로드되면 응력이 가장 큰 입자가 소성으로 변형되어 미세 균열로 발전합니다. 응력 순환이 변화함에 따라 미세 균열이 점차 증가하여 결국 효력을 잃게 됩니다.
외부 손상은 파이프 및 부속에도 심각한 영향을 미칩니다. 지진, 강풍, 홍수, 낙뢰 등 자연재해는 파이프의 기계적 손상을 초래할 수 있고, 집게 눌린 자국과 같은 기계적 손상은 파이프의 부식 등을 악화시킬 수 있으며, 인위적인 손상은 파이프 누출, 튜브 폭발 등 심각한 사고의 원인 중 하나이다.
② 부식. 압력 용기는 부식될 수 있으며 부식도 파이프 손상의 중요한 원인 중 하나입니다. 파이프 부식은 파이프가 내부 매체, 외부 환경 및 응력의 작용으로 화학 또는 전기 화학 반응이 발생하여 파이프가 퇴화되거나 실효되는 현상을 말합니다. 때때로 불합리한 조작은 매체 농도의 변화를 초래하여 부식 손상을 가중시킬 수 있다. 지속적인 부식은 파이프의 벽 두께를 심각하게 낮추고 심지어 파열시킬 수도 있다. 압력 파이프 부식 부위에 따라 외부 부식과 내부 부식으로 나눌 수 있다. 부식의 손상 정도에 따라 파이프 부식은 전체 부식 (균일 부식), 부분 부식 (점식) 및 응력 부식으로 나눌 수 있습니다. 그중에서 응력 부식은 왕왕 갑자기 발생하는데, 아무런 징조도 없기 때문에 피해가 더 크다.
응력 부식 균열과 균열은 인장 응력과 부식 매체의 공동 작용에 따른 파이프의 파괴로, 파이프의 생산 과정, 사용 전, 심지어 가공 성형 과정에서도 발생할 수 있으며, 파이프 부식의 주요 원인 중 하나입니다. 응력 부식 균열은 종종 파이프의 세로 틈새와 링 틈새에서 발생하며, 종종 심각한 점식 및 기타 일반 부식을 동반한다. 매체 외에 응력 집중의 존재가 응력 부식의 주요 원인이다. 응력은 직선화, 경화 및 굽힘으로 인한 잔류 응력, 설치 불량으로 인한 구조 응력 및 용접 시 열 분포가 고르지 않은 용접 응력으로 구성됩니다. 대량의 통계에 따르면 가공과 용접 잔여 응력으로 인한 사고는 파이프 응력 부식 사고 총수의 80% 이상을 차지한다. 실제 작동에서 볼 때 튜브는 응력 부식 파괴에 취약하지만 두꺼운 벽 파이프는 쉽게 끊어지지 않습니다. 이는 같은 조건에서 튜브가 변형된 후 발생하는 잔류 응력이 일반적으로 두꺼운 벽 파이프보다 크기 때문일 수 있습니다.
③ 디자인과 재료 선택이 불합리하다. 압력 파이프 설계가 불합리하고, 제조 및 시공 과정의 결함 (예: 파이프 유연성 불합격, 부적절한 재료 선택 또는 원시 결함, 부적절한 용접 또는 야금 초과 등) 은 재질 성능의 저하, 손상 또는 파열을 초래할 수 있으며, 파이프의 일부 부분에 큰 응력이 발생할 수 있으며, 이로 인해 파이프 라인의 낮은 응력 취성 파열이 발생하여 결국 압력 파이프 실패를 촉진하여 심각한 사고를 초래할 수 있습니다.
④ 운영 및 유지 보수 오류. 압력 파이프가 조작 절차를 위반하면 과압, 과열, 부식 매체 초과, 압력, 온도 맥동 이상 등 실제 작업 조건이 악화됩니다. 작동 온도가 낮으면 재질의 인성과 허용 임계 균열 크기가 줄어들어 파이프의 취성이 손상될 수 있으며, 온도가 너무 높고 압력이 너무 크면 파이프 접합이 누출될 수 있습니다. 파이프 라인의 심각한 결함이나 손상은 탐지될 수 없거나 과학적 평가가 부족하거나 불합리한 수리 기술로 인해 새로운 결함과 손상이 발생할 수 있으며, 이로 인해 압력 파이프 라인의 실효가 발생하여 사고가 발생할 수 있습니다.
위의 네 가지 원인은 단독으로 작동하거나 함께 작용하여 파이프가 무효가 될 수 있습니다. 또 현재 밝혀질 수 없는 미지의 원인들이 있어 파이프와 부속의 실효를 초래할 수 있어 실제 공사에서 각별한 주의가 필요하다.
플랜지 및 밸브 고장 형태 및 원인
플랜지와 밸브는 압력관의 중요한 부분이며, 그 무결성은 압력관의 안전한 작동에도 중요한 의미가 있습니다.
플랜지의 경우 주요 실패 형태는 고온에서의 응력 완화로 인해 플랜지 입구와 플랜지 표면이 비정상적으로 뒤틀리거나 변형되는 것입니다. 연결 볼트와 같은 조임쇠가 불완전하거나 조임쇠가 느슨하거나 부식되면 플랜지 실패 및 파이프 누출이 발생할 수 있습니다.
(1) 밸브의 경우 고장 중 하나는 밸브가 막히는 것이다. 주된 원인은 제어 통로가 잡동사니에 의해 막히는 것이다 (통로가 작아서 막히기 쉽다). 녹이 슬어서 피스톤이 가장 높은 위치에 끼었다. 상반부는 힘을 받지만 아래로 이동해서는 안 되고, 메인 채널을 열 수 없다.
(2) 두 번째 고장은 밸브 직통으로 감압작용이 없다. 그 이유는 피스톤이 특정 위치 (가장 높은 위치 아님) 에 붙어 있기 때문입니다. 주 밸브의 밸브는 가이드 구멍의 한 위치 (닫힌 위치 아님) 에 끼워져 있습니다. 주 밸브 디스크 하부 스프링 파손 또는 고장; 펄스 밸브의 밸브는 밸브 구멍 내의 한 위치 (닫힌 위치 아님) 에 붙어 항상 압력을 받고 있습니다. 주 밸브와 주 밸브의 두 밀폐면 사이에 때가 끼거나 긁혔다. 다이어프램은 피로 또는 손상으로 인해 실패했습니다.
(3) 세 번째 고장은 밸브 후 압력을 조절할 수 없다는 것이다. 위의 요인 외에도, 그 이유는 다음과 같습니다: 조정 스프링 고장; 병뚜껑 접합부에서 물이 새서 압력을 유지할 수 없다.
위의 세 가지 장애 외에도 밸브 후 압력 맥동 변동이 매우 불안정하다는 현상이 있습니다. 이는 입력 매체와 출력 매체의 차이가 너무 커서 같은 밸브 지름의 밸브를 다시 선택해야 하기 때문이다. 밸브 후 압력이 불안정한 또 다른 이유는 조정 스프링 선택이 부적절하다는 것이다.
행거의 고장 형태와 원인
행거는 압력 파이프의 주요 지지 장비로, 그 주요 고장은 다음과 같다.
(1) 스프링 행거의 작동 높이가 설계 값과 일치하지 않습니다. 즉, 파이프의 실제 변위는 이론적으로 계산된 변위와 다릅니다. 이는 파이프 주위에 파이프의 자유 열팽창을 방해하는 조건이 있기 때문일 수 있습니다. 또는 파이프 설계 중 계산 오류가 발생했습니다.
(2) 베어링 시트가 비어 있습니다. 이는 펌프의 수출입 파이프 세그먼트와 파이프가 탑을 따라 설치된 수평 세그먼트에서 자주 발생합니다. 생산 과정에서 온도 상승이 변하면 장비 자체가 일정한 변위를 발생시켜 파이프의 변위를 유도하여 베어링 시트가 비게 됩니다.
(3) 가이드 브래킷이 붙어 있거나 손상되었습니다. 디플렉터가 파이프의 큰 측면 변위에 노출되면 디플렉터가 카드 또는 손상될 수 있습니다.
(4) 파이프 지지대가 아래로 미끄러진다. 시공 시 파이프 선반의 스케이트 보드 길이가 너무 짧거나 설계 시 고려되는 파이프 축 변위가 너무 작을 경우 파이프 선반이 지지 빔에서 미끄러져 장비가 다운될 때 파이프를 재설정할 수 없게 되어 파이프 또는 지지 빔이 손상될 수 있습니다.
보안 액세서리의 고장 형태 및 원인
안전액세서리도 압력관에 없어서는 안 될 부품이며, 주로 압력계, 안전밸브, 폭파판이 포함되어 있어 비상시 압력관 설비를 보호한다.
(1) 압력계의 고장은 일반적으로 지시기 고장, 눈금이 불분명, 접시유리 파열, 압력 완화 후 포인터가 0 으로 돌아가지 않음, 테이블 내 스프링 튜브 누출 또는 압력계 포인터가 느슨함, 포인터 파손 또는 케이스 심각한 부식 등이 있습니다.
(2) 안전 밸브의 주요 고장은 납봉이 손상되거나 녹이 슬거나 합격검사 기간이 지났다는 것이다.
(3) 폭파판의 주요 고장은 설치 방향이 잘못되었거나 폭파 압력과 온도가 사용 요구 사항을 충족하지 못하는 등 비정상적인 경우입니다.
안전 액세서리의 고장은 주로 계기 선택이 부적절하거나, 사용 시간이 길거나, 런타임 근무 조건이 매우 열악하기 때문이다.
또한 안전한 생산을 보장하고 운영자의 노동 강도를 줄이기 위해 현대화공 설비에는 이미 자동제어 시스템이 적용되었거나 기존 화공 설비를 자동으로 제어하고 개조하여 많은 센서와 자동제어 구성 요소 (예: 디스플레이용 원격 터미널) 를 사용했다. 여러 가지 이유로, 사용 후 이러한 센서와 제어 부품도 고장이 나거나 데이터가 정확하지 않을 수 있습니다. 원인 중 일부는 이전 테스트 장비와 관련이 있을 수 있지만 대부분 다양한 생산 및 환경 요인과 관련이 있을 수 있습니다. 편폭의 제한으로 관련 문제는 전문 서적을 통해 이해해야 한다.