淺談5萬噸級石化碼頭制氮系統施工工藝及質量控制

李紹林 中交四航局第二工程有限公司

優化制氮系統的施工工藝流程和控制施工質量對確保5萬噸級石化碼頭的制氮系統的實用性有積極作用。5萬噸級石化碼頭的制氮系統是通過制氮間制造氮氣利用氮氣管道輸送到碼頭上各個設備和工藝管道，為輸油臂、油氣回收裝置、撇纜槍、工藝管道和工藝閥門提供氮氣，給輸油臂是提供氮氣吹掃、設備內部管道內壁防腐和氣密性檢測的作用，給油氣回收裝置是提供氮氣吹掃、設備內部管道內壁防腐和氣密性檢測的作用，給撇纜槍是提供氮氣吹掃、設備內部管道和連接管道內壁防腐、啟動動力發射槍頭和氣密性檢測的作用，給工藝管道和工藝閥門是提供氮氣吹掃、管道內壁防腐、啟動動力推動清管器和氣密性檢測的作用，所以，在對制氮設備選擇、氮氣管道施工工藝等方面進行綜合控制的基礎上，可實現5萬噸級石化碼頭制氮系統的質量提升。分析制氮系統的構成以及施工工藝過程，在質量控制中，則需要從施工準備、施工方法以及先進工法應用等方面進行控制，從而實現5萬噸級石化碼頭制氮系統的實際應用效果提升。

1.工程概況

研究與分析5萬噸級石化碼頭工程制氮系統施工工藝及質量控制中，以惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭工程為研究對象。在本工程項目中，碼頭上氮氣主管道的總長為470m，氮氣主管道是采用DN114.3×6.02無縫鋼管；氮氣分支管道總長395m,氮氣管道分支管道采用ND60.3×5.54無縫鋼管；并在5萬噸級石化碼頭制氮間安裝配電柜、空壓機、冷凍式壓縮空氣干燥機、制氮機、1個5立方室內儲氣罐和兩個室外50立方的儲氣罐，在布置制氮設備的基礎上，還需要對制氮系統的施工工藝、施工過程等方面進行研究，從而實現制氮系統實用性效果提升。

2.制氮系統施工工藝分析

2.1 制氮系統組成

惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭工程位于惠州荃灣半島南部、澤華碼頭東側，建設5萬噸級石化泊位（水運結構按靠泊8萬噸級船舶設計，同時兼顧1萬噸級和5000噸級船舶）1個、1萬噸級及5000噸級石化泊位各1個，碼頭總長330m，年設計通過能力198萬t/a。建筑物結構安全等級為II級，碼頭工作平臺均布荷載q=15KN/m2，引橋及聯系橋均布荷載q=7.5KN/m2。行車道荷載為人行2.5kPa、車輛20t。在對惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統的組成及應用進行分析中，其設施中包含配電柜、空壓機、冷凍式壓縮空氣干燥機、制氮機、1個5立方室內儲氣罐、兩個室外50立方的儲氣罐、氮氣管道、閥門、儀表等連成的制氮系統，在對制氮系統組成以及設備應用等方面進行綜合控制，則需要結合項目的實際需求，設備的型號以及應用等需要結合惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統搭建的實際應用，對設備、材料數量、型號等方面進行控制，從而滿足惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭的制氮系統搭建與應用。

2.2 制氮系統施工工藝分析

在對5萬噸級石化碼頭制氮系統的施工工藝進行研究與分析中，其中包含配電柜安裝、空壓機安裝、冷凍式壓縮空氣干燥機安裝、制氮機安裝、1個5立方室內儲氣罐安裝、兩個室外50立方的儲氣罐安裝、閥門安裝、管道安裝、管道焊接、儀表安裝、設備調試等內容。在實現制氮系統施工管理與控制的過程中，制氮設備的安裝是通過碼頭的現場布置，采用50t汽車吊安裝11.775噸重50立方儲氣罐，采用50t汽車吊+5t手動液壓叉車安裝室內1.265噸重5立方儲氣罐，采用50t汽車吊+5t手動液壓叉車安裝室內2t至3t其他制氮設備,對設備安裝位置以及連接順序等方面進行控制，建立基礎的制氮系統。在此基礎上，氮氣管道連接過程中，管道不同，所選的管道型號和閥門型號方面也存在明顯差異。其中，DN114.3x6.02無縫鋼管為氮氣管道主管，主管總長度為470m，氮氣主管道是通過焊接無縫鋼管進行連接；ND60.3x5.54無縫鋼管為氮氣管道分支管道，分支管道總長度為395m，分支管道是通過焊接無縫鋼管進行連接；制氮系統的應用，給輸油臂是提供氮氣吹掃、設備內部管道內壁防腐和氣密性檢測的作用，給油氣回收裝置是提供氮氣吹掃、設備內部管道內壁防腐和氣密性檢測的作用，給撇纜槍是提供氮氣吹掃、設備內部管道和連接管道內壁防腐、啟動動力發射槍頭和氣密性檢測的作用，給工藝管道和工藝閥門是提供氮氣吹掃、管道內壁防腐、啟動動力推動清管器和氣密性檢測。在制氮機正常啟動情況下氮氣儲存罐壓力是最高1.6Mpa、操作壓力1.2Mpa，而現場的設備所需的氮氣壓力各不同，輸油臂內部管道要控制在0.4MPa～0.8MPa左右，撇纜槍動力要控制在0.8MPa～1.2MPa左右，油氣回收裝置內部管道要控制在0.3MPa～0.4MPa左右，工藝管道氮氣吹掃要控制在0.8MPa～1.2MPa左右，設備接氮氣管道中間是利用泄壓閥門達到泄壓的目的。在對施工工藝進行管理與控制的過程中，焊接施工工序及質量，對惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統的運行質量會產生直接的影響。所以，氮氣管道的焊接施工工序如下：

圖1 氮氣管道焊接工序

在對焊接工藝進行管理與控制的過程中，焊接環境的溫度則需要在零下20°C以上進行焊接，風速小于8m/s，相對濕度小于80%，嚴禁在被焊工件表面引弧、試驗電流或任意焊接臨時支撐物。惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭項目焊接環境的溫度是在5°C以上，氮氣管道在進行對接焊的過程中，管道內部不能有穿堂風，而且，在焊接的過程中，需要減少焊接變形、接頭缺陷等問題，氮氣管道對接干口可以以對稱焊的方式進行施工。管道對口時要檢查平直度，在距接口200mm處用鋼板尺測量、允許偏差1mm/M，全長允許偏差為≤10mm，管道連接時不得用強力對口、加熱管道、加偏墊或多層墊的方法來消除接口處的空隙、偏差錯口及不同心等缺陷。在明確焊接施工工序的基礎上，還需要從焊接前、焊接過程、焊接后等角度進行質量檢驗，從而實現焊接質量的綜合提升。此外，氮氣管道在實際應用中，其工藝流程包含（1）預制加工氮氣管道，（2）檢驗氮氣管件強度，（3）檢驗氮氣管道閥門的強度和閥門內部球閥密封性，（4）運輸和安裝氮氣管道，（5）焊接氮氣管道接口，（6）安裝氮氣管道閥門，（7）使用潔凈水沖洗氮氣管道，（8）氮氣管道強度試驗，（9）氮氣管道氣密性試驗，（10）氮氣管道防腐。在嚴格把控氮氣管道施工流程的基礎上，可提高制氮系統的綜合質量。

3.制氮系統施工的質量控制措施

3.1 做好施工準備

在對惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統施工工藝進行質量控制中，項目部提前安排相關專業施工管理人員對設計圖紙進行深度研究并邀請建設單位的專家和監理單位的專家進行探討，明確制氮系統的優化方式，包括制氮間的土建改造變更（增加空壓機的排煙通道，增加制氮間大功率排風機起到排熱氣降溫的效果）、氮氣管道的實際走向（設計圖紙氮氣管道走向影響消防逃生門，消防驗收不過關）等問題。在氮氣管道焊接方面，項目部提前組織專業技術員和專業工程師對氮氣管道坡口焊接前進行檢查，驗收合格后才同意焊工進行焊接施工。在對氮氣管道施工的綜合分析中，項目部設置專業技術員和專業工程師，具體負責焊接管理工作，包括在單線圖上標注焊口號、焊工代號、無損檢驗部位，填寫無損檢驗委托單，聯系與配合試驗室進行無損檢驗，管理好焊條的烘烤、存放和保管工作。在此基礎上，項目部還對惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮設備運行、設備質量等方面進行綜合控制，為后續的施工過程、制氮系統控制等方面奠定基礎條件。

3.2 加強施工組織

在強化制氮系統施工工藝的施工組織中，則需要結合施工工藝要求，對設備、氮氣管道等方面進行綜合控制，根據惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭工程的實際情況，確定探傷比例以及施工質量控制，結合無損探傷報告，對制氮設備安裝、管道焊接等方面進行綜合控制，在施工工藝優化的基礎上，可通過現場精細化管理，實現惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統的施工控制水平提升。在遵守相關管理規定的基礎上，在加強溝通的基礎上，調動技術人員、施工人員的工作積極性，并落實勞動定額制，這對提高惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統的綜合控制效果提升有積極作用。

3.3 選擇先進工法

在選擇先進工法的過程中，則需要針對氮氣管道安裝需求，利用氮氣管道坡口自動切割機加快施工進度，充分落實自動機械化施工的優勢。對制氮設備運行、氮氣管道焊接等方面進行綜合控制，并對氮氣管道口進行過程、質量控制，在加快施工進度的同時，可實現惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統的質量控制效果提升。結合制氮系統的總體進度，對施工過程以及焊接工藝等方面進行質量控制，滿足惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統建設的實際需求。

3.4 強化過程監督

基于惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮設備的技術施工要求，在對制氮系統施工工藝進行質量控制的過程中，需要強化過程監督管理，這對實現惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭的施工質量控制效果提升有積極作用。在強調技術應用以及質量控制的基礎上，可通過技術管理以及施工控制等方式，實現項目質量管理水平提升。在對制氮系統施工過程進行監督與控制，則需要對氮氣管道連接、閥門安裝、焊接施工工序等方面進行綜合控制，從而實現制氮系統控制效果提升。在對制氮設備的質量控制進行分析中，則需要對設備運行、設備操作等方面進行綜合控制，組織廠家技術員、設備工程師及碼頭運營操作部對已經安裝完畢的制氮設備進行實操，在實操過程中及時發現設備的故障并及時整改，從而達到施工過程有效控制的目的。

4.結語

綜上所述，在對惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭的制氮設備、氮氣管道以及施工過程等方面進行研究的過程中，則需要以項目本身的施工要求為目標，提前邀請相關專業的專家和廠家專業工程師共同對制氮系統的實用性、制氮系統不影響其他分項工程進行施工工藝優化，利用先進的自動化機械加工氮氣管道，做好施工過程的質量控制、進度控制、安全管控工作，并對制氮系統的設備運行、氮氣管道連接、閥門安裝、施工工藝等方面進行綜合控制，這對實現惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭制氮系統的實際應用效果提升有積極作用。在實現設備管理與控制中，還需要從設備運行、設備管理等角度進行綜合控制，在綜合管理與控制的基礎上，可通過制氮系統的搭建，滿足惠州港荃灣港區5萬噸級石化碼頭的制氮系統實用性需求。