發(fā)表時(shí)間： 2024-04-01 10:32:06
作者： 石油化工設(shè)備維護(hù)與檢修網(wǎng)
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為適應(yīng)加工低質(zhì)量原油和滿足環(huán)境保護(hù)的要求，國(guó)內(nèi)煉化企業(yè)不斷優(yōu)化煉油裝置處理結(jié)構(gòu)和調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，其中加氫裂化和加氫處理等高壓加氫裝置近年來發(fā)展較快，裝置加工能力也在不斷提高。
高壓加氫裝置高壓系統(tǒng)管道直徑大、管壁厚、焊接時(shí)間長(zhǎng)、熱處理周期長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)安裝和壓力試驗(yàn)難度大，施工質(zhì)量要求嚴(yán)格，故高壓管道施工是高壓加氫裝置施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果不能很好的掌握這部分關(guān)鍵管線的施工要點(diǎn)和施工方法，將很難保證施工質(zhì)量和工程工期，并將會(huì)給開車后裝置的正常運(yùn)行帶來重大的安全隱患。
1 材料檢驗(yàn)
材料檢查與驗(yàn)收是控制高壓管道施工的第一道工序，必須嚴(yán)格控制管道組成件（管子、配件、法蘭、閥門、螺栓等）符合設(shè)計(jì)規(guī)定及規(guī)范要求。其中：
( 1 ）每批到貨材料必須具有質(zhì)量證明書或合格證，并對(duì)質(zhì)量證明書或合格證所提供的合金成份與制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行核對(duì)。對(duì)證明書有異議，應(yīng)進(jìn)行必要的光譜分析。無質(zhì)量證明書或合格證的產(chǎn)品不得使用。
( 2 ）所有到貨的管材統(tǒng)一進(jìn)行編號(hào)，進(jìn)行長(zhǎng)度、外徑、壁厚、爐批號(hào)、橢圓度復(fù)測(cè)，并記錄實(shí)際數(shù)值，按規(guī)范要求標(biāo)記。
( 3 ）所有管件的坡口進(jìn)行100 % PT 檢查，坡口表面不得有裂紋、縮孔等缺陷。螺栓、螺母逐件進(jìn)行光譜分析合金成份，每批應(yīng)抽兩件進(jìn)行硬度檢驗(yàn)，若有一件不合格，必須按原規(guī)定數(shù)加倍抽檢，若仍有不合格，則該批管道組成件不得使用，并作好標(biāo)識(shí)和隔離。
( 4 ）外觀檢測(cè)合格后涂上相應(yīng)色標(biāo)，并分類存放。
2 下料和組對(duì)
2.1 排板下料及坡口加工
對(duì)高壓管道進(jìn)行排料，套材下料，避免材料浪費(fèi)。對(duì)重要設(shè)備配管，尤其是大型機(jī)組配管以及合金鋼和不銹鋼管道施工，預(yù)制下料前，必須進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量工作。劃線下料時(shí)采取自檢和互檢方法。對(duì)于不銹鋼管道的預(yù)制，應(yīng)使用同材質(zhì)或采用加隔層的辦法使其與異種金屬隔離，對(duì)于在加工過程中攜帶的油脂，應(yīng)采用丙酮及時(shí)擦洗；管、配件不可直接接觸地面，采用無油清潔方木墊高。不銹鋼管用無齒鋸切割時(shí)，應(yīng)使用專用砂輪片。切口表面應(yīng)垂直平整，無裂紋、毛刺、凸凹、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等，并注意管段、配件與碳鋼的隔離，防止?jié)B碳污染。采用管子車床切割和加工坡口時(shí)，必須使用專用刀具。
2.2 焊道組對(duì)及焊前準(zhǔn)備
高壓管道對(duì)接口的組對(duì)必須做到內(nèi)壁平齊，內(nèi)壁錯(cuò)邊量不超過壁厚的 10 % ，且不大于 lmm 。為提高組對(duì)工效和組對(duì)質(zhì)量，可使用滾動(dòng)胎具等組對(duì)工裝進(jìn)行組對(duì)。為防止焊接飛濺污染組對(duì)件表面，不銹鋼組對(duì)件在組對(duì)后焊接前應(yīng)在坡口兩側(cè) l00mm范圍內(nèi)涂以白堊粉進(jìn)行保護(hù)。所有組焊件在組焊前必須針對(duì)組焊件材質(zhì)，壁厚、對(duì)口間隙條件，采取相應(yīng)的反變形措施或抗變形加固支撐措施。
3 管段安裝
3.1 一般區(qū)域管線安裝
由于高壓管道預(yù)制管段重量大，安裝空間小，管段吊裝前要充分考慮管線的作業(yè)空間。管線施工時(shí)選擇合適的預(yù)留空地；管廊管段吊裝應(yīng)在兩端的空地為穿管點(diǎn)。管線應(yīng)在吊裝允許范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)制；直管段安裝使用穿管滾動(dòng)胎具，配合導(dǎo)鏈進(jìn)行擺位。管道的π型補(bǔ)償器一般分成三部分制作和吊裝。
3.2 壓縮機(jī)區(qū)域管線安裝
加氫裂化和加氫處理裝置壓縮機(jī)組配管空間狹小，無應(yīng)力組對(duì)難度大。壓縮機(jī)開車是加氫裝置開車的重點(diǎn)和難點(diǎn)，無應(yīng)力配管是壓縮機(jī)開車成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須遵循以下方法。
壓縮機(jī)出入口管線是安裝的重點(diǎn)。先將主管廊上主管線就位，管托定位并焊接完畢，然后再將各管段吊裝就位。壓縮機(jī)廠房?jī)?nèi)配管利用行車及自制吊裝架安裝到位，壓縮機(jī)出入口的管線隨壓縮機(jī)安裝進(jìn)度進(jìn)行施工，在壓縮機(jī)出入口方向且最靠近壓縮機(jī)的管段作為安裝調(diào)整段，預(yù)留到壓縮找正后，再實(shí)測(cè)安裝。管段安裝前，再次檢查預(yù)制管段內(nèi)部是否清潔、管道路線方向以及管支架位置和安裝空間等，確認(rèn)合格后方可安裝。法蘭與壓縮機(jī)連接前，認(rèn)真清理法蘭面，檢查法蘭面是否符合規(guī)范要求，不允許打磨法蘭面。
與壓縮機(jī)相連接的管道及其支、吊架安裝完畢后，應(yīng)卸下接管上的法蘭螺栓，在自由狀態(tài)下所有螺栓應(yīng)能在螺栓孔中順利通過。法蘭密封面間的平行偏差、徑向偏差及間距應(yīng)滿足設(shè)計(jì)或制造廠的規(guī)定，當(dāng)未注明明確規(guī)定時(shí)應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)規(guī)范的規(guī)定。高壓管道隨壓縮機(jī)安裝進(jìn)度進(jìn)行施工，連接壓縮機(jī)的一段予留到壓縮機(jī)找正后，再實(shí)測(cè)安裝。滑動(dòng)支架、吊架安裝時(shí)完全按照?qǐng)D紙要求設(shè)定偏移量。緊固螺栓要根據(jù)單線圖或設(shè)計(jì)文件認(rèn)真核對(duì)材質(zhì)、規(guī)格、對(duì)號(hào)入座，并涂二硫化鉬。螺栓在法蘭孔內(nèi)要自由穿入，不得采用強(qiáng)力擰緊螺栓的方式消除安裝偏差。法蘭與壓縮機(jī)連接前，在自由狀態(tài)下檢查法蘭的同軸度和平行度，同軸度≤0.2min , 平行度≤0.1mm 。
與壓縮機(jī)出入口連接法蘭短節(jié)預(yù)制完畢后，先與機(jī)體法蘭連接好，再往外延伸，第一道固定焊口遠(yuǎn)離壓縮機(jī)，待到第一個(gè)固定支架安裝后方可從外向機(jī)體方向配管。在與機(jī)體法蘭安裝開始到第一個(gè)固定支架安裝完之后，聯(lián)軸節(jié)上架設(shè)百分表監(jiān)視機(jī)體位移，位移值不超過0.02mm。
管道安裝時(shí)不得借用外力強(qiáng)力組對(duì)，要保證自由狀態(tài)下對(duì)口，對(duì)口利用對(duì)口卡具調(diào)整對(duì)口間隙和組對(duì)錯(cuò)邊量。管道支吊架必須與管道同步安裝，不得在管道上點(diǎn)焊臨時(shí)支撐，必須做臨時(shí)支撐的用抱卡、 U 型螺栓等。管托、支架焊縫距管道焊縫距離最小100mm，嚴(yán)禁焊縫重疊。尤其是高溫高壓管道，設(shè)置了大量的固定支架，并與彈簧管架配合使用，安裝過程中要分清固定方式、固定位置，必須滿足設(shè)計(jì)要求。彈簧支吊架在管道試壓前不能拆除彈簧固定銷。流量計(jì)要保證前后直管段的尺寸，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸施工。
4 焊接及熱處理
高壓加氫裝置涉及材質(zhì)多（碳鋼、不銹鋼和鉻鉬鋼），焊接工藝復(fù)雜，是裝置施工質(zhì)量控制的難點(diǎn)和重點(diǎn)，必須遵循以下要點(diǎn)。
4.1 焊道定位焊
碳鋼管道焊縫定位焊采用氬弧焊永久焊縫。合金鋼管道焊縫定位焊采用氬弧焊、過橋式焊接，正式焊接進(jìn)行到此處時(shí)將點(diǎn)固焊縫打磨干凈。定位焊縫長(zhǎng)度一般為10~20mm，高度2 ~4mm，沿焊縫均布。DN≥12"對(duì)接焊縫以及DN=6 ~ 10"，但厚度等級(jí)＞SCH80的對(duì)接焊縫焊接前預(yù)熱采用電加熱，如圖 1 所示，焊接過程中持續(xù)加熱，維持預(yù)熱狀態(tài)以控制層間溫度。其余焊縫采用火焰加熱，預(yù)熱溫度以電子點(diǎn)溫計(jì)所測(cè)定的溫度為準(zhǔn)。加熱范圍為每側(cè)不小于焊縫厚度的3倍，圖中所示為最小尺寸要求。定位焊縫采用火焰加熱。預(yù)熱溫度作好相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄（無須打印自動(dòng)記錄曲線）。下面列舉幾種常見材質(zhì)焊縫的預(yù)熱參數(shù)見表 1 。
表 1 焊縫預(yù)熱參數(shù)表
圖 1 焊前電加熱預(yù)熱示意圖
4.2 焊接
按照焊接工藝評(píng)定要求DN≤50mm的管道焊縫采用氬弧焊工藝， DN>＞50mm 的管道焊縫采用氬電聯(lián)焊工藝，承插焊縫至少焊接兩遍。多層焊時(shí)各層、道之間的接頭相互錯(cuò)開。
鉻鉬鋼焊接每條焊縫應(yīng)盡可能一次連續(xù)焊完，若因故被迫中斷，應(yīng)立即對(duì)焊縫進(jìn)行保溫緩冷。重新焊接時(shí)先檢查確認(rèn)表面無裂紋，重新預(yù)熱后方可施焊。
4.3 焊后熱處理
焊接結(jié)束后應(yīng)立即進(jìn)行后加熱和保溫，并接著進(jìn)行焊縫熱處理，焊縫的無損檢測(cè)在熱處理完畢后進(jìn)行。鉻鉬鋼焊縫焊接完畢后立即進(jìn)行300~350℃焊后加熱，加熱溫度不小于2h ，并保溫緩冷。熱處理采用電加熱方式，加熱器及保溫層的固定位置如圖2所示。熱處理時(shí)≤12"焊縫應(yīng)至少安放一支測(cè)溫?zé)犭娕迹?2~24" 焊縫對(duì)稱安放2支熱電偶。熱電偶應(yīng)在檢定有效期內(nèi)。熱處理各種溫度參數(shù)見表2，300℃以下升降溫速度不限，但降溫時(shí)應(yīng)待冷卻至常溫后方可拆除保溫層。熱處理后的焊縫均需進(jìn)行硬度檢測(cè)，檢測(cè)部位為焊縫、兩側(cè)熱影響區(qū)、兩側(cè)母材，合格標(biāo)準(zhǔn)為：
CS ≤200HB
P 11 ≤ 225HB
P22 ≤ 240HB
圖 2 加熱器及保溫層的固定位置示意圖
表 2 管道焊縫熱處理參數(shù)一覽表
5 無損探傷
無損探傷是石化工程工藝管道施工質(zhì)量檢驗(yàn)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是檢驗(yàn)管道施工質(zhì)量的基本手段，高壓加氫裝置高壓臨氫管道的焊接無損檢驗(yàn)更為重要。高壓系統(tǒng)管道焊縫按規(guī)范要求必須100%無損檢測(cè)合格，為確保施工質(zhì)量和無損檢測(cè)質(zhì)量，減少返工，并盡可能縮短工期，在高壓管道施工過程中，無損檢測(cè)工作采取以下方法。
( 1 ）管壁厚度小于28mm的對(duì)焊縫，焊接、外觀檢查和熱處理結(jié)束后直接進(jìn)行射線檢驗(yàn)．
( 2 ）管壁厚度大于28mm的對(duì)焊縫底層焊至18 ~20mm時(shí)完成后熱后先進(jìn)行射線檢驗(yàn)，以保證焊縫根部焊接質(zhì)量，根部焊縫檢測(cè)合格后方可進(jìn)行中間層和表面層的焊接。整道焊口焊接完畢后先進(jìn)行熱處理，合格后進(jìn)行100％超聲波檢驗(yàn)。
對(duì)于插焊閥門和管件的角焊縫，焊接完畢后則進(jìn)行100％磁粉或著色檢驗(yàn)。
6 水壓試驗(yàn)及復(fù)位
管道水壓試驗(yàn)是石化裝置管道實(shí)體施工最后一項(xiàng)工作，水壓試驗(yàn)結(jié)束后可與生產(chǎn)作業(yè)單位一起進(jìn)行管道內(nèi)部的吹掃、沖洗等內(nèi)潔工作。水壓試驗(yàn)前，管道試驗(yàn)系統(tǒng)（試壓包）必須全部實(shí)體完善，無損檢測(cè)合格，資料齊全。由于廣州石化加氫裂化和加氫處理裝置大部分切斷閥和調(diào)節(jié)閥均選用焊接連接方式，并且試驗(yàn)壓力非常高，為確保試壓工作順利進(jìn)行，并全面檢驗(yàn)工程實(shí)體質(zhì)量，高壓系統(tǒng)水壓試驗(yàn)采取了以下方法。
按工藝流程及施工規(guī)范要求進(jìn)行試壓系統(tǒng)劃分（試壓包編制），由于操作壓力高，反應(yīng)器、分離器、換熱器、壓縮機(jī)等設(shè)備之間的管道都是焊接或高壓法蘭形式連接，并且大部分不設(shè)“ 8”字盲板。導(dǎo)致管道試壓無法與設(shè)備隔離。在試壓包編制前，首先取得設(shè)計(jì)代表、監(jiān)理及業(yè)主工程師的同意，將管道和設(shè)備一起進(jìn)行水壓試驗(yàn)，并選擇合適的試驗(yàn)壓力。
按照試壓包劃分情況提前加工好所有的法蘭盲板，包括調(diào)節(jié)閥、孔板、文丘里等儀表元件及安全閥在試壓、吹掃前，不能進(jìn)行安裝所需要的試壓盲板。對(duì)于以上元件與管道焊接連接的，則先將連接口用焊接內(nèi)盲板的方式封閉，待試壓結(jié)束后割除盲板，并經(jīng)吹掃合格后正式焊接安裝以上元件，并對(duì)所有焊縫進(jìn)行100％射線探傷和著色檢驗(yàn)。
由于高壓管道試驗(yàn)壓力高，升壓難度大，要求必須在試壓前詳細(xì)檢查實(shí)體安裝情況和資料整理情況，保證系統(tǒng)上水試壓前無任何安裝和資料尾項(xiàng)，并在上水前完成所有緊固件的預(yù)緊工作。盡可能避免系統(tǒng)上水試壓過程中出現(xiàn)大的漏點(diǎn)而多次重復(fù)進(jìn)行升壓／泄壓工作，縮短試壓時(shí)間，保證施工工期。
高壓系統(tǒng)試壓合格結(jié)束后，先將系統(tǒng)降為常壓，緊接著利用系統(tǒng)內(nèi)試壓用水沖洗管線，然后進(jìn)行系統(tǒng)吹掃，合格后拆除所有試壓吹掃臨時(shí)設(shè)施，復(fù)位所有系統(tǒng)元件，并開始系統(tǒng)氣密試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。
高壓加氫裝置高壓臨氫管道施工必須加強(qiáng)材料檢驗(yàn)、排板下料組對(duì)、現(xiàn)場(chǎng)安裝、焊接及熱處理、無損探傷、水壓試驗(yàn)及復(fù)位等施工環(huán)節(jié)的過程控制，掌握并運(yùn)用適合本工程的施工方法，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝紀(jì)律，確保每一工序合格后釋放到下一工序作業(yè)。才能保證工程順利進(jìn)展和工程實(shí)體質(zhì)量。
