空分裝置氧氣管道的施工

張志良

我在2005年2月到2008年10月間參與了湖南岳陽煤氣化工程的48000標立空分裝置和福煉一體化兩套40000標立空分裝置工藝管道施工技術管理工作，對空分裝置的氧氣管道的施工有了一定的認識。以上裝置均采用LINDE公司的技術，管道材質為304L和00C r19Ni10，主要口徑為DN250和DN200。

氧氣在煉鋼廠、化肥廠等工廠應用廣泛。氧氣有助燃的作用，如管道內的油脂含量超標或雜質過多就有可能在氧氣管道內燃燒乃至發生爆炸。所以氧氣管道施工的重點為控制管道內的油脂含量和清潔度。以下的各個施工步驟都圍繞這兩個重要控制點進行。

一氧氣管道的材料檢驗：

1、管道組成件及管道支承件必須具有制造廠的質量證明書，其質量不得低于國家現行標準的規定。

2、管道組成件及管道支承件的材質、規格、型號、質量應符合設計文件的規定，并應按國家現行標準進行外觀檢驗，不合格者不得使用

3、管子、管配件和閥門等材料應在制造廠內脫脂合格并應有合格報告

4、管子、管配件和閥門等材料到場后應對管道內部清潔度進行抽檢，清潔度要求應符合林德標準LB 141-74要求。

5、閥門試驗應采用無油氣體作為試驗介質，閥門密封面不得抹防銹油。

6、管子、管配件和閥門等材料進場后應及時封口，不得使污染物進入內部。

二、管道加工

1、管道切割應采用機械加工或等離子切割

2、采用機械加工時內外表面容易受到切割時的油污染，在接下來的脫脂工作要處理干凈。

3、采用等離子切割時產生的煙氣及氧化物容易發附著在管道內表面，不易清除。可采用在水中切割管子，切割時產生的煙氣及氧化物均在水中，或采用將浸滿水的石棉布伸到切割的部位，注意應保證在切割的部位應塞滿。采用以上兩種方法均能解決煙氣及氧化物容易發附著在管道內表面的問題。

4、切口表面應平整，無裂紋、重皮、毛刺、凸凹、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等。

5、坡口角度應控制在30-35度之間

三、管道的預制焊接及組對

1焊工應選擇焊接技能比較好，合格率比較的焊工。在焊接之前對每位焊工做一個試件，考查焊工的焊道根部成形如何，由于焊縫根部余高太高，高速氧氣會對其沖刷造成粉塵狀顆粒掉落，積聚在管道內有可能產生燃燒或爆炸。選擇焊道根部成形好的地焊工進行氧氣管道焊接作業，而且不得更換。

2、管道焊接時的背面沖氬保護工作特別重要，所使用的氬氣的純度必須保證在99.99％以上，不然焊接時焊道內表面氧化嚴重，影響管道內部清潔度。

3、焊接時焊工應密切注意焊道根部的成形情況，如焊縫余高太高，應及時磨除根部焊縫余高不得超過2毫米。

4、組對時應結合單線圖及現場情況預制，直管段對直管段不得超過兩根，以免影響到現場沖氬。根據現場情況決定固定口及預制口。

5、管道組對內壁錯邊量不宜超過壁厚的10％，且不大于2mm

6、預制完的管段應及時封口，不得使污染物進入管段內部

7、應做一個焊接試件，每瓶氬氣在使用前應看看氬氣純度是否合格。

四管段的脫脂

1、脫脂劑選用三氯乙烯，不得使用四氯化碳作為脫脂劑。

2、根據到的管子長度作一個脫脂槽，將脫脂劑加到能淹沒管子的深度，將管子及管配件放入脫脂槽內。脫脂中過程中使管道反復轉動，從而使管道脫脂充分；局部位置，也可采用擦洗脫脂法，浸泡半小時撈出，晾干后應及時封口，不得使污染物進入管段內部。

3、長的直管段可采用鋼絲綁上布頭，放人管道內部來回脫動達到清洗的目的。

4、氧氣管道材料要進行油脂抽樣分析。油脂含量符合LINDE技術要求。與氧氣接觸的管道、管件、附件等表面，其油脂的殘留量不得超過120mg／m2。

5、采用佛山分析儀廠OCMA—220型油脂分析儀，使用時按配置標準液、儀器零位標準、量程選擇、量距校準順序進行，管道(件)擦拭表面積應符合要求，不得小于計算面積。

6、脫脂合格后出具脫脂報告。

五、現場安裝的焊接及組對

由于現場的氧氣管道長度比較長，而且有不少彎頭，現場整體脫脂有一定的困難。采用預制廠脫脂，現場控制焊道附近的清潔度的方法。

所有管段材料應盡量在預制場下料結束。

打磨坡口時應在管道內部加一塊略大于管道內徑的厚度為3厘米潔凈海綿塊。防止打磨時的屑末進入管道內部。每次打磨完后將海綿塊取出清洗干凈。

為了保證現場安裝時管道內部沖氬質量，應盡量使充氬部分體積小，可采用如下的方法充氬，將厚度為3厘米的海綿塊制作成兩塊比管道內徑大3厘米的圓塊，用兩根螺栓分別穿過海綿塊，兩邊分別加一個砂輪片，再用螺帽固定住，這樣就做成兩個隔斷塊，可以相對隔斷空氣及方便叢管道中取出。現場對口時將一個海綿塊塞入焊道的一頭，距離焊縫30厘米左右，以免焊接時將海綿塊烤糊。將另一個海綿塊塞入焊道德另一端，兩個海綿塊之間用一根長度約70厘米鐵鏈連接，鐵鏈外用塑料管套住，以免污染管道。后一個海綿塊通入氬氣管，再用一根鋼絲連上，以便焊接完后從管道內將這兩個海綿塊拉出。這樣就能使充氬體積達到盡量小。

現場焊接時為了充氬的體積小，達到良好的充氬效果，采取管線的一端倒著干到管道的另一端。為了保證充氬效果，管段不宜超過10米，以便海綿塊容易從管道內拉出來。

焊接完畢后應等焊道冷卻后再將海綿塊拉出，并應檢查是否有破損或有遺漏在管道內，如有應設法取出。

管道系統上的附屬的小管線隨主管段一起干完。

管道施工時如遇無損檢測不合格需返口時應根據缺陷的所在位置采取一定的返口措施，如遇根部缺陷應小心謹慎。盡量不使返口時將屑末進入管道內部。

焊接每道焊口前應檢查兩個管段的清浩度，如不合格應重新清洗。

六、管道系統的強度試驗

1、氧氣管道強度試驗的試驗介質采用無油干燥氣體，可選用氮氣或空氣。

2、試驗壓力取管道系統設計壓力的1.15倍，由于高壓氧氣系統的設計壓力為8.4MPa，試驗壓力達到9.66MPa，壓力比較高危險性比較高

3、強度試驗前應組織技術交底。

4、管道強度試驗系統應設立一個安全閥和一個緊急排放口，安全閥的起跳壓力為強度試驗壓力的1.05倍，且壓力標定合格有合格證，如試驗過程中如遇緊急狀況可打開緊急排放口釋放系統壓力。

5、試驗區域附近應設置明顯的警戒標志，用警戒繩將試驗區域圍起來，與試驗無關人員不得人內。

6、升壓過程如下：先將整個系統壓力升到0.3 MPa進行預試驗，檢驗合格再升到試驗壓力的0.5倍，停壓檢查；合格后再按10％試驗壓力升壓，每次升壓停3-5分鐘觀察壓力是否異常變化；最后升到試驗壓力，保壓10分鐘，降至設計壓力保壓30分鐘，檢查焊道、管道本體、密封面是否有泄漏，如無泄漏則為試驗合格。

7、升壓過程中如有泄漏，應泄壓處理，不得帶壓處理泄露。

8、試驗過程中使用中性發泡劑混合水檢查焊道密封面。

七管道系統的吹掃

1、管道系統應采用干燥無油氣體吹掃，吹掃壓力應在0.4—0.6MPa之間，不得超過0.6MPa。用爆破的方法進行吹掃，即在管道系統在一定壓力下突然釋放壓力，使管道中的雜質隨氣流帶走。

2、在管道系統上拆開一個與主管一致的法蘭口，法蘭口上再把上一塊規格一致的法蘭，中間加石棉板，等管道里面達到一定的壓力時，石棉板就會被吹破，管道內的雜質就會被帶出，達到爆破的效果。

3、石棉板的厚度可根據現場壓力及管道口徑決定。

4、在爆破區域附近應做警戒標志，在爆破區域應用警戒繩圍起，無關人員不得進入，以免受到損害。

通過以上的工作程序，湖南岳陽煤氣化工程的48000標立空分裝置和福煉一體化兩套40000標立空分裝置的氧氣管道的施工質量是受控的，這也保證了這幾套空分裝置的順利中交，現在這幾套空分裝置都已生產出合格產品。