浙江至德鋼業有限公司針對不銹鋼焊接鋼管在進行靜水壓崩面密封試驗時發生密封圈爆裂的可能性大，危害后果嚴重的現狀，分析了導致端面密封圈爆裂的多種原因，提出了通過保證密封圈質量．改善密封效果、液只；致字控鑰系統程序保護、安裝防護罩等措施．降低密封圈爆裂、崩飛|#故的發生頻率及危，吝后果．確保不銹鋼焊接鋼管靜水壓試驗工藝安全。不銹鋼焊接鋼管作為主要的長距離高壓輸油、輸氣管線管，其口徑大，承斥能力強，焊縫焊接質量要求高。靜水壓密封試驗是不銹鋼焊接鋼管經成型、焊接、擴徑工藝后一道重要工序，其關鍵設備是水壓試驗機，通過向鋼管內注水、加壓、保壓等過程來檢測不銹鋼焊接鋼管在規定的試驗壓力下焊縫是否存在泄漏或滲漏現象，鋼管是否出現變形和破裂。良好的端部密封是鋼管進行靜水壓試驗的先決條件，目前鋼管靜水壓試驗端部密封主要有端面密封和徑向密封兩種形式，根據API 5L標準、DNV標準、GBtT 9711.1、、CBff 9711.2等不同標準及合同要求，不同口徑、壁厚、鋼級的UOE焊管需要在不同的測試壓力下進行靜水壓試驗，X70、X80鋼級的不同規格的不銹鋼焊接鋼管靜水壓試驗測試壓力一般設定在20MPA左右，采用端面密封圈密封。

一、密封圈爆裂事故后果

  靜水壓試驗增壓和保壓過程中，相對徑向密封，端面密封圈發生爆裂的可能性較大，一旦密封隧爆裂，碎片獲得瞬間沖量而產生較大動能，危害性極大。據調查，國內外不銹鋼焊管廠家均發生過鋼管水壓試驗密封圈爆裂、崩飛的事故，密封圈碎片擊穿屋頂、打碎玻璃、擊中設備，在沒有遇到阻擋物的情況下，碎片將飛散到相當遠的區域，在此區域的工作人員存在人身傷亡的風險不銹鋼焊接鋼管生產效率高，靜水壓試驗頻繁，測試壓力高，密封圈承受的壓強大，受力面積大，端面密封要求高。相對無縫鋼管及ERW焊管。UOE焊管在進行靜水壓端面密封試驗時發生密封圈爆裂的可能性更大，危害后果更嚴重，必須對端面密封圈爆裂原因進行分析并采取有效措施預防事故的發生，確保工藝安全。

二、端面密封圈爆裂

  1. 不銹鋼焊接鋼管靜水壓端面密封試驗過程

  密封圈端面密封如圖所示。通過橫移輥道和升降托輥鋼管被送至試壓中心，排氣小車前進，根據測長所得數據小車到達極限位置后，插銷缸伸出，排氣小車停止前進。排氣頭前進，鋼管進入充水頭密封工具前，開始減速，到達位置后，排氣頭停止前進。管子從排氣頭沿軸向推行的同時，充水頭側可移動的工具固定裝置由液壓缸將充水頭向前推進，從而保證兩側管端與密封圈緊靠密封。試壓時，必須保證密封圈與管端接觸緊密，保證接觸位置合理，防止密封圈受力不均或被管端局部壓潰產生撕裂、碎片崩飛。密封圈壓板僅起到定位、固定密封圈的作用，密封圈爆裂產生的沖擊力足以崩斷壓板螺栓導致壓板脫落，碎片飛散。

  2. 密封圈爆裂原因分析

    a. 密封圈有質量缺陷

     不銹鋼焊接鋼管口徑大、具有一定壁厚、靜水壓試驗測試壓力高、充水多，端面密封網的質量缺陷可能導致試壓時密封圈的爆裂。首先，在試壓時，端面密封圈將承受端面高壓水壓力、來自內圈的徑向高壓水壓力以及鋼管端面的擠壓力，如果密封圈在材質上的抗擠壓、抗拉仲、抗剪切性能不夠高，必然發生爆裂；其次，密封圈具有—定的使用壽命，多次使用后各項力學性能會產生衰減，存放、搬運等過程中也可能對密封網產生沖擊，水壓時，鋼管管端直接接觸密封嘲，端部的毛刺、飛邊會劃傷密封圈，同時在密封圈上產生壓痕。

    b. 密封圈結構、尺寸不合理

    密封圈結構、尺寸不合理可能間接導致試壓時密封圈的爆裂。不同規格的鋼管口徑不一樣，對應使用的端面密封圈的外徑和內徑也不一樣，對于某一口徑的鋼管來說，如果工藝上配備的端面密封圈內圈半徑過大，則直接導致密封圈內圈邊緣與管端距離過小，試壓時鋼管受力后發生稍微偏心移動，管端即滑出內圈邊緣，導致密封板受力不均或密封圈內圈邊緣被局部壓潰，進而密封圈爆袋。

    c. 試壓前鋼管對中不夠精確

    電氣控制系統故障引起對中裝置組數及基位不當，電氣控制誤差，鋼管對中中心位置與密封板圓心不重合．鋼管直度不夠，沖水頭的外徑偏大且受“鼻子一位置影響鋼管無法達到中心位置等都可導致鋼管對中不夠精確，打壓過程中發生進一步偏心，最后可導致密封板爆裂、碎片飛出傷人及毀壞設備。

   d. 水壓機HNC(液壓數字控制系統)故障

   水壓機HNC直接控制著增壓缸控制閥、支撐缸控制閥、充水頭壓力變送器、排氣頭壓力變送器、卸荷控制蒯等液壓元件及管路。增只；缸控制閥閥芯動作不正常或不動作可能造成增壓過快、過慢、無法增壓或增壓停不下來；泄荷控制閥泄露導致壓力建立不起來或突然卸壓，損壞元件、設備；壓力變送器短路、斷路、老化或受到電磁干擾，將失去功能，檢測數據與實際數據不符；支撐缸控制閥閥芯異常動作，嚴重時導致高壓水突然釋放或油壓力過高，造成鋼管變形，元件損壞。以上由于電氣、液壓控制系統故障引起的試壓曲線異常、增壓過程中壓力變化過快、保壓過程中壓力不穩定、壓力峰值高于設定值等壓力異常狀況，可能導致鋼管、密封圈的擾動及管端接觸的錯位，進而導致密封圈的撕裂、碎片崩飛。

三、安全預防對策

 1. 保證試壓密封圈質量

  必須保證密封圈各項力學性能滿足試壓強度要求，供應商應對每—批次的密封板出具檢驗合格證明，生產方應按照一定的探傷方式和生產要求明確驗收標準，并按照這一標準對每一批次的密封圈進行抽檢，同時建立相關的定量標準，以規定密封圈壓痕達到什么程度應該重新修磨，試壓次數多少次后或修磨量達到什么程度后應該報廢。

 2. 保證鋼管管靖與端面密封圈密封效果良好

  首先，要避免管端飛邊毛刺和尖棱劃傷密封圈，試壓前對管端異常狀況進行清除、修磨；其次，針對某些規格的鋼管與密封圈同心度不高或密封圈內圈邊緣與管端距離過小的情況，可要求對這些規格的鋼管用記號筆在充水側及排水側密封圈上畫出與密封圈內圓同心的同心圓，確保水壓時管料與所畫的同心圓重合，并要求作業人員在每根管料水壓前進行檢查確認。可對水壓機設備本體進行改造，在不影響正常充、排水的前提下，縮小充水、排水頭，縮小密封圈內孔尺寸，增加密封圈內圈與管端的距離，同時需對水壓機的端面密封工具進行相應加工，以適應修改過的密封圈。

 3. 水壓機HNC(液壓數字控制系統)程序保護

  液壓控制系統中的各類閥門應定期進行校驗。自動控制程序中設定保護，液位開關故障或壓力變送器故障造成壓力檢測值與實際值偏差過大，需立刻停止所有水泵，中止水壓試驗；控制系統和液壓系統中應有保護回路，保證在失電狀況下卸荷閥緩慢打開，而不會突然卸壓；程序中設置監控功能，當發現增壓缸控制閥的輸入和輸出不一致時停止試壓過程，同時通過液壓系統中安全溢流閥，限制高壓；程序中對水壓力和平衡力實時進行監控和比較，發現不平衡時立即停止試壓、關泵并通過緊急程序控制水壓和油壓同步卸荷。

 4. 設備特定部位和水壓試驗區域安裝防護罩

  為防止密封圈爆裂后飛敏，可在密封圈外鬧的工具固定裝置上安裝防護罩。靜水壓區域應該設置防護墻。不銹鋼焊接鋼管水壓區域一般比較大，且鋼管需要進出工位，在水壓區域與走道或者有人員活動的區域之間，如果防護墻沒有完全達到防護效果，應該加裝擋板。同時在水壓區域內要對液壓閥臺及重要設備用鋼板進行遮擋，功止密封圈碎片擊中設備。

 5. 其它防護

  靜水壓試驗區域應有醒目的警示標志，試壓時應有聲光報警信號提醒周圍作業人員，水壓區域設置連鎖門，一旦有人進入該區域，水壓試驗自動停止。

六、結束語

  不銹鋼焊接鋼管靜水壓試驗端面密封圈爆裂的原因是多方面的，密封圈爆裂后飛散的碎片對人的傷害和設備的毀壞是嚴重的，通過保證密封圈質量、改善密封效果、程序控制靜水壓力狀況等本質安全措施有效減低了密封圈爆裂發生的概率，防護墻、防護罩以及其他的安全管理措施能降低密封圈爆裂后事故的嚴重程度。不銹鋼焊接鋼管靜水壓試驗端面密封圈爆裂安全預防對策是必要的，是可行的，也是有效的。