石油化工裝置蒸汽管道施工質量控制

王立松

中國寰球工程有限公司北京分公司 北京 100020

石油化工裝置的蒸汽管道是熱力管道的一種，指設計壓力等于或大于0.1MPa（表壓），公稱尺寸大于25mm 的蒸汽介質管道。蒸汽管道輸送的都是高溫、高壓介質，具有一定的危害性，所以在管道設計、施工、使用各個環節都要嚴格遵守相關標準規范。尤其施工過程中要接受檢查、檢驗，以保證蒸汽管道的施工質量。因此，在蒸汽管道的施工中要嚴格按照制定好的質量控制點進行過程控制。

1 蒸汽管道的施工程序

蒸汽管道施工遵循一般管道安裝程序，如圖1 所示。

圖1 蒸汽管道施工工序示意圖

石油化工裝置蒸汽管道施工過程中應注意的主要質量控制點包括材料質量、焊接質量、管支架安裝質量、試壓和吹掃質量等。

2 蒸汽管道的施工質量控制

2.1 施工準備

2.1.1 技術準備

在蒸汽管道施工前，要嚴格審核施工圖紙，仔細閱讀對蒸汽管道施工有要求的設計文件和標準規范；根據實際施工情況編制管道施工方案并履行審批程序，合理確定管線的預制口、安裝口，并在圖紙上標識清楚。

2.1.2 材料、機具準備

根據圖紙的設計要求確定材料、機具，石油化工裝置中蒸汽管道所用材料一般為P91、P22、P11 等合金鋼材料，并根據材料所對應的焊評選擇焊接材料；根據現場的實際情況選擇機加工設備，所需機具一般包括坡口機、切割機等。

2.2 蒸汽管道的預制和安裝質量控制

2.2.1 材料檢驗質量控制

材料檢驗質量控制是蒸汽管道施工中的第一道質量控制，對保證蒸汽管道整體施工質量有著重要的作用。在蒸汽管道預制前，要對所用材料進行檢驗。檢驗分為兩部分，一部分為現場實物檢查，主要檢查材料的表面質量，要求管子和管件有清晰的標識，內容包括制造廠的代號或商標、許可標識、材料（牌號、規格、爐批號）產品編碼等，這些都要符合安全技術規范及其相應標準的要求，并且從產品標識能追溯到產品質量證明文件。對于設計壓力大于10MPa 的管子和管件，外表面應逐件進行表面無損檢測。另一部分是材料的質量證明文件的檢查，主要審查質量證明文件的參數是否滿足設計和規范要求，是否為質量合格產品。

蒸汽管道上所用的閥門必須在現場做強度試驗。但根據石化相關標準規范要求，部分閥門可不進行現場壓力試驗，前提是必須在閥門出廠前的試壓過程中進行驗證。

2.2.2 管道預制質量控制

依據圖紙下料時，要根據石化相關標準規范對管道坡口進行檢驗，并做好相應的施工記錄。由于蒸汽管道材料的特殊性，管道下料一般采用機械加工方式，以更好地保證下料的質量，如保證坡口表面平整性、減少坡口裂紋的產生、杜絕氧化物的產生、增強下料尺寸的準確性等，并且減少材料的浪費。由于現場制作難以保證施工質量，所以要盡量減少管件的現場制作。下完料的管段要及時進行管段標識和材料標識的移植，確保所有材料都能追溯到原始信息。

蒸汽管道的預制要嚴格按照管道單線圖進行。預制過程中，管道的焊接工作是最重要的施工步驟。根據管道材質的不同，焊接工藝的選擇也不同，焊接操作要嚴格按照焊接工藝卡進行。目前氬弧焊比較普遍，蒸汽管道大口徑管道焊接一般采用氬弧焊打底，手工焊蓋面；小口徑管道焊接一般直接采用氬弧焊。

蒸汽管線的所有焊縫都必須進行外觀檢查，焊縫的圓滿度應符合設計規定，外形應平緩過度，焊縫表面不得有裂紋、氣孔等質量缺陷。在完成焊縫表面檢查后，要根據石化相關標準規范和設計要求對焊縫進行無損檢測，最終根據所選用的標準規范判定是否合格。焊縫外觀檢查和無損檢測是管道施工質量控制中最重要的一步，關系到整個系統運行的安全性。為了更好地控制焊接質量，在蒸汽管道焊接前要對其作業班組進行技術交底，確保每位施工班組成員都能熟悉蒸汽管線的焊前、焊中和焊后的相關要求。

2.2.3 管道安裝質量控制

蒸汽管道安裝質量直接關系到管道的試壓、吹掃及運行全過程安全，包括管道安裝焊接、管道支架安裝、法蘭面檢查等。

蒸汽管道的支吊架安裝也是質量控制的重要一步。支吊架主要分為固定支架、滑動支架和彈簧支架三類。管道上的每個支架都要嚴格按照設計圖紙進行安裝，特別是固定支架和彈簧支架的安裝位置一定要經過專業技術人員確認。支架安裝時滑動面應平整，不得有傾斜和卡澀情況。由于管道的位移量都在管道應力設計時給出，所以現場不需要偏裝，嚴格按照施工圖紙所給的位置安裝即可。由于石油化工裝置蒸汽管道的溫度較高，所以在運行時容易出現“掉炕現象”，為了避免出現這類管支架安裝質量問題，在安裝過程中要加強現場檢查，確保每個支架都是按照圖紙施工，不得隨意更改原設計方案。

2.3 蒸汽管道的試壓、吹掃質量控制

蒸汽管道試壓是檢驗管道施工質量的最后一步，通過壓力試驗能檢驗焊接質量、安裝質量和設計質量。蒸汽管道在試壓前要按照相關標準規范要求，完成準備工作，具體包括以下幾方面：系統查線、無損檢測核查、材料復驗檢查、設計復核和試壓方案的編審批。系統查線要嚴格，特別是管道材質的在線檢查，在以往承建的石油化工裝置中都會或多或少的發現了材料問題，所以在線材料檢查是管道試壓前較重要的一項質量控制。

由于蒸汽系統是高壓系統，所以一定要采取有效的安全措施保證試壓安全。蒸汽管道一般以水為試驗介質，管道的實驗值一般都在管道數據表中給出。如沒有給出試驗壓力，可根據石化標準規范計算得出，液體壓力試驗的壓力值是設計值的1.5 倍。當管道系統設計溫度大于試驗溫度時根據公式（1）確定。

式中：Pt——試驗壓力；

P0——設計壓力；

[σ]1——試驗溫度下材料的許用應力；

[σ]2——設計溫度下材料的許用應力。

在吹掃過程中，要按照審批完成的吹掃方案進行引氣、升溫、降溫等操作，最后達到標準規范及進入設備的要求。

3 存在的主要問題及整改措施

3.1 超高壓蒸汽管線與設備口連接處的焊縫易泄漏

措施方法：在超高壓蒸汽管道焊接時，盡量采用預留直管段，以便于調整；先測量設備焊口與管道焊口的外徑，以確定最佳對口位置。

3.2 超高壓蒸汽管線與閥門法蘭連接處采用八角墊

措施方法：法蘭面用八角墊密封屬于“硬密封”，安裝時采用斷線檢查的方法，確認八角墊與法蘭接觸面是否為全接觸。

3.3 在石油化工裝置蒸汽管線施工中，容易出現螺栓用錯問題

措施方法：為了杜絕這類問題的發生，在蒸汽管道安裝前應對所用螺栓進行再次材料檢驗，以降低螺栓用錯發生率。

4 結論

蒸汽管道系統是高溫、高壓系統，一旦發生泄漏或爆炸，具有很大的危害性。在蒸汽系統的施工過程中，要嚴格按照設計文件要求，嚴格遵守相關標準和規范，嚴格控制好質量控制點的施工質量，并采用合理的施工方法和機具進行施工，確保蒸汽管道施工質量和施工安全，為蒸汽管道長周期安全運行打好基礎。