加氢裂化高压管道施工工法

加氢裂化高压管道施工工法PAGEPAGE9加氢裂化高压管道施工工法作者简介：冀林柱同志1968年毕业于北京石油学院有机系，现任第三工程公司总工程师，高级工程师。多年来，该同志一直从事石油化工装置施工的技术和技术管理工作，并曾组织审核过多项工法及主笔编制了《大型塔器分段倒装整体吊装工法》，该工法被建设部评为96年度国家级（一级）工法。本工法和《顶烧转化炉安装工法》被评为98年度总公司（二级）工法。该同志先后在有关杂志上曾多次发表过施工论著，其中“10000m3球罐施工技术和质量控制“获石油工程建设杂志优秀论文一等奖。一、前言加氢裂化是高温、高压、临氢催化工艺过程，是重油轻质化的重要手段之一。它具有产品结构灵活，中间馏分产率高，产品质量好，对市场要求应变能力强等特点。高压管道是加氢裂化装置施工的关键和重要组成部分。其特点是施工工艺复杂、难度大、质量要求高。本工法采用工厂深度预制；用计算机绘制《单线图》，计算机排料并制作《排料表》；以《工艺卡》为核心，各种记录为见证，实现了全过程的可追塑性；且工期短、成本低、质量好。二、适用范围本工法适用于180万吨/年～80万吨/年高压加氢裂化装置（设计压力9.98Mpa～24.71Mpa,设计最高温度495℃；介质为H2、油、烃类、碱液（二硫化碳）的高压管道施工。管道的钢种类别为：A106，C—0.5Mo,1.25Cr—0.5Mo,2.25Cr—1Mo,TP321。也可适用于同类材质和工艺条件接近的管道施工，如加氢精制等装置工艺管道的施工。三、特点与原理1、本工法采用了工厂深度预制，实现了与国际施工贯例接轨。2、本工法采用计算机绘制《单线图》，用计算机进行“排料”，科技含量高。3、本工法在分析管道施工的实质是将管段、管件、配件以“接口”的形式进行连接（焊接和螺栓联接）的基础上，制定了以“接口”为单位的《工艺卡》，对管道施工实施管理。4、本工法在认真分析工艺参数（高温、高压、临氢状态）的特点，特别是对氢腐蚀和氢的爆炸极限范围大（4.1%～74.2%）的基础上提出了以无泄漏为目标的管理思路和实施措施。5、以回火参数[P]确定低合金耐热钢的热处理规范。根据低合金耐热钢易出现消除应力裂纹确定热处理与无损检测的先后顺序。四、施工工艺1、预制施工工艺对DN≥150的管道要在工厂预制（生产基地的管道预制厂）。DN＜150的管道在现场预制场预制。预制施工工艺如图1：技措编制交底原材料领出与运输单线图绘制机具准备阀门试压焊接工艺评定材料配件复验编号管段表制作焊工培训考试计算机排料排料表制作下料切割组对（2）焊接（2）热处理与无损检测包装运输图1注：1）预制管径可根据具体情况确定。也可定为DN100或DN80。2）焊接、热处理、无损检测详细程序见图2中1）2）3）。2、焊接程序见图2中1）2）3）。焊接程序主要是以保证焊接接头质量和缺陷的检出率为目的而规定的焊接，热处理和无损检测的先后顺序。组对S≥25.4T≤0℃S＜25.4预热T＞0℃定位焊预热焊接S≥19热处理S＜19S≥25.4NY硬度检测NYNRTNYNMT图21）A106施焊程序S—管壁厚；T—环境温度坡口PT检查预热预热定位焊充氩焊接热处理YN硬度检测YRTNYNUTYNMT图22）C—Mo钢、Cr--Mo钢施焊顺序组对预热T＜0℃定位焊充氩预热T＜0℃焊接RT热处理PT酸洗钝化图23）TP321施焊顺序3、安装施工程序见图3：预制管检查验收相关作业工序交接预制件吊装就位支、托、吊、架试压方案制作安装编制批准固定口焊接热处理、无损检测试压前联合检查确认已达到试压条件单机试运分系统进行水压刷油保温强度和严密试验分段吹扫气密试验方案编制、批准分系统进行气密试验图3五、管理与作业要点1、管理要点：1）关于到货验收与编号到货的管材、管件、配件除按SHJ501的有关规定进行验收检查外，还要对逐根管子、逐个配件进行唯一的“编号”并建立管理台帐。“编号”由材质代号、公称直径、等级号、顺序号组成。如S、S—200—160—1，表示材质为TP321，公称直径为200，等级号为SCH160，1表示顺序号。其它材质代号为C、S表示A106，P22为2.25Cr—1Mo。P11为1.25Cr—0.5MO，台帐的内容为：序号、“编号”、管子长度、壁厚、到货日期、合格证号、目视检查结果、尺寸检查结果、力学性能试验结果，化学分析结果，并各有相应的确认人和时间。哪根管子或配件进行了检验就填到该管子或配件的相应表格中。合格的管子和配件必须作出纵向色标。2）《单线图》《管段表》《排料表》《单线图》上除常规要求（如焊口位置、焊口编号、尺寸、材料表，“inD”数，焊材等）外，还要增加静密点编号和“管段号”。所谓“管段号”是该管号每一管段的编号。如管号为P1101公称直径DN200共有三段，DN150共两段，等级均为SCh160，材质为P22，则管段号为P1011—200/P22--1，P1011—200/P22--2，P1011—150/P22—1，P1011—150/P22—2。《管段表》是将所有高压管道的《管段号》汇总，注明长度，并将同材质、同规格的管段号排在一起，以便计算机排料。计算机排料的依据是同材质、同规格到货管材的根数和每根的长度（由《材料到货验收与编号》提供）以及《管段表》。通过计算机排料后可制作出《排料表》。该《排料表》明确表示出管子编号、规格、材质、长度应下料的“管段号”和长度，作为集中下料的依据。3）工艺卡：《工艺卡》是以“接口”为单位编制的，即每一个“接口”有一张《工艺卡》，《工艺卡》中有管线号、接口编号（与《管段图》相一致），需要操作者填写的有：材料、配件、阀门编号，以下分别为各工序及其操作者、作业日期和检查确认人。《工艺卡》按工序流转，最后交施工员。4）焊接与热处理焊接与热处理要求见表1，表2。焊接工艺参数(一)表1钢种焊接方法坡口设计坡口加工与检验焊材选配预热与层间温度A106TiG+SMAWS＜17V形S≥17双V形机加工TGS-50LB-47S≥25.4100℃S＜25.4环境温度＜0℃30-50℃层温＞100℃C-0.5Mo机加工100%PTTGS-M+CMA-76100-150℃25Cr—0.5Mo机加工100%PTTGS-1CM+CMA-96150-200℃25Cr—1Mo机加工100%PTTGS-2CM+CMA-106200-250℃TP321机加工TGS-347NS—37环境温度＜0℃30-50℃层温≤150℃焊接工艺参数(二)表2焊接规范参数热处理参数电流A电压V线能量kJ/cm管壁厚mm恒温温度℃恒温时间h升温速度℃/h降温速度℃/h硬度HBA10690～18014～2610～4519≤S≤25.4S≥25600～65012200200C-0.5Mo90～18014～2610～40S≤2525＜S≤3232＜S≤43650～70023200150120200180150≤2001.25Cr-0.5Mo90～18014～2610～40S≤2525＜S≤3232＜S≤43700～75023200150120200180150≤2252.25Cr-1Mo90～18014～2610～40S≤2525＜S≤3232＜S≤43700～75023200150120200180150≤235TP32180～16013～2610～25S≤2520＜S≤3232＜S≤47850～900℃0.300.500.67220×25/S275×25/SPAGE14`5)静密封的管理：静密封副管理的要点是：静密封副的验收管理；使用过程中的防护管理;垫圈的安装和螺栓紧固管理。6)吹扫与气密：吹扫用“爆破法”，因止回阀为焊接阀，吹扫时介质流向应与阀门流向相一致。吹扫合格后，必须分系统进行气压严密性和泄漏量试验（包括主要设备）。7)为确保材料、配件、焊条不错用，在水压试验前应进行一次在线光谱分析。2、操作要点：1）坡口加工坡口必须用机械方法加工，在管道上开孔必须钻孔。2）减小接口应力尽量减小接口应力是保证焊接质量和防止静密封泄漏的关键。静密封副必须做到在自由状态下螺栓能顺利穿入。3）焊接阀门保护阀门与管段焊接时以及热处理时要用紫铜管缠绕在阀体上通水冷却保护阀门。4）关于热处理：C—Mo钢，Cr—Mo钢，特别是不锈钢，热处理时不得用一般镀锌铁丝或钢丝来固定加热器和热电偶，必须用不锈钢丝捆绑。DN≤40的焊口热处理,是将小管置于”合复”内,绳形加热器缠在“合复”外进行的。5）承插口的焊接：承插队口的焊接易于被忽视，必须引起注意。操作的要点是必须有1mm的间隙；必须焊两层；必须进行PT检查。6）TP321焊道及其两侧的酸洗钝化。TP321焊道及其两侧酸洗钝化前必须进行表面清理，不得有焊疤、飞溅、弧坑、机械损伤。酸洗时,时间不宜过长，用不锈钢丝刷将表面进行刷洗漏出金属本色即可。水冲洗要多次、反复进行彻底洗掉酸液。六、质量标准1、执行的规范：本工法的工程质量应符合《石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范》（SHJ501-85）及相关标准和设计文件的有关要求。2、质量控制要点：原材料（包括焊材）、配件的质量；焊接与热处理质量；静密封副的质量。七、劳动组织依据本工法工厂深度预制和管理难度大以及工艺复杂的特点，需建立配套的管理机构和质量保证体系。依据预制和安装作业时间、工序要求统筹安排劳动力。1、管理机构和质量保证体系：管理机构和质量保证体系如图4所示。管理人员必须相对稳定，从施工准备到完成交工资料，不得轻易更换。各级管理人员按有关规章制度，履行自己的职责。项目经理项目经理热处理责任热处理责任工程师1人质保工程师高压管道施工责任工程师高压管道施工责任工程师理化检验师1人无损检测负责人2人理化检验师1人无损检测负责人2人质量检验2人计划管理1人材料责任工程师1人热处理责任工程师1人焊接责任工程师1人管道安装施工员2人焊接责任工程师1人管道预制施工员1人1人1人图42、劳动力安排下表劳动力安排为高峰人数：表3焊工管工起重工探伤工机械工热处理工合计基地预制816462642现场预制安计22441218614116注：1、本表以100万吨/年加氢裂化为例安排劳动力。2、机械工包括吊车司机。八、主要施工机具以100万吨/年加氢裂化为例主要施工机具见表4。表4序号名称规格型号单位数量工厂预制现场预安1焊接设备焊机ZX7—200STAX7—300台64982远红外线焊条烘箱恒温焊条烘箱空气去湿机ZYH—100KQF—5A台2212213加工设备等离子切割机无齿锯管床坡口机钻床钻床LGK8—60SDJ600—1DN250—350D250以下φ100φ50台12121141314热处理设备温度控制器控温箱DJK—180DJK—3024245检测设备X光机Y射线仪磁粉探伤超声波探伤仪300EG—S2250EG—S2XX02502DL—ⅡADD—2DCTS—2612222322226试压设备试压泵压风车高压柱塞泵SY600SY35030Mpa3DISZ32/2524417吊装设备龙门吊汽车吊履带吊5t100t16t40t2121九、安全措施1、工厂预制、现场预制、现场安装应分别建立安全保证体系，明确岗位和责任。使各项安全管理制度能够落实。施工前必须组织一次安全交底，进行一次安全教育。2、加工作业加工作业前操作人员应对所用设备进行认真检查、加油、试运转，确保设备处于良好状态。机床、切割机、坡口机、钻床设专机专人并经培训取得上岗证。操作人员必须遵守各自的操作规程，开机后先空转，然后缓慢进刀并严格控制进刀量，作业人员应配戴防护镜，不得戴手套作业。3、组对与焊接作业焊机应处于完好状态。预制厂（场）作业时应在规定的区域内进行，注意吊车的作业范围，龙门吊的行走路线。组合的管段应放置平稳支撑牢固。安装口的组对焊接处必须有牢固的架设并经安全检查员确认挂牌后方可使用。4、热处理作业电加热设备必须接地良好，作业人员不得在高温和带电状态下进行缠绕加热带作业以防炀伤。5、无损检测作业无损检测作业区必须有明显标识并设专人进行监护，以防他人误入作业区，造成射线伤害。6、试压试压应严格遵守经批准的方案，组织要严密，升压要缓慢，试压区必须有标识。发现泄漏不得带压处理。7、吊装运输作业