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石油化工工艺管道安装工序与方法

时间:2020-11-28 09:35:21作者:

石油化工管道安装是一项比较复杂的专业,其特点是安装工程量大,质量要求高,施工周期长。随着近年来的技术进步和发展,新的施工方法不断采用,同时,国家颁布了新的验收规范,工艺管道的施工工序内容,加工方法、工程质量验收标准等都有所变化。


一、施工前的准备


(一) 工艺管道施工准备一般包括技术准备、物资准备和施工队伍准备。具体工作如下:


1.熟悉、审查图纸及设计文件,并适时参加设计交底。


2.摸清工程内容、工程量和工作量。


3.编制管道工程施工技术方案,并组织技术交底。


4.组织焊接工艺试验与评定。


5.准备施工机具及工装设施。


6.组织施工队伍,对于新材料施工,做好施工人员的培训工作,使其掌握技术操作要领,保证工程质量。


7.水、电、气(汽)、铺设道路应满足施工需要。


(二) 通过以上具体工作,保证管道工程达到下列条件:


1.管道工程设计资料及文件齐全,施工图纸经会审。


2.施工方案或技术措施已经批准。


3.现场预制厂已具备预制条件,临时设施满足施工需要。


4.管材、管件、阀门等的储备量已达60%以上,其它材料也有适当储备,并能陆续进入现场,保证连续施工。


5.施工机具可按计划进点,并能保证正常运转。


6.施工人员已经过培训或技术交底,并可随时按计划调集。


7.土建工程及设备安装进度已能满足管道施工要求。


二、管道施工工序和方法


各类专业的管道,由于各地区、部门施工单位的机械装备和管理水平的不同,具体的施工方法也不**相同,下面简要地介绍工艺管道一般的施工工序和方法。


我们通常把施工中不可缺少,而且独立存在的操作过程,理解为施工工序。概算指标是在行业预算定额基础上,对预算定额子目进行的综合,包括的工序主要有管材安装、管件安装、法兰安装、水压试验、X射线无损探伤、γ射线无损探伤、焊缝热处理、泄漏性试验和管道吹洗等。


(一) 管道安装工序的组合


管材、管件、法兰安装组合了管材、管件的清理检查、管材调直、管材切割、坡口加工、焊接等工序。


1管材、管件的清理检查:


管材在安装前应进行清理和检查,清除污垢和杂质,并应按国家现行规范规定进行外观检验,不合格者不得使用,管材的检验主要有以下几点:


(1) 按设计要求核对管子的规格、数量和标记。


(2) 管子的质量证明书,对质量书有异议的,在异议未解决前,该批管子不得使用。


(3) 管子是否有裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮等缺陷。


(4) 螺纹、密封面、坡口的加工精度及粗糙度应达到设计要求或制造标准。


(5) SHA级管道中,设计压力等于或大于10MPa的管子外表面应按规定逐根进行无损探伤,不得有线性缺陷。


2管材调直


管材出厂后,一般都要经过多次的长途和短途运输,到达使用地点。在运输装卸过程中,对管材的碰撞和摔压,是很难避免的,因此造成管材变形。为了使管道施工达到验收标准,基本上做到横平竖直,就须对管材进行调直。常用的调直方法有人工调直和半机械化调直。直径较小的管材,一般用人工调直;直径大于50mm的管材,采用丝杠调直器冷调,特殊情况有时需要加热后调直;当管材直径大于200mm时,一般不易弯曲变形,因此很少需要调直。


3管材切割


管材切割,也称为切管或切口,管材切管的目的,是在较长的管材上,切取一段有尺寸要求的管段。根据规范的要求,不同材质的管道,应采用不同的切割方法。


碳素钢管、合金钢管宜采用机械方法切割。当采用氧乙炔火焰切割时,须保证尺寸正确和表面平整。


不锈钢管、有色金属管应采用机械方法或等离子方法切割。不锈钢管及钛管用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片。


镀锌钢管宜用钢锯或机械方法切割。


管材的切割是比较重要的一道工序,管材切口的质量,对下一道工序坡口加工和管口组对都有直接影响。


4坡口加工


坡口加工,是为了保证管口焊接质量而采用的有效措施。坡口的型式有多种,选择那种坡口型式,要考虑以下几个方面:


(1) 能保证焊接质量;


(2) 焊接时操作方便;


(3) 能够节省焊条;


(4) 防止焊接后管口变形。


管道焊接常采用的坡口型式有以下几种:


(1) I型坡口;


(2) V型坡口;


(3) U型坡口。


I型坡口,适用于管壁厚度在3.5mm以下的管口焊接。根据壁厚情况,调整对口的间隙,以保证焊缝焊透。这种焊缝,管壁不需要倒角,实质上是不需要加工坡口,只要管材切口的垂直度能够保证对口的间隙要求,就可以直接对口焊接。


V型坡口,适用于中低压钢管焊接,坡口的角度为60°~70°、坡口根部有钝边,其高度为1~2mm。


U型坡口,适用于高压钢管焊接,管壁厚度在20-60mm之间。坡口根部有钝边,其厚度为2mm左右。


管子的坡口加工形式和尺寸应符合设计文件规定。管道坡口加工宜采用机械方法,也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法。采用热加工方法加工坡口后,应除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层,并应将凹凸不平处打磨平整。


SHA级管道的管子,应采用机械方法加工;SHB级管道的管子,宜用机械方法加工。当采用氧乙炔焰或等离子切割时,切割后须除去影响焊接质量的表面层。


5焊接


焊接是管道连接的主要形式,焊接方法有很多种,常用的有气焊、电弧焊、氩弧焊、氩电联焊和二氧化碳气体保护焊。


管道在焊接以前,要检查管材切口和坡口是否符合质量要求,然后进行管口组对,组对时应做到内壁齐平,内壁错边量应符合规定。规定要求,一般管道不宜超过壁厚的10%,且不大于2mm;SHA级管道不宜超过壁厚的10%,且不大于0.5mm;SHB级管道不宜超过壁厚的10%,且不大于1mm。组对好的管口,先进行点焊,根据管直径大小,点焊3至4处,点固后的管口再进行焊接。


(二) 焊缝的检验


管道每个焊口焊完以后,都应打掉焊缝上的渣皮和两边的飞溅物,并将焊缝表面清理干净,进行外观检验,查看焊缝是否有裂纹、气孔、夹渣等缺陷,管道焊缝的外观检验质量应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236)的有关规定。


焊缝表面无损检验应按设计文件的规定,进行磁粉或液体渗透检验。当发现焊缝表面有缺陷时,应及时消除,消除后应重新进行检验,直至合格。规定管道焊缝须进行射线照相检验或超声波检验,要对参加焊接的每个焊工所焊的焊缝,按规定比例抽查检验,下列管道焊缝应进行100%射线照相检验,其质量不得低于II级:


(1) 输送剧毒流体的管道;


(2) 输送设计压力大于等于10MPa或设计压力大于等于4MPa且设计温度大于等于400℃的可燃流体、有毒流体的管道;


(3) 输送设计压力大于等于10MPa且设计温度大于等于400℃的非可燃流体、无毒流体的管道;


(4) 设计温度小于-29℃的低温管道;


(5) 设计文件要求进行100%射线照相检验的其它管道。


在每条管道上,抽查探伤的焊接接头,不能少于一个焊口。如发现某焊工所焊的焊口不合格时,应对其所焊的焊缝按规定比例加倍抽查探伤,如果仍不合格时,对其在该管线所焊的焊缝**进行无损探伤。所有经过无损探伤检验不合格的焊缝,须进行返修,返修后的焊缝仍按原规定方法进行检验。


管道各级焊接接头射线检测百分比,当设计未规定时,可按表1的规定执行。


由于现行规范对焊缝的质量要求较高,为了保证焊缝的质量,焊工要配备手提电动砂轮机,在焊接过程中对焊缝层间出现的夹渣、气孔等缺陷,随时用砂轮磨掉、再继续焊接。


注:① 液化烃的焊接接头,射线检测数量不应少于20%。


② 苯、高度危害介质焊接接头,射线检测数量不应少于40%。


③ 在被检测焊接接头中,固定焊的焊接接头不得少于检测数量的40%,且不少于1个。


(三) 管道压力试验


在一个工程项目中,某个系统的工艺管道安装完毕以后,就可以按设计规定,对管道进行系统强度试验和气密性试验,其目的是为了检查管道承受压力情况和各个连接部位的严密性。一般输送液体的管道都采用水压试验,输送气体的管道多采用气体进行试验。


管道压力试验之前应具备以下条件:


(1) 试压范围内的管道安装工程除涂漆、隔热外,已按设计图纸**完成,安装质量符合有关规定。


(2) 管道上的膨胀节已设置了临时约束装置。


(3) 试验用压力表已经效验,并在周检期内,其精度不得低于1.5级,表的满刻度值应为测至大压力的1.5~2倍,压力表不得少于两块。


(4) 符合压力试验要求的液态介质或气体已经备齐。


(5) 按试验的要求,管道已经加固。


(6) 对于输送剧毒流体的管道及设计压力大于等于10MPa的管道,在压力试验前,规范规定要求的资料已经复查。


(7) 待试管道与无关系统已用盲板或采取其他措施隔开。


(8) 待试管道上的安全阀、爆破板及仪表元件等已经拆下或加以隔离。


(9) 试验方案已经批准,并已进行了技术交底。


1液体压力试验


液压试验,在一般情况下都是用清洁的水作试验,如设计有特殊要求时,按设计规定进行。


水压试验的程序,首先作好试验前的准备工作。安装好试验用临时注水及排水管线;在试验管道系统的高点和管道末端,安装排气阀;在管道的低处安装排水阀;压力表应安装在高点,试验压力以此表为准。


管道上已安装完的阀门及仪表,如不允许与管道同时进行水压试验时,应先将阀门和仪表拆下来,阀门所占的管线长度用临时短管线连接起来串通;管道与设备相连接的法兰中间要加上盲板,使整个试验的管道系统成封闭状态。


上述这些准备工作完成以后,开始向管道内注水,注水时要打开排气阀,当发现管道末端的排气阀流水时,立即把排气阀关好,等全系统管道高点的排气阀也见到流水时,说明全系统管道已经**注满水,把高点的排气阀也关好。这时对全系统管道进行检查,如没有漏水现象,就可升压。升压时应缓慢进行,达到规定的试验压力以后,停压10分钟,经检查无泄漏,目测管道无变形为合格。


各种管道试验时的压力标准,一般设计都有明确规定,如果没有规定可按管道施工及验收规范的规定进行。


试验的管道,按规定检查合格以后,要把管内的水放掉,排水前应先打开管道高点排气阀,再打开排水阀,把水放入排水管道。拆除试验用临时管道和连通管及盲板,拆下的阀门和仪表复位,连接好所有法兰,填写管道系统试验记录。


管道压力试验,如环境气温低于0℃时,放水后管道应即时用压缩空气吹干,避免管内积水冻坏管道。


2气体压力试验


根据SH3501规定,下列管道方可进**压试验:


(1) 公称直径小于或等于300mm、试验压力小于或等于1.6MPa的管道系统;


(2) 公称直径大于300mm、试验压力等于或小于0.6MPa的管道系统。


气压试验所用的气体,大多数为压缩空气或惰性气体。试验前须用空气进行预试验,试验压力宜为0.2MPa。试验时,其压力应逐级缓升,当压力升到规定试验压力一半时,如未发现异状或泄漏,继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3分钟,直到试验压力,稳压10分钟,再将压力降至设计压力,停压时间应根据查漏工作需要而定。以发泡剂检验不泄漏为合格。


(四) 泄漏性试验


输送剧毒流体、有毒流体、可燃流体的管道须进行泄漏性试验。泄漏性试验应按下列规定进行:


(1) 泄漏性试验应在水压试验合格后进行,试验介质宜采用空气。


(2) 泄漏性试验压力应为设计压力。


(3) 泄漏性试验可结合试车工作,一并进行。


(4) 泄漏性试验应检验阀门填料涵、法兰或螺纹联接处、放空阀、排气阀、排水阀等。以发泡剂检验不泄漏为合格。


(5) 经气压试验合格,且在试验后未经拆卸过的管道可不进行泄漏性试验。


(五) 管道的吹扫和清洗


管道系统压力试验合格后,应进行吹洗。吹洗的方法应根据对管道的使用要求、工作介质及管道内表面的脏污程度确定。公称直径大于或等于600mm的液体或气体管道,宜采用人工清理;公称直径小于600mm的液体管道,宜采用水清洗;公称直径小于600mm的气体管道,宜采用空气吹扫;蒸汽管道应以蒸汽吹扫;非热力管道不得用蒸汽吹扫。


管道系统吹洗前,应符合下列要求:


(1) 不应安装孔板、法兰联接的调节阀、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等,对于焊接的上述阀门和仪表,应采取经旁路或卸掉阀头及阀座加保护套等保护措施。


(2) 应检验管道支、吊架的牢固程度,必要时应予以加固。


(3) 不允许吹洗的设备及管道应与吹洗系统隔离。


管道吹洗的顺序应按主管、支管、疏排管依次进行,吹洗出的赃物,不得进入已合格的管道。清洗排放的脏液不得污染环境,严禁随地排放。


1水冲洗


工艺管道中凡是输送液体介质的管道,一般设计要求都要进行水冲洗。冲洗所用的水,常选用饮用水、工业用水或蒸汽冷凝水。冲洗时宜采用大流量,水在管内的流速不应小于1.5m/s,排放管的截面积不应小于被冲洗管截面积的百分之六十,并要保证排放管道的畅通和安全。水冲洗要连续进行,冲洗质量应符合设计规定,如设计无明确规定时,则以出口的水色和透明度与入口的水目测一致为合格。


2空气吹扫


工艺管道中凡是输送气体介质的管道,一般都采用空气吹扫,忌油管道吹扫时要用不含油的气体。


空气吹扫应利用生产装置的大型压缩机,吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力,流速不宜小于20m/s。


空气吹扫的检查方法,是在吹扫管道 的排气口,设置用白布或涂有白漆的靶板来检查,如果在五分钟内靶板上无铁锈、尘土、水分及其他杂质,应为合格。


3蒸汽吹扫


蒸汽吹扫这种方法,适用于输送动力蒸汽的管道,因为蒸汽吹扫温度较高,管道受热后要膨胀和位移,在设计时就考虑了这些因素,在管道上装有补偿器,管道支架吊架也都考虑到受热后位移的需要。输送其他介质的管道,设计时一般不考虑这些因素,所以不适用蒸汽吹扫,如果须使用蒸汽吹扫时,**要采取必要的措施,并应检查管道热位移。


蒸汽吹扫,开始时先输入管内少量蒸汽,缓慢升温暖管,及时排水,经恒温一小时以后再进行吹扫,然后停汽使管道降到环境温度,再暖管升温、恒温,进行第二次吹扫,如此反复不少于三次,吹扫时宜采用每次吹扫一根的方法。如果是室内吹扫,蒸汽的排气管道**要引到室外,并且要架设牢固。排气管的直径应不小于被吹扫管的管径。


蒸汽吹扫的检查方法,中、高压蒸汽管道和蒸汽透平入口的管道,要用平面光洁的铝板靶,低压蒸汽用刨平的木板靶来检查,靶板放置在排气管出口,按规定检查靶板,无脏物为合格。


4管道脱脂


某些管道因输送介质的要求,不允许有任何油迹,要进行脱脂处理。脱脂前应根据管道规格、工作介质、脏污程度及现场条件等,制定脱脂方案,对于有明显油迹或严重锈蚀的管子、管件等,应先经蒸汽吹洗、喷砂或其他方法清除油迹、铁锈,然后再进行脱脂。脱脂剂应按设计要求选用,并具有合格证明书。管道脱脂的现场选择,可以是室内,也可以是室外,但不应被雨、雪、尘土污染。


5酸洗和钝化


内表面有特殊清洁要求的管道,一般在投产前进行酸洗,钝化根据需要,一般先酸洗,后进行钝化工序处理。管道内有明显的油斑时,酸洗前应进行必要的预除油处理,酸洗液应按规定的配方和顺序进行配制,并应搅拌均匀,酸洗时应防止发生漏酸事故,操作人员应有必要的防护,酸洗后的废水、废液须经处理,符合环保要求后,方可排放。对于酸洗和钝化的管道,检验合格应及时将管道封闭,采取保护措施,防止重新被污染。


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来源:今日头条

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