加氫裝置高壓臨氫管道施工

1、加氫裝置高壓臨氫管道施工為適應(yīng)加工低質(zhì)量原油和滿足環(huán)境保護的要求，國內(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、焊接時間長、熱處理周期長、現(xiàn)場安裝和壓力試驗難度大，施工質(zhì)量要求嚴格，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)鍵管線的施工要點和施工方法，將很難保證施工質(zhì)量和工程工期，并將會給開車后裝置的正常運行帶來重大的安全隱患。廣州石化于2006年6月建成150萬t/a加氫裂化和200萬t/a加氫處理兩套高壓加氫裝置(工藝操作壓力分別為15.2

2、MPa和13.5MPa)，并于2006年79月先后產(chǎn)出合格產(chǎn)品。以下以廣州石化加氫裂化、加氫處理裝置的施工過程為例淺談高壓加氫裝置高壓管道施工要點和方法。材料檢驗材料檢查與驗收是控制高壓管道施工的第一道工序，必須嚴格控制管道組成件(管子、配件、法蘭、閥門、螺栓等)符合設(shè)計規(guī)定及規(guī)范要求。其中：(l)每批到貨材料必須具有質(zhì)量證明書或合格證，并對質(zhì)量證明書或合格證所提供的合金成份與制造標(biāo)準(zhǔn)進行核對。對證明書有異議，應(yīng)進行必要的光譜分析。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)一進行編號，進行長度、外徑、壁厚、爐批號、橢圓度復(fù)測，并記錄實際數(shù)值，按規(guī)范要求標(biāo)記。(3)所有管件的坡口

3、進行100%PT檢查，坡口表面不得有裂紋、縮孔等缺陷。螺栓、螺母逐件進行光譜分析合金成份，每批應(yīng)抽兩件進行硬度檢驗，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)識和隔離。(4)外觀檢測合格后涂上相應(yīng)色標(biāo)，并分類存放。下料和組對排板下料及坡口加工對高壓管道進行排料，套材下料，避免材料浪費。對重要設(shè)備配管，尤其是大型機組配管以及合金鋼和不銹鋼管道施工，預(yù)制下料前，必須進行實測實量工作。劃線下料時采取自檢和互檢方法。對于不銹鋼管道的預(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，對于在加工過程中攜帶的油脂，應(yīng)采用丙酮及時擦洗；管、配件不可直接接觸地

4、面，采用無油清潔方木墊高。不銹鋼管用無齒鋸切割時，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，必須使用專用刀具。焊道組對及焊前準(zhǔn)備高壓管道對接口的組對必須做到內(nèi)壁平齊，內(nèi)壁錯邊量不超過壁厚的10%，且不大于lmm。為提高組對工效和組對質(zhì)量，可使用滾動胎具等組對工裝進行組對。為防止焊接飛濺污染組對件表面，不銹鋼組對件在組對后焊接前應(yīng)在坡口兩側(cè)l00mm范圍內(nèi)涂以白堊粉進行保護。所有組焊件在組焊前必須針對組焊件材質(zhì)，壁厚、對口間隙條件，采取相應(yīng)的反變形措施或抗變形加固支撐措施。管段安

5、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。管線應(yīng)在吊裝允許范圍內(nèi)進行預(yù)制；直管段安裝使用穿管滾動胎具，配合導(dǎo)鏈進行擺位。管道的n型補償器一般分成三部分制作和吊裝。壓縮機區(qū)域管線安裝廣州石化加氫裂化和加氫處理裝置共有6臺壓縮機組（4臺往復(fù)式壓縮機，2臺透平離心式壓縮機），尤其是兩臺透平離心式壓縮機配管空間狹小，無應(yīng)力組對難度大。壓縮機開車是加氫裝置開車的重點和難點，無應(yīng)力配管是壓縮機開車成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須遵循以下方法。壓縮機出入口管線是安裝的重點。先將主管廊上主管線就位，

6、管托定位并焊接完畢，然后再將各管段吊裝就位。壓縮機廠房內(nèi)配管利用行車及自制吊裝架安裝到位，壓縮機出入口的管線隨壓縮機安裝進度進行施工，在壓縮機出入口方向且最靠近壓縮機的管段作為安裝調(diào)整段，預(yù)留到壓縮找正后，再實測安裝。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，確認合格后方可安裝。法蘭與壓縮機連接前，認真清理法蘭面，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)計或制造廠的規(guī)定，當(dāng)未注明明確規(guī)定時應(yīng)符

7、合國家、行業(yè)規(guī)范的規(guī)定。高壓管道隨壓縮機安裝進度進行施工，連接壓縮機的一段予留到壓縮機找正后，再實測安裝?；瑒又Ъ?、吊架安裝時完全按照圖紙要求設(shè)定偏移量。緊固螺栓要根據(jù)單線圖或設(shè)計文件認真核對材質(zhì)、規(guī)格、對號入座，并涂二硫化鉬。螺栓在法蘭孔內(nèi)要自由穿入，不得采用強力擰緊螺栓的方式消除安裝偏差。法蘭與壓縮機連接前，在自由狀態(tài)下檢查法蘭的同軸度和平行度，同軸度W0.2min,平行度WO.1mm。與壓縮機出入口連接法蘭短節(jié)預(yù)制完畢后，先與機體法蘭連接好，再往外延伸，第一道固定焊口遠離壓縮機，待到第一個固定支架安裝后方可從外向機體方向配管。在與機體法蘭安裝開始到第一個固定支架安裝完之后，聯(lián)軸節(jié)上架設(shè)百

8、分表監(jiān)視機體位移，位移值不超過0.02mm。管道安裝時不得借用外力強力組對，要保證自由狀態(tài)下對口，對口利用對口卡具調(diào)整對口間隙和組對錯邊量。管道支吊架必須與管道同步安裝，不得在管道上點焊臨時支撐，必須做臨時支撐的用抱卡、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。流量計要保證前后直管段的尺寸，嚴格按設(shè)計尺寸施工。焊接及熱處理廣州石化2套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

9、控制的難點和重點，必須遵循以下要點。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，正式焊接進行到此處時將點固焊縫打磨干凈。定位焊縫長度一般為1020mm，高度24mm，沿焊縫均布。DN三12對接焊縫以及DN=610,但厚度等級SCH80的對接焊縫焊接前預(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)熱溫度以電子點溫計所測定的溫度為準(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（無須打印自動記錄曲線）。下面列舉幾種常見材質(zhì)焊縫的預(yù)

10、熱參數(shù)見表1。表1焊縫預(yù)熱參數(shù)表材質(zhì)壁厚mm預(yù)熱溫度代）A53B,A1O60,A672-C6026100200A335-PlliL25Cr-OJMo枉意150250A335P22i2J5Cr-lMo任意250-350焊接按照焊接工藝評定要求DNW50mm的管道焊縫采用氬弧焊工藝，DN50mm的管道焊縫采用氬電聯(lián)焊工藝，承插焊縫至少焊接兩遍。多層焊時各層、道之間的接頭相互錯開。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)立即對焊縫進行保溫緩冷。重新焊接時先檢查確認表面無裂紋，重新預(yù)熱后方可施焊。焊后熱處理焊接結(jié)束后應(yīng)立即進行后加熱和保溫，并接著進行焊縫熱處理，焊縫的無損檢測在熱處理

11、完畢后進行。鉻鉬鋼焊縫焊接完畢后立即進行300350C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W12焊縫應(yīng)至少安放一支測溫?zé)犭娕迹?224焊縫對稱安放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2,300C以下升降溫速度不限，但降溫時應(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行硬度檢測，檢測部位為焊縫、兩側(cè)熱影響區(qū)、兩側(cè)母材，合格標(biāo)準(zhǔn)為：CSW200HBP11W225HBP22W240HB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)一覽表序號材質(zhì)(mm)升as*恒廢(h)(c/b)1A53B

12、.A106D.m200ih251602h200p1A335-P11425200670-7002h250L25Cr-0.5Mo&-23-32160670-7002h200A333-P22a3030too707602h120無損探傷無損探傷是石化工程工藝管道施工質(zhì)量檢驗的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是檢驗管道施工質(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更為重要。廣州石化加氫裂化及加氫處理裝置高壓系統(tǒng)工藝操作壓力均超過10MPa(分別為15.2MPa和13.5MPa)，管道壁厚最厚達50mm，高壓系統(tǒng)管道焊縫按規(guī)范要求必須100%無損檢測合格，為確保施工質(zhì)量和無損檢測質(zhì)量，減少返工，并盡可能縮短工期，

13、在高壓管道施工過程中，無損檢測工作采取了以下方法。(l)管壁厚度小于28mm的對焊縫，焊接、外觀檢查和熱處理結(jié)束后直接進行射線檢驗(2)管壁厚度大于28mm的對焊縫底層焊至1820mm時完成后熱后先進行射線檢驗，以保證焊縫根部焊接質(zhì)量，根部焊縫檢測合格后方可進行中間層和表面層的焊接。整道焊口焊接完畢后先進行熱處理，合格后進行100超聲波檢驗。對于插焊閥門和管件的角焊縫，焊接完畢后則進行100磁粉或著色檢驗。水壓試驗及復(fù)位管道水壓試驗是石化裝置管道實體施工最后一項工作，水壓試驗結(jié)束后可與生產(chǎn)作業(yè)單位一起進行管道內(nèi)部的吹掃、沖洗等內(nèi)潔工作。水壓試驗前，管道試驗系統(tǒng)（試壓包）必須全部實體完善，無損檢

14、測合格，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，并且試驗壓力非常高，為確保試壓工作順利進行，并全面檢驗工程實體質(zhì)量，高壓系統(tǒng)水壓試驗采取了以下方法。按工藝流程及施工規(guī)范要求進行試壓系統(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)備一起進行水壓試驗，并選擇合適的試驗壓力。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，不能進行安裝所需要的試壓盲板。對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，并對所有焊縫進行100射線探傷和著色檢驗。由于高壓管道試驗壓力高，升壓難度大，要求必須在試壓前詳細檢查實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，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)大的漏點而多次重復(fù)進行升壓泄壓工作，縮短試壓時間，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