PSA改造工艺管道方案(正式)

1、中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部60000Nm3/h 制氢装置 PSA 单元整改工程工艺管道施工技术措施上海高桥石化工程建设有限公司安检分公司2005年4月17日上海咼桥石化工程建设有限公司安检分公司审批表工程名称：中石化上海 高桥炼油事业部 1#制 氢PSA单元整改文件编号版本类别程序职务/部n签名日期编制专业责任工程师审核项目技术负责人会签技术部质控部安全部工程部供应部经营部审批外单位会签会签单位签名日期中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部60000Nm3/h 制氢装置 PSA 单元整改工程工艺管道施工技术措施目录一、编制说明 1二、概 述 1三、编制依据及执行规范 2

2、四、施工准备 3五、管道的预制、安装 4六、管道焊接及热处理技术要求 6七、管道系统试验 8八、施工质量保证措施 10九、安全生产与文明施工 11十、施工机具及手段用料 12中国石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部60000Nm3/h制氢装置PSA单元整改工程工艺管道施工方案编制说明本施工技术措施为中石化股份有限公司上海高桥分公司炼油事业部60000Nm3/h制氢装置PSA氢提纯单元改造工程工艺管道安装而编制。概述1、工程概况由于PSA氢提纯单元的设计存在问题，在装置开车后最大的产氢能力只能达到 45000Nm3/h导致无法满足加氢装置的用氢需求；同时因为PSA氢提纯单元还存在产品 氢气纯

3、度难于控制，经常导致 CO C02含量超标，一致影响了加氢催化剂的寿命，而该 单元的氢气回收率低于设计值的问题还导致制氢的成本大大上升，每年约价值4000万元的氢气被少掉，因此中石化股份有限公司上海高桥分公司决定对该单元（PSA进行全面技术改造，改造后的最终目标包括：达到 60000Nm3/h的最初设计能力，保证产品 氢气的纯度，将氢气回收率由现在的 80%左右提高到90%，大幅度降低氢气的生产成 本。本次改造由上海华西化工科技有限公司设计，由上海高桥石化工程建设有限公司安检分公司负责施工，装置自二OO五年五月四日开始施工至二OO五年五月二十八日结 束，历时二十五天。其中装置停车五天，施工十四

4、天，开车六天。2、工程特点1）本工程为整改项目，所有的管线在原有管线的基础上进行扩径或更换，场地狭 小,施工难度大，2）新增部分的管线两端与原有管线碰头，加之都为大口径需吊车配合才能完成， 施工难度大，安装要求高；3）设计要求，吸附塔入口到程控阀之间的管线进行 100%X射线探伤，焊接质量要 求高；4）本次管道整改总焊接工作量约三千五百寸径，施工时间为十四天，工作量大时 间紧；5）由于原来设计问题，本次整改时部分管线需拆除，因管径大且高空，拆除时需 吊车配合，安全要求高；综合上述不利因素给本次施工带来很大困难。所以，我们必须精心组织安排，确保本次工程高质量按时间完成3、管道拆、装工作量名称管线

5、（米）阀门（制）法兰（对）管件（只）备注规格DN50 DN700DN50 DN300DN50 DN300DN50 DN300材质20#/20G/20#20#数量7004264163（注：详细安装工作量见附表一）三、编制依据及执行规范GB50252-94GB50184-93工业安装工程质量检验评定统一标准工业金属管道工程质量检验评定标准工业金属管道设计规范GB50316-2000工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97现场设备、工业管道焊接工程及验收规范GB50236-98钢制压力容器焊接工艺评定GBJ126-89石油化工企业管道设计器材选用通则SH3059-2001石油化工有毒、可燃

6、介质管道施工及验收规范SH3501-2002压力容器无损检测JB4730-94石油化工施工安全技术规程SH3505-1999上海华西化工科技有限公司提供的设计图纸及相关资料四、施工准备1、施工组织体系项目负责人：朱红强合同计划：谈荣各施工班组2、图纸准备1）根据上海华西化工科技有限公司提供的图纸、 组织相关的技术、质检人员认真核对、 审图。2）为加强管道施工管理及安装要求，需对设计院提供的施工图绘制成轴测图。轴测图中所有的标高、尺寸、管件等从设计施工图中植入，并标出焊缝编号，焊缝编号以 阿拉伯数字为主，承插焊接管件以英文字母标注。在施工过程中，因为施工需要添 加的焊缝，可在原有的编号上加-1即

7、可（例如在焊缝3与4之间增加一道焊缝， 可标注3-1）；如果需要减少的焊缝可空标，原来的不作改动。（详见单线图）3）由于本工程在原有的基础上进行整改，设计图纸的管道定位标高、尺寸以及与原有管线碰头等都应与现场核实。4）新增工艺管道编号的编制方法：示例：100- GHh 603 4A1- H（S）100:管道工程直径GH :介质代号603:管道序号H（S）:保温（绝热）要求3、管道材料检验及管理1）供安装的管材及管件必须具有制造厂家的合格证书、化学成分和机械性能等资料。2）对进行安装的管道器材的材质、规格、型号进行复查，是否与相关标准一致。3）应逐根检查管材是否有裂纹、孔、褶皱、重皮、凹陷、椭圆

8、等外观缺陷。4) 所有的管材、管件应安放在现场所搭设的临时仓库内，并用道木或其它设施垫起，不能直接安放在地面上。5) 所有管道的阀门，必须符合设计选型、设计条件规定的设计标准和阀门制造标准， 必须有符合规定的质量证明书。合金钢阀门逐件进行快速光谱分析检验，确认符 合性并按规定进行抽检。6) 所有阀门安装前进行阀门试压，试验压力为公称压力的1.5倍，停压5分钟，无泄漏为合格。7) 阀门液体压力试验和上密封试验应以纯净水为介质，合格后应立即将水清除干净。8) 安全阀应按设计文件规定的开启压力进行调试。调压时压力应平稳，启闭试验不 得少于三次。调试合格后，应及时进行铅圭寸。9) 材料严格按施工图上的

9、料表发放，并办理相应的手续，且做到随用随领。10) 未尽事宜参照石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-2002。4、焊材检验及管理1) 焊条、焊丝按种类、牌号、批号进行保管，每垛应有明确的标记，防止混放。2) 本次所有的管道焊接采用氩弧焊打底手工电弧焊工艺，焊丝选用TIG-50,焊条选用 J427。3) 焊条使用前应按焊条生产厂家说明书进行烘干，若没有说明按有关规定进行。4) 焊工在工作现场必须对所领取的焊材按规定使用，不得随意丢弃焊接剩余的焊条 头及未使用的焊条。5) 焊条药皮不得有脱落和裂纹等缺陷。焊丝使用前，必须清除锈斑和油污，并露出 金属光泽。6) 碱性低氢型焊条按

10、说明书烘烤，烘干温度一般采用250350E，烘12h。烘干的焊条放入恒温箱内，并随取随用。7) 由专职人员进行焊条的烘烤、发放和回收工作。烘烤前应对焊条再进行检查，外 观药皮无裂纹、剥落、疏松、受潮等霉变，焊条、焊丝芯无锈蚀等缺陷的焊条方 可烘烤。烘室配备升温烘箱、恒温烘烤箱，并有湿温度指示仪。8) 在烘烤和恒温过程中，对不同型号、规格、批号的焊条进行隔离，并有明显可靠 的标记。9) 焊条按型号、规格和批号发放，焊工所领焊条放入焊条筒后，每次数量不应超过3公斤成50根，并限在4小时内用完，如超过4小时未到4小时，保温筒内的焊 条温度已低于60C，也应退回焊材库，退回焊条用于非受压元件的焊接。五

11、、管道的预制、安装1、管道预制1) 管道预制在预制厂进行。根据管段图进行下料，所有的对焊件坡口均采用氧乙炔 焰切割，切割后必须除去影响焊接质量的表面层。2）管子在下料、组对、焊接、检验、过程中，在实体上及时作好材质标识移植以及 各管段的管线号、焊缝号、焊工号、验收标记的标注工作3）管线组对前必须开设坡口，组对时坡口及其管端内外表面20mm范围内的油污、毛刺等杂物清理干净。4）管子、管件组对时，应检查坡口的质量，坡口表面上不得有裂缝、夹层等缺陷。5）壁厚相同的管件组对，其内壁应做到平齐，内壁错边量不应超过下列规定：a）SHA级管道为壁厚的10%，且不大于0.5mm；b）SHB、SHC、SHD级管

12、道为壁厚的10%，且不大于1mm。6）壁厚不同的管道组成件组对时，应对壁厚较大的管子进行适当加工，使其管壁平 缓过度。当壁厚差大于下列数值时，应按下图要求加工。c）SHA级管道的内壁差0.5mm或外壁差2mm；d）SHB、SHC、SHD级管道的内壁差1.0mm或外壁差2mm不同壁厚管子加工要求图1:不同壁厚管子和管件加工要求7）管子对口时，应检查平直度，在距管口中心 200mm处测量，当DN v 100mm时, 允许偏差为1mm，当DN 100mm时，允许偏差为2mm，但全长允许偏差均为 10mm，其偏差可用400mm的直尺进行检查。8）管道焊缝的设置，应便于焊接、热处理及检验，并符合下列要求

13、：a）除采用无直管段的定型完头外，管道焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于 管子外径，且不小于100mm；b）焊缝与支架边缘的净距离不应小于 50m m，需要热处理的焊缝距支吊架边缘的 净距离应大于焊缝宽度的5倍，且不小于100mm；c）管道两相邻焊缝中心的间距，应控制在下列范围内：?直管段两环缝间距不小于100m m，且不小于管子外径；?除定型管件外，其他任意两焊缝的距离不小于50mm。9）管子管件组对点固焊的工艺措施及焊接材料应与正式焊一样。10）点固焊的长度一般为1015mm，高度为24mm,且不应超过管壁厚的2/3。11）点固焊的焊肉如发现裂纹等缺陷，应及时处理。12）管子、管件组对点

14、固焊，应保持焊接区域不受恶劣（风、雨、）环境影响。2管道安装1）阀门与管道用法兰或螺纹方式连接时，阀门应在关闭状态下安装；焊接时阀门不 宜关闭，防止过热变形；连接法兰的螺栓应能在螺栓孔中顺利通过。紧固后的螺 栓与螺母宜平齐，所有螺栓出仓库时均已涂好指定的油脂。2）供安装用的法兰 应进行检查，其尺寸偏差应符合现行部颁标准或国家标准，材质 应符合设计要求。3）法兰密封面应平整光洁，不得有毛刺及径向沟槽。法兰螺纹部分应完好、无损伤。 凹凸面法兰应能自然嵌合，凸面的高度不应低于凹槽的深度。4）螺栓及螺母的螺纹应完整，无划痕、无毛刺等缺陷、螺栓与螺母应配合良好，无 松动或卡涩现象。5）法兰连接时应保持平

15、行，并保证连接螺栓能自由穿入，使用的螺栓应同一规格， 安装方向一致，紧固螺栓时，应对称均匀，松紧适度。6）施工过程中，与原有管线碰头时要弄清对应管线的位置及材质。管道连接时，不 得以强力对口，加偏垫或多层垫的方法来消除端面的空隙、偏斜、错口或不同心 等缺陷7）安装管道应保持水平（除有坡度要求外）及铅垂度。施工时遇到图纸与现场不符 时，不能自作修改，必须同技术人员联系解决。8）管道所有仪表嘴子、调节阀、止回阀、截止阀等均按图纸，根据介质流向正确安 装，如果对阀门安装无要求时，阀柄应便于操作，但不得向下。9）所有设备配管、进口法兰处应安装盲板隔离并做好记录，以防止杂物进入设备内， 待到管道安装完毕

16、后取出。10）所有支吊架及导向架、固定架位置与型式均按设计要求认真施工安装，支吊架安 装应平整、牢固。支吊架焊接时，不得有漏焊或焊接裂纹等缺陷。需要临时支撑 的支吊架固定时，不得直接同管子焊接。11）管道安装完毕后，应按设计文件逐个核对、确认支、吊架的形式和位置。六、管道焊接及热处理技术要求1、设计规定1）所有的设计物料管道按SH3501 2002石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收 规范的要求进行施工和验收。2）公用工程管道按GB50235 97工业金属管道工程施工及验收规范的要求进行 施工和验收。3）管道焊材选用按SH3075 97石油化工钢制压力容器材料选用标准。2、焊接工艺要求1）凡参

17、加本次工程焊接的焊工应按锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 的有关规定进行考试并应取得施焊范围的合格证件方可施焊。2）焊接材料、方法对应表:序号材质焊接材料焊接方法备注120#TIG-50+J427GMAW+SMAW管径小于DN80 采用GMAW焊接220GTIG-50+J427GMAW+SMAW3）当焊接环境出现下列情况之一，而未采取防护措施时，应停止施焊：a）电弧焊接时，风速等于或大于8m/s；b）气体保护焊接时，风速等于或大于 2m/s；c）相对湿度大于90%;d）下雨天气。4）手工电弧焊钢管时，管壁厚在 6mm以下带坡口的接口，焊接层数不得少于两层。5）多层焊接时，第一层焊缝根部必

18、须均匀焊透，并不得烧穿。在焊下一层之前，必 须将上一层的焊渣及金属飞溅物清除干净并经过外观检查合格才允许进行下一层 焊接，严禁一次堆焊。6）不得在焊件表面引弧或试验电流。焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。7）除焊接工艺有特殊要求外，每条焊缝应一次性焊完。如因故被迫中断，应采取防 裂措施，再焊时必须进行检查，确认无裂纹后方可继续施焊。8）焊接完后应及时将焊缝表面的溶渣及附近的飞溅物清理干净。3、焊前预热及焊后热处理1）本次预热焊缝主要是余热锅炉进出口管线，材质为20G壁厚35mm按规定焊前应进行预热，预热温度为100200。预热采用氧乙炔火焰加热。2）预热应在焊缝坡口两端均匀进行，内外热透并防止局部

19、过热。加热区以外100mm范围应予以保温。3）预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的 3倍。4）热处理的加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度3倍，且不小于25mm。加热区以外100mm范围应予以保温。5）热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度应符合下列要求：a）加热速度：自由升温至300E后，加热速度应按5125/此/h计算，且不大于220 E /h。温度上升至 600C 650C之间进行恒温。不锈钢恒温温度900C-925 C。b）恒温时间：以每毫米2-2.5分钟计算，恒温时间不得少于30分钟，恒温期内， 最高温度与最低温度值差不超过 50C。c）冷却温度：恒温以后冷却速度按 6500/C/h计

20、算，且不大于260C/h。冷却 至300C后自然冷却。6）本次热处理的加热方式采用电加热方式。4、焊缝检验2）检验焊接接头前，应按检验方法的要求，对焊接接头的表面进行相应处理。3）焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘 2mm为宜，角焊缝的焊接高度应 符合设计文件规定，外形应平缓过渡。4）焊缝接头表面的质量应符合下列要求：a）不得有气孔、裂纹、未溶合、夹渣、飞溅等；b）焊缝咬边深度不应大于 0.5mm咬边连续长度应小于100mm且咬边总长度 不应大于焊缝总长的10%c）焊缝表面不得低于管道表面，焊缝余高 h应符合下列要求：?100%射线检测焊接接头，其 h 1 + 0.1b 1，且不大于2

21、mm? 其余的焊接接头， h 1 + 0.2b 1，且不大于3mm（注：b1为焊接接头组对后坡口的最大宽度 mm5）根据设计要求，焊接接头采用 X射检测线，检测比例按设计规定：吸附罐出口管 线到第一只阀门内侧100% ;其他为30%，二级评片合格。6）每名焊工焊接的对接焊接头的检测规定：固定焊的焊接接头不得少于检测数量的 40%，且不少于1个焊接接头，射线检测百分率计算原则如下：a）按设计文件给出的同管道级别、同检测比例、同材料类别的管线编号计算；b）当管道工程直径小于500mm寸，按每个焊接接头的焊缝长度计算；c）当管道工程直径等于或大于500mm寸，应按每个焊接接头的焊缝长度计算。7）凡质

22、量检查不合格的焊缝必须进行返修，返修完毕后按原规定进行质量检查。同 一管线的焊接接头抽样检验，若有不合格时，应按该焊工的不合格数加倍检验， 若仍有不合格，则应全部检验。不合格焊缝同一部位的返修次数，非合金钢管道 不得超过三次。8）无损检测完毕后，应填写相应的检测报告与检测记录。9）进行无损检测的管道，应在单线图上标明焊缝编号、焊工代号、焊接位置、无损 检测方法、返修焊缝位置、扩探位置等可追溯性标识。七、管道系统试验1、管道系统压力试验1）管道系统压力试验，应按设计文件要求，在管道安装完毕，无损检测合格后进行。2）管道系统试压前，应由建设单位/监理单位、施工单位和有关部门对下列资料进行 审查确认

23、：a）管道组成件、焊材的制造厂质量证明文件；b）管道组成件、焊材的校验性检查或试验记录；c）单线图（图中标注焊缝编号、焊工代号、焊接位置、无损检测方法、返修焊缝 位置、扩探焊缝位置等可追溯性标识）d）无损检测报告；e）设计变更及材料代用单。3）管道系统试压前，应由施工单位、建设单位/监理单位和有关部门联合检查确认下 列条件：a）管道系统全部按设计文件安装完毕；b）管道支吊架的型式、材质、安装位置正确、数量齐全，紧固程度、焊接质量合格；c）焊接及检测工作已全部完成；d）焊缝及其它需要检查的位置不得隐蔽；e）试压用的临时加固措施符合要求，临时盲板加置正确，标志明显、记录完整；f）试压用的检测仪表的

24、量程、精度等级、检定期符合要求；g）有应批准的试压方案，并经技术交底。4）管道系统的压力试验应以液体进行。液体试验确有困难时，可用气压试验代替， 但应符合下列条件，并有经施工单位批准的安全措施：a）工程直径小于或等于300mm试验压力小于或等于1.6MPa的管道系统；b）工程直径大于300mm试验压力等于或小于 0.6MPa的管道体统；5）压力试验的压力应符合下列要求：a）液体压力试验的压力为设计压力的 1.5倍；b）气体压力试验的压力为设计压力的 1.15倍。6）管道压力试验时，试验温度、应力值应符合下列规定：a）当设计温度高于试验温度时，管道的试验压力应按公式核算：P = KP（ （T 1

25、/ （T 2）式中：K 系数，液体压力试验取1.5，气体压力试验取1.15 ；p t:试验压力MPap o：设计压力MPac 1/:试验温度下材料的许用应力，MPac 2/:设计温度下材料的许用应力，MPab）液体压力试验时的应力值，不得超过试验温度下材料屈服点的90%;c）气体压力试验时的应力值，不得超过试验温度下材料屈服点的80%。7）液体压力试验时，应用洁净水进行。8）液体压力试验时，必须排净体统内的空气。升压应分级缓慢，达到试验压力后停 压10mi n,然后降至设计压力，停压 30mi n,不降压、无泄漏和无变形为合格。9）气体压力试验时，必须用空气或其他无毒、不可燃气体介质进行预试验

26、。预试验压力应根于气体压力试验压力的大小，在 0.1 MPa0.5 MPa的范围内选取。10）气体压力试验时，应逐步进行加压。当压力升至试验压力的50%时，稳压3min,未发现异常或泄漏，继续按试验压力的 10%逐级升压，每级稳压3min,直至试验 压力，稳压10mi n,再将压力降至设计压力，涂刷中性发泡剂或肥皂水对试压系统PSA整改工程工艺管道施工技术措施 进行仔细检查，无泄漏为合格。11）试压过程中若有泄漏，不得带压修理。缺陷消除后应重新试验。12）管道系统试压合格后，应缓慢降压。排放时应考虑反冲力作用及安全环保要求。13）管道系统试压完毕后，应及时拆除所用临时盲板，核对盲板加置记录，并

27、填写管 道系统试压记录2、管道系统吹扫1）管道系统压力试验后，应进行吹扫，吹扫时应符合下列要求：a）管道上的调节阀、安全阀、仪表件等应用临时直管连通，并对已焊在管道上的 阀门和仪表采取相应的保护措施；b）不参与系统吹扫的设备及管道系统，应与吹扫系统隔离；c）管道支、吊架要牢固，必要时应予以加固。2）管道系统吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力。3）管道系统水冲洗时，宜以最大流量进行冲洗，流速不得小于1.5m/s。4）水冲洗后的管道系统，用目测排除口的水色和透明度，应以入口水色和透明度一 致为合格。5）管道系统空气吹扫时，利用生产装置的仪表空气进行间断性吹扫。吹扫时应以最 大流量进行，空气流速不

28、得小于 20m/s。6）管道系统在空气吹扫过程中，应在排除口用白布或涂白色油漆的靶板检查， 在5min 内，耙板上无铁锈及其他杂物为合格。7）吹扫的顺序应按主管、支管、的顺序依次进行。吹出的脏物不得进入清理合格的 设备或管道内，也不得随地排放污染环境。8）经吹扫合格的管道系统，应及时恢复原状，并填写管道系统吹扫记录。4、管道气体泄漏性试验1）气体泄漏性试验应符合下列规定：a）泄漏性试验应在压力试验合格后进行，试验介质采用装置氮气。b）如果管道系统经气压试验合格，且在试压结束后没有拆卸过，可不进行泄漏性 试验。2）气体泄漏性试验的试验压力应逐级缓慢上升，当达到试验压力时，停压10min,用涂刷中

29、性发泡剂的方法，检查所有密封点，无泄漏为合格。3）管道系统气体泄漏性试验合格后，应及时缓慢泄压，并填写试验记录。八、施工质量保证措施1. 压力管道质保体系：质保工程师：陈 良材料责任工程师：杨继庆管道责任工程师：朱红强质检责任工程师：孙韦慈焊接责任工程师：李力生各施工班组2. 建立完整的项目压力管道施工质量保证体系，该体系内的所有人员必须在体系质 保工程师的领导下开展压力管道的施工与管理工作，要做到责任到人，管理到位, 确保质量保证体系的正常运转。3. 踏勘检修现场，熟悉现场条件，编制切实可行的施工技术措施来指导施工。4. 向施工班组进行详细的施工技术交底，使施工人员明白项目质量目标、施工方法

30、、 施工质量控制重点和要点。进行必要的焊接工艺评定，开展特殊工种的培训考试 工作，做到焊接工艺评定覆盖率100%特殊工种上岗持证率100%5. 加强过程监控力度，发现问题及时整改，严格按照施工图纸、施工规范和施工技 术文件进行施工，任何现场修改、材料代用必须取得设计的同意，严禁自行改变 施工图纸或降低使用标准。6. 牢固树立“质量第一”质量就是效益、质量就是企业生命的思想，坚持高标准、 严要求，加强内部管理，严格执行上海炼油厂（装置检修）的规章制度，使装置 检修达到优质、安全、高速、文明的目的。7. 坚持“三检一评”制度和工序交接检查制度。强调施工人员认真做好自检工作， 并做好相应记录。班组之

31、间做好互检工作。8. 施工资料应与现场实际施工情况相吻合，并且必须与现场实际情况同步。九、安全生产与文明施工1.安保体系：2. 遵守中国石化集团高桥分公司上海炼油厂的安全管理规章制度及公司的有关安全 方针、安全目标及有关安全规定。3. 检修之前,凡参加检修的全体人员必须经过安全教育方可进入施工现场。4. 进入施工现场必须随身携带05年安全承诺书和特殊工种操作证，戴好安全帽，按 规定着装。5. 施工班组必须做好每天的施工记录。 班前安全讲话做到“三交一清”（交施工任务、 交作业环境、交安全注意事项，清楚员工的身体状况）。6. 施工前必须开好作业票，在作业票要求的范围内施工。7. 施工人员在参加施工过程中应严格执行大级工负责制及互联互保制，严禁违章和冒险作业，认真搞好文明施工。8.