潤(rùn)滑油裝置中打豬管道的設(shè)計(jì)及施工

李明（東華工程科技股份有限公司上海分公司，上海 200233）

潤(rùn)滑油裝置中打豬管道的設(shè)計(jì)及施工

李明（東華工程科技股份有限公司上海分公司，上海 200233）

打豬管道又叫通球管線，具有一管多用而物料間不會(huì)被污染、管道內(nèi)殘留少的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)輸管線和潤(rùn)滑油等介質(zhì)的生產(chǎn)裝置中。本文詳細(xì)介紹了打豬管道的設(shè)計(jì)要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工介紹了打豬管道的施工安裝注意事項(xiàng)。

潤(rùn)滑油；打豬管道；豬；豬發(fā)射器；施工

現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的高速發(fā)展，促使人們不斷提升潤(rùn)滑油的品質(zhì)，以適用于更苛刻的環(huán)境。潤(rùn)滑油的生產(chǎn)過(guò)程中要避免不同品種的潤(rùn)滑油交叉污染，而單管單用又會(huì)導(dǎo)致管線錯(cuò)綜復(fù)雜、難以布置，并會(huì)耗費(fèi)大量的資金。打豬管線（又稱通球管線，英文名Piggable line）就很好解決了以上難題，可以一管多用又不使物料相互交叉污染。下面結(jié)合我公司在浙江殼牌潤(rùn)滑油項(xiàng)目和馬石油濰坊工廠二期升級(jí)項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)EPC項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工，主要介紹一下打豬管道的設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)，以及打豬管道的通豬試驗(yàn)等過(guò)程。

1 潤(rùn)滑油工藝和打豬裝置的介紹

1.1 潤(rùn)滑油工藝的介紹

潤(rùn)滑油主要由基礎(chǔ)油和添加劑調(diào)配而成，潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝主要分為：原料油的存儲(chǔ)；潤(rùn)滑油的調(diào)配；成品潤(rùn)滑油的灌裝三部分。

基礎(chǔ)油主要由碼頭管道或者槽車卸至基礎(chǔ)油儲(chǔ)罐中，添加劑一般由罐車輸送卸至添加劑儲(chǔ)罐中。基礎(chǔ)油和添加劑由各自輸送泵經(jīng)過(guò)計(jì)量裝置按比例計(jì)量后送至調(diào)和裝置進(jìn)行調(diào)配。

目前潤(rùn)滑油的調(diào)配工藝主要有小批量自動(dòng)調(diào)配系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ABB）、同步計(jì)量調(diào)和系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SMB）、在線調(diào)和系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ILB）三種調(diào)和工藝。

調(diào)配完成的成品潤(rùn)滑油由輸送泵送至成品油儲(chǔ)罐進(jìn)行存儲(chǔ)。然后根據(jù)市場(chǎng)訂單需求，將成品油輸送至灌裝線進(jìn)行灌裝包裝，或者直接送至裝卸車站由散裝罐車外運(yùn)。

潤(rùn)滑油生產(chǎn)工藝主要為物理攪拌過(guò)程，工藝流程比較簡(jiǎn)單。但潤(rùn)滑油生產(chǎn)裝置也有其自身的特點(diǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中，為了避免不同型號(hào)的油品的交叉污染，確保各型號(hào)產(chǎn)品的質(zhì)量，潤(rùn)滑油裝置中采用打豬管線對(duì)公用管線進(jìn)行打豬，從而實(shí)現(xiàn)一管多用又不使物料相互交叉污染。

1.2 打豬裝置

一套打豬裝置主要包括豬發(fā)射器、豬接收器、豬、打豬管道、以及儀表控制元件等單元組成。

（1）豬發(fā)射器

豬發(fā)射器上有壓縮空氣接口、壓力表、快裝法蘭蓋（裝豬口）、排油口，工藝物料通過(guò)豬三通與豬發(fā)射器、打豬管道銜接。壓縮空氣接口接工廠合格的壓縮空氣以作為打豬時(shí)的動(dòng)力氣源，打豬氣源壓力一般為3～4Bar（G）。豬發(fā)射器示意圖見(jiàn)圖2-1和圖2-2。

圖2-1 豬發(fā)射器示意圖（大口徑）

圖2-2 豬發(fā)射器示意圖（小口徑）

（2）豬接收器

豬接收器上有物料收集管接口、快裝法蘭蓋（取豬口、含擋豬器）、豬檢測(cè)裝置、壓力表、放空口、排油口等，部分雙向打豬的豬接收器還接有壓縮空氣接口。當(dāng)打豬結(jié)束，管道內(nèi)壓力通過(guò)放空口釋放完成以后，可以通過(guò)豬接收器上的壓縮空氣將豬吹回至豬發(fā)射器中，以實(shí)現(xiàn)雙向打豬。僅具有收豬作用的豬接收器無(wú)壓縮空氣接口，豬直接從接收器端部取出。

物料收集管接口通過(guò)普通管道與儲(chǔ)罐相連，用來(lái)接收物料或者收集打豬清掃時(shí)管中的殘留物料，豬三通分支管上一般設(shè)置有擋板，防止豬誤入分支管。豬接收器示意圖見(jiàn)圖2-3。

另外，還有較為簡(jiǎn)易的擋豬器，僅作為擋豬用，不具有取豬的功能，打豬完成后需要用壓縮空氣將豬吹回至豬發(fā)射器，在豬發(fā)射器端部將豬取出。

圖2-3 豬接收器示意圖

（3）豬

豬，又名清管器。清管器類型主要有泡沫式清管器、皮碗式清管器、直板清管器、橡膠清管球、屈曲探測(cè)器等類型。

豬通常為一柱狀物，二端稍帶錐，一般由橡膠制成，既有一定的硬度，又有較好的彈性。其外徑比與之相配的被清掃的打豬管道的內(nèi)徑要大3至10毫米，以達(dá)到將打豬管內(nèi)物料徹底清掃干凈之目的。常見(jiàn)豬的照片見(jiàn)下圖2-4。

圖2-4 常見(jiàn)豬示意圖

2 打豬管道的規(guī)格尺寸

2.1 打豬管道、管件的設(shè)計(jì)要求

（1）打豬管道材質(zhì)一般采用20#，采用冷拔（冷軋）精密無(wú)縫鋼管，材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)GB3639，管道內(nèi)壁做珩磨處理，必須保證內(nèi)部光滑、無(wú)銹蝕、有金屬光澤、防銹措施良好，管口兩端封堵嚴(yán)密，內(nèi)外徑尺寸的允許偏差符合要求；

（2）打豬管道內(nèi)表面粗糙度要求：Ra≤3.2μm；

（3）打豬管道對(duì)內(nèi)徑、公差等要求，見(jiàn)表3-1打豬管道規(guī)格尺寸。

表3-1 打豬管道的規(guī)格尺寸

2.2 打豬彎頭的規(guī)格尺寸

（1）打豬彎頭的曲率半徑一般大于等于5D（D為管道公稱直徑）。且彎頭兩端保留一定直管段用于套管連接。一般DN250及以下打豬彎頭的兩端直管段長(zhǎng)度為250mm，DN300打豬彎頭的兩端直管段長(zhǎng)度為300mm。

（2）打豬彎頭內(nèi)表面粗糙度要求：Ra≤3.2μm；彎頭的橢圓度公差需滿足表3-2中要求。

（3）打豬彎頭出廠前，彎頭兩端外側(cè)作1.5×45°坡口，內(nèi)側(cè)作R2圓角；

（4）每個(gè)彎頭需逐一作通豬試驗(yàn)至合格。

表3-2 打豬彎頭的規(guī)格尺寸

DN80 DN100 DN125 DN150 DN200 DN250 DN300 88．9 114．3 141．3 168．3 219．1 273．1 323．8 365 570 705 840 1065 1250 1500 +/-1% +/-1% +/-1% +/-1% +/-1% +/-1% +/-1% +/-0．3% +/-0．4% +/-0．5% +/-0．6% +/-0．8% +/-1．0% +/-1．2%

2.3 打豬法蘭的規(guī)格尺寸

打豬法蘭一般采用突面帶徑對(duì)焊法蘭，壓力等級(jí)CL150，尺寸制作標(biāo)準(zhǔn)參照ANSI B16.5。

打豬法蘭內(nèi)壁粗糙度要求：Ra≤3.2μm；打豬法蘭內(nèi)側(cè)及端部?jī)?nèi)側(cè)作R2圓角。打豬法蘭的規(guī)格尺寸見(jiàn)表3-3。

表3-3 打豬法蘭的規(guī)格尺寸

2.4 套管（又稱袖管）的規(guī)格尺寸

普通焊接方法容易在管道內(nèi)壁留下焊瘤、焊渣，無(wú)法保證管內(nèi)壁粗糙度，因此打豬管道焊接采用套管焊接。將套管套在打豬管道外部，管道組對(duì)后，再將套管兩端與打豬管道焊接。套管同時(shí)起到了定位和固定作用。套管的規(guī)格尺寸見(jiàn)表3-4。

表3-4 套管的規(guī)格尺寸

3 打豬管道的施工

3.1 打豬管道的施工順序

管道的下料、切割→管道坡口加工→管內(nèi)清潔→組對(duì)安裝→點(diǎn)焊固定及套管焊接→支管連接→組段吊裝就位→管道支（吊）架安裝→管道吹掃→管道系統(tǒng)試驗(yàn)→打豬試驗(yàn)

3.2 管道的下料、切割

根據(jù)圖紙尺寸精確測(cè)量后劃線下料，下料采用帶齒鋸現(xiàn)場(chǎng)切割，局部區(qū)域（例如高空）可以采用砂輪機(jī)進(jìn)行切割，嚴(yán)禁采用火焰切割。切割時(shí)必須保證鋸齒或砂輪片與管子中心線垂直，以確保切割后管口端面與管中心垂直，從而保證管道平直度。

管道切割時(shí)，割口兩側(cè)進(jìn)行適當(dāng)封堵，以便阻擋飛濺物進(jìn)入。管子切割完畢，及時(shí)清理毛刺、卷邊、封堵物及管內(nèi)飛濺物，結(jié)合焊接套管寬度，將距離管口端面50mm（應(yīng)大于焊接環(huán)寬度）范圍內(nèi)的油脂、油漆、鐵銹等清理干凈。

鋼管在運(yùn)輸或保存過(guò)程中，如管口出現(xiàn)壓裂、變形等，下料前必須將變形及損壞部分切除。

3.3 坡口加工

管道下料完成后，需對(duì)管道端部?jī)?nèi)、外作坡口處理，坡口加工宜采用機(jī)械加工。管道組對(duì)端面的外坡口必須采用坡口機(jī)進(jìn)行加工；管道組對(duì)端面的內(nèi)坡口，采用電磨頭處理后，用鋼銼或內(nèi)磨頭進(jìn)行打磨。

管道組對(duì)端面坡口加工尺寸如下：

外坡口：DN100及以下打豬管道端部外側(cè)作2mm×30°斜坡口；DN250及以上打豬管道端部外側(cè)作4mm×30°斜坡口；

內(nèi)坡口：打豬管道端部?jī)?nèi)側(cè)作R2倒圓角處理，以保證管道連接處過(guò)渡平滑；打豬法蘭內(nèi)側(cè)及端部?jī)?nèi)側(cè)作R2倒圓角。

3.4 打豬管道內(nèi)部清潔

采用一根長(zhǎng)鐵絲，中間扎牢一塊抹布，來(lái)回拖擦管道內(nèi)壁，直至肉眼觀察、手摸上去光滑且無(wú)灰跡為合格。

3.5 管道的組對(duì)與焊接

打豬管道的組對(duì)分為直管（或彎管）與直管（或彎管）的組對(duì)、管道與法蘭的組對(duì)。

（1）直管（或彎管）與直管（或彎管）的組對(duì)與焊接

·打豬管道之間、打豬管道與彎頭、打豬彎頭之間的連接必須采用套管焊接，組對(duì)時(shí)不能留有間隙，錯(cuò)邊量應(yīng)控制在不大于管道壁厚的10%。組對(duì)時(shí)不允許強(qiáng)力對(duì)口，也不得采用減少管子外徑和擴(kuò)大套管內(nèi)徑的方法加以調(diào)整，組對(duì)前必須將套管預(yù)先套在打豬管道上，避免套管遺漏；

·考慮到小口徑打豬管道壁厚較薄，為防止?jié)M焊焊穿造成內(nèi)部產(chǎn)生焊瘤，打豬管道焊接采用如下方案：DN80及以下的打豬管道，對(duì)接時(shí)采用氬弧焊不少于三點(diǎn)均布定位焊，然后將焊縫余高磨平，再將套管移至焊縫的正中間，將套管與打豬管道每隔60°進(jìn)行點(diǎn)焊，然后對(duì)套管兩端的角焊縫連續(xù)焊接；

·DN100及以上的打豬管道，組對(duì)后將焊道外坡口組成的焊槽用氬弧焊焊平。然后將套管移至焊縫中心，將套管兩端與管材焊接，角焊縫的焊腳高度要滿足規(guī)范要求；

·套管焊接前需進(jìn)行調(diào)整以使其焊接端部對(duì)齊；點(diǎn)焊及連續(xù)施焊時(shí)應(yīng)特別注意，不能將管道焊穿。

直管（或彎管）與直管（或彎管）的組對(duì)與焊接示意圖見(jiàn)圖4-1。

（2）管道與法蘭的組對(duì)與焊接

·管道與法蘭的焊接按常規(guī)方法進(jìn)行，不需要加焊接套管，采用氬弧焊打底，手工電弧焊填充蓋面；

·焊接完成后必須對(duì)管道內(nèi)壁與法蘭對(duì)接焊縫處進(jìn)行打磨拋光，不允許管道內(nèi)部有任何金屬突出物。打豬法蘭內(nèi)側(cè)需作R2內(nèi)倒角。

圖4-1 直管（或彎管）與直管（或彎管）的焊接方式

管道與法蘭的焊接方式見(jiàn)圖4-2。

圖4-2 管道與法蘭的焊接方式

3.6 支管連接

在打豬管道上開(kāi)口連接的儀表分支管，其開(kāi)口的位置須設(shè)計(jì)在離接頭（或端部法蘭）較近的位置，以確保管道開(kāi)孔而產(chǎn)生的毛刺、飛邊等突出物能得到打磨和清除干凈。開(kāi)孔宜采用鉆孔等機(jī)械方法，嚴(yán)禁火焰開(kāi)孔。圖4-3為儀表口接管的連接形式。

圖4-3 儀表接管的連接形式

3.7 管道吊裝

管道預(yù)制完成后需盡快吊裝就位，吊裝所連接管道不能過(guò)長(zhǎng)，最好為兩根一個(gè)連接，過(guò)長(zhǎng)容易導(dǎo)致管道彎曲，而且在吊裝時(shí)所選的受力點(diǎn)宜選在離各管端的1/3處。

3.8 管道支（吊）架安裝

管道打豬時(shí)，壓縮空氣推動(dòng)豬在管道內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)管道的沖擊力很大，容易引起較大的振動(dòng)，傳統(tǒng)的應(yīng)力分析軟件不易模擬豬的運(yùn)動(dòng)及管道的受力情況。根據(jù)多年來(lái)打豬管道的設(shè)計(jì)、施工及實(shí)際運(yùn)行狀況的經(jīng)驗(yàn)，打豬管道的支架宜管夾式T型管托，并盡可能將管托與支撐結(jié)構(gòu)固定，以限制打豬過(guò)程中對(duì)管道造成偏移和扭曲，管道上一般不宜設(shè)吊架。

4 打豬管道焊接的檢測(cè)

所有現(xiàn)場(chǎng)焊接的管道及管道組成件的對(duì)接縱縫和環(huán)縫、對(duì)接式支管連接焊縫應(yīng)按照《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50184的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行射線檢測(cè)或超聲檢測(cè)，檢測(cè)要求詳見(jiàn)設(shè)計(jì)文件。

4.1 外觀檢查

焊縫成型美觀，焊波均勻，外形尺寸符合設(shè)計(jì)要求。無(wú)裂紋、未溶合、氣孔、夾渣、飛濺存在，焊縫邊緣與母材圓滑過(guò)渡，碳鋼管道焊縫表面咬邊應(yīng)符合規(guī)范要求。

外觀檢查結(jié)果應(yīng)記入質(zhì)量控制表，并由質(zhì)檢員、監(jiān)理確認(rèn)。

4.2 無(wú)損檢測(cè)

打豬管道與法蘭的對(duì)接焊縫無(wú)損探傷為RT5%，打豬管道焊接套管的接頭角焊縫用著色滲透法PT10%抽查檢驗(yàn)。不合格焊縫應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量分析，采取措施及時(shí)返修并重新檢驗(yàn)，同一焊縫返修次數(shù)不得超過(guò)兩次。

5 打豬管道系統(tǒng)壓力試驗(yàn)

所有打豬管道、管件在安裝后（未加保溫涂漆）試車前，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定，按照《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235和《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50184要求進(jìn)行吹掃、壓力試驗(yàn)及有關(guān)泄漏性試驗(yàn)。

5.1 管道系統(tǒng)壓力試驗(yàn)

打豬管道壓力試驗(yàn)可以采用氣壓、水壓或油壓試驗(yàn)。超過(guò)6bar（G）以上的氣體壓力試驗(yàn)需要設(shè)計(jì)和建設(shè)單位同意；油壓試驗(yàn)對(duì)打豬管道有保護(hù)作用，但存在漏油、滴油隱患；實(shí)際施工過(guò)程，一般采用水壓試驗(yàn)。具體采用何種試壓方案，以設(shè)計(jì)文件為準(zhǔn)。

液體壓力試驗(yàn)時(shí)，至少安置兩塊校驗(yàn)及精度合格的壓力表，表面滿刻度值為最大被測(cè)壓力的1.5倍-2倍，一塊壓力表放在系統(tǒng)的最高處，一塊壓力表放在泵出口，試驗(yàn)時(shí)以最高處壓力表讀數(shù)為準(zhǔn)。

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)分段級(jí)緩慢升壓，待達(dá)到試驗(yàn)壓力后，穩(wěn)壓10min，再將試驗(yàn)壓力降至設(shè)計(jì)壓力，穩(wěn)壓30min，應(yīng)檢查壓力表無(wú)壓降、管道所有部位無(wú)滲漏。

管道系統(tǒng)試驗(yàn)合格后，緩慢降壓，頂部放空閥打開(kāi)，試驗(yàn)介質(zhì)排放到指定地點(diǎn)。管道系統(tǒng)試壓完畢，應(yīng)及時(shí)拆除臨時(shí)盲板及臨時(shí)試壓管道[2]。

5.2 管道系統(tǒng)泄漏性試驗(yàn)

泄漏性試驗(yàn)需在壓力試驗(yàn)合格后進(jìn)行，需作泄露性試驗(yàn)的管道，應(yīng)按《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50184和《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235中有關(guān)要求進(jìn)行，試驗(yàn)介質(zhì)為壓縮空氣，試驗(yàn)壓力為工藝管道的設(shè)計(jì)壓力。

泄漏性試驗(yàn)重點(diǎn)是檢驗(yàn)閥門(mén)的填料函、法蘭或螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等，以發(fā)泡劑檢驗(yàn)不泄漏為合格。

6 管道系統(tǒng)吹掃與清洗

打豬管道若采用水壓試驗(yàn)，結(jié)束后應(yīng)盡快除去管道中的游離水，除水步驟可以多次發(fā)射清管器進(jìn)行管內(nèi)水的清除。經(jīng)過(guò)除水后，管內(nèi)壁上還會(huì)遺留一層薄水膜，盡快采用壓縮空氣對(duì)殘留在管道內(nèi)的水分進(jìn)行充分吹干。與此同時(shí)，用壓縮空氣吹掃，以吹除管路中的灰渣及殘余的其它物質(zhì)，并按《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235中要求檢驗(yàn)。

7 打豬試驗(yàn)

打豬管道施工安裝、檢測(cè)、試壓、吹掃合格后，需進(jìn)行打豬試驗(yàn)，以檢驗(yàn)打豬管道的安裝是否滿足通豬的要求。

先將試驗(yàn)豬安裝在發(fā)豬器中，然后將一定量的潤(rùn)滑油泵入打豬管道系統(tǒng)中（潤(rùn)滑油使用量根據(jù)管道長(zhǎng)度及管徑確定）。然后進(jìn)行打豬，采用壓縮空氣將試驗(yàn)豬從發(fā)射器吹到接收器。豬接收器末端有物料收集管道將被豬擠出的潤(rùn)滑油全部收集起來(lái)。

由于豬的外徑比打豬管內(nèi)徑大，打豬管內(nèi)未被壓縮空氣吹掃掉的銹蝕、細(xì)小雜物被清掃干凈，管道內(nèi)壁被刮除清潔。初次打豬時(shí)管道內(nèi)排出的潤(rùn)滑油會(huì)比較臟，通常需要多次注油打豬。打豬2～3個(gè)來(lái)回后，將豬取出，檢查豬皮是否有劃破、刮缺及其它被損壞的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)豬皮有重大刮痕，說(shuō)明打豬管道內(nèi)部有毛刺或突出物，需要采取手段對(duì)管道內(nèi)部毛刺進(jìn)行清除。如果豬皮完好無(wú)損，則繼續(xù)注油進(jìn)行打豬，直至豬接收器末端的排油目測(cè)逐漸干凈合格。

同時(shí)，打豬過(guò)程中還要檢查豬在運(yùn)行時(shí)打豬管道是否異常震動(dòng)、卡豬等現(xiàn)象。

正常生產(chǎn)中，一般將壓縮空氣管和物料收集管上的閥門(mén)設(shè)計(jì)為電磁閥或氣動(dòng)閥等自動(dòng)控制閥門(mén)，以便于通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打豬操作。通常，豬要在管內(nèi)來(lái)回打豬，反復(fù)打豬直到豬被損壞不能使用后方才更換。因此，打豬管道施工質(zhì)量越高，豬的使用壽命越長(zhǎng)。

8 結(jié)語(yǔ)

打豬管道的設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量，將直接影響豬的使用壽命。只有充分了解潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝要求，嚴(yán)格按照打豬管道施工方案組織好施工，并且加強(qiáng)過(guò)程控制和質(zhì)量監(jiān)督，才能有效避免因打豬管道加工、制作、安裝等質(zhì)量問(wèn)題造成的返工和損失，同時(shí)也為業(yè)主后續(xù)的裝置運(yùn)行中節(jié)省了操作成本。

[1]胡加文.潤(rùn)滑油裝置打豬管道的質(zhì)量控制[J].安徽化工, 2016,42(2):74-77.

[2]方鵬.吹豬管道安裝施工方案[J].結(jié)構(gòu)與設(shè)備安裝, 2010,(11):29-33.

李明(1984-)，男，工程師，全國(guó)注冊(cè)化工工程師。