連續(xù)重整轉(zhuǎn)油線管道安裝淺論

狄 濤 梁志剛

中國化學(xué)工程第十六建設(shè)公司 湖北宜昌 443000

在如今規(guī)?；⒓苫臒捰托袠I(yè)中，連續(xù)重整技術(shù)因經(jīng)濟(jì)效益好，產(chǎn)能大幅提升。在這些連續(xù)重整裝置中，反應(yīng)器是安裝施工的核心，如果出現(xiàn)質(zhì)量事故，往往導(dǎo)致物料失衡，裝置停車，甚至造成人員傷亡。而在反應(yīng)器施工中，轉(zhuǎn)油線施工質(zhì)量直接影響著裝置的正常運行和產(chǎn)品質(zhì)量，因此轉(zhuǎn)油線施工成為重點內(nèi)容和主要施工難點。同時，其承受著高溫介質(zhì)，對材質(zhì)有較高要求，對安裝的質(zhì)量控制也十分嚴(yán)格。

轉(zhuǎn)油線材質(zhì)為合金鋼，設(shè)計溫度在200～620℃之間，反應(yīng)器殼體、進(jìn)料爐管和進(jìn)出口的轉(zhuǎn)油線存在不同溫差。因為反應(yīng)器的重疊布置，轉(zhuǎn)油線管道大部分集中布置在鋼結(jié)構(gòu)框架上，整體安裝位置高，長度較長，現(xiàn)場吊裝，對口難度較大，安全風(fēng)險高，安裝較為困難。

1 轉(zhuǎn)油線的組成

連續(xù)重整的轉(zhuǎn)油線分為反應(yīng)系統(tǒng)和再生系統(tǒng)，是重整加熱爐、反應(yīng)器、混合進(jìn)料換熱器之間輸送物料的管道，按照結(jié)構(gòu)分為主管段、過段段、末端和分支段，共計 13 條。 轉(zhuǎn)油線安裝在三合一反應(yīng)器R2101/ R2102/ R2103 和二合一反應(yīng)器R2104/ R2105上，材質(zhì)包括P11、1 1/ 4Cr，直徑范圍為1200～1600mm，壁厚范圍為19.0～25.4mm，最高安裝高度為EL96270mm。

2 轉(zhuǎn)油線的鋼結(jié)構(gòu)平臺安裝

轉(zhuǎn)油線自身較重，體積較大，重新拆裝十分困難，因此需要確保安裝質(zhì)量一次合格。提高轉(zhuǎn)油線的組對精度，便于最后連通的對口修正，需要分段從鋼結(jié)構(gòu)框架頂部自上而下安裝。因為結(jié)構(gòu)框架先施工，對轉(zhuǎn)油線管道分段吊裝施工時，很多次梁會影響到吊車臂擺動和管道就位，需要先拆除，就位組對完成后再安裝，從而產(chǎn)生了重復(fù)工程量，增加高空作業(yè)風(fēng)險。因此，施工前要布置吊裝組對順序，明確每段組對的位置和吊裝需要使用的空間點，避免吊裝過程中與鋼結(jié)構(gòu)次梁產(chǎn)生空間結(jié)構(gòu)沖突。對吊裝面的結(jié)構(gòu)次梁需要吊裝組對完成后再安裝，可有效節(jié)省工期和成本。為了保持框架的平衡穩(wěn)固性，相應(yīng)的主梁不得拆除，也不可大面積拆除，必要時在合適部位增加支撐梁，吊裝核算時應(yīng)充分考慮這一因素。

3 轉(zhuǎn)油線的管道安裝

安裝施工前，全面審閱設(shè)計圖紙，了解整個管道的布置情況、重點和難點所在。對設(shè)計圖紙中存在的問題，施工前必須得到設(shè)計人員的逐一答復(fù)，避免造成不必要的返工，并且在正式施工前要對所有參加管線施工的人員進(jìn)行技術(shù)交底。轉(zhuǎn)油線安裝采用自上而下的施工焊接方式，上面一道口焊接完成并檢測合格后，方可進(jìn)行下道口組對焊接。轉(zhuǎn)油線的安裝過程會遇到各種問題，因在高空中交叉作業(yè)，不合理的組織會導(dǎo)致工期延長、質(zhì)量控制困難，安全風(fēng)險也加大。

因為轉(zhuǎn)油線由工廠化預(yù)制后分段運輸至現(xiàn)場，預(yù)制過程中若未與施工單位充分溝通，會導(dǎo)致現(xiàn)場可能出現(xiàn)主管需要接長、過渡段短管與主管連接需要開孔，以及焊接補強圈等問題，導(dǎo)致現(xiàn)場安裝工作量加大。而且在有限空間內(nèi)高空中組對焊接，質(zhì)量難以控制，尤其是復(fù)合材料的焊縫易產(chǎn)生裂紋等缺陷，熱處理和檢測十分困難。因此，沒有將施工與工廠化預(yù)制深度結(jié)合會直接延長不必要的工期。例如，大連恒力的連續(xù)重整裝置轉(zhuǎn)油線主管段與設(shè)備接口為對口焊接，在安裝過程中不可避免會受到誤差影響，如設(shè)備基礎(chǔ)施工、設(shè)備安裝施工、設(shè)備制造等疊加的誤差，這些誤差直接導(dǎo)致最后的對口焊接困難，需要大量的精力和時間修正。所以，建議設(shè)備口對口焊接改為法蘭連接。舟山浙石化連續(xù)重整經(jīng)過改善后加快了最后的組對，節(jié)省了時間，也有利于壓力實驗的盲板加設(shè)，如圖1 所示。

圖1 轉(zhuǎn)油線設(shè)備口連接法蘭

轉(zhuǎn)油線分段吊裝時，未設(shè)置吊耳，因為焊接會破壞熱處理。而捆綁式吊裝不利于保持平衡，也不便于保溫等附屬工程的預(yù)制施工。經(jīng)過工廠化預(yù)制好專用的吊耳后，吊裝時不用捆綁，可以考慮除焊縫組對、熱處理部分以外的保溫等工序內(nèi)容同步施工，從而有效減少后續(xù)腳手架等措施和交叉作業(yè)。主管安裝完成后進(jìn)行過渡段安裝時，需要嚴(yán)格按照圖紙尺寸施工，不能強力組對。

4 管道熱處理

低碳鉻鉬合金鋼在焊接的過程中存在冷裂紋、熱影響區(qū)硬化等問題，在焊前需要進(jìn)行預(yù)熱，以減少焊件本體和焊縫的溫差梯度，以及焊接接頭的冷卻速度，消減因溫差產(chǎn)生的應(yīng)力和淬硬組織，有效防止冷裂紋產(chǎn)生。

焊接完成后不能及時熱處理時，要立即進(jìn)行后熱處理，也叫消氫處理。經(jīng)過300～500℃、15～30min 的后熱處理和保溫緩冷可以加速焊道內(nèi)氫的逸出，消減焊接接頭的應(yīng)力，減少冷裂紋的產(chǎn)生。因為特殊原因中斷焊接時，也要采取后熱處理，再次焊接前應(yīng)先檢查焊道，確認(rèn)無裂紋等缺陷后再按正式焊接工藝預(yù)熱后進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。

焊接完成后，熱處理的加熱方法必須采用電加熱。對接焊縫的焊后熱處理厚度為焊接接頭處較厚的工件厚度，支管連接的焊后熱處理厚度為主管或支管厚度的較大值。經(jīng)焊后熱處理合格的部位，不得再進(jìn)行焊接作業(yè)，否則應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。經(jīng)焊后熱處理的焊接接頭，應(yīng)對焊縫和熱影響區(qū)進(jìn)行100%硬度值測定，熱影響區(qū)的測定區(qū)域應(yīng)緊鄰熔合線。

5 管道檢測

由于管道在高空中組對、焊接，受風(fēng)速等外在因素影響，焊接質(zhì)量控制難以保證，再次返修十分困難，因此檢測手段尤為重要。在完成管道焊接熱處理24h 后對接焊縫進(jìn)行100%RT 檢測，Ⅱ級合格；100%PT 檢測，Ⅰ級合格。另外，采用新型檢測手段——TOFD 檢測，一次掃查幾乎能夠覆蓋整個焊縫區(qū)域（除上下表面盲區(qū)），可以實現(xiàn)非常高的檢測速度；可靠性好，對于焊縫中部缺陷檢出率很高；能夠發(fā)現(xiàn)各種類型的缺陷，對缺陷的走向不敏感；可以識別向表面延伸的缺陷；采用D- 掃描成像，缺陷判讀更加直觀；對缺陷垂直方向的定量和定位非常準(zhǔn)確，精度誤差小于1mm，從而確保焊縫焊接質(zhì)量。

6 壓力試驗

重整反應(yīng)器進(jìn)出口轉(zhuǎn)油線管徑大、試驗壓力高、管內(nèi)水自重較大，需承受較大的試驗水載荷。因此，需要合理安排各個系統(tǒng)的試壓順序，保證管橋- 2103、構(gòu)- 2102 上每次只有一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)油線處于充水狀態(tài)。管道安裝高度最高點為96m，最低點為20m，試壓時應(yīng)充分考慮試壓盲板的選用及加固措施。彈簧支吊架在未拔銷子前所能承受的載荷與設(shè)計院所給出的彈簧支吊架水壓載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，凡是前者小于后者的，需進(jìn)行臨時加固。

連續(xù)重整裝置共計13 條轉(zhuǎn)油線，分為6 個試壓系統(tǒng)，分別與5 臺加熱爐集合管連通試壓。因為管道高度差較大，使用上下同時注水，以縮短注水時間。其下部借助與加熱爐連接段儀表口進(jìn)行上水，上部使用與設(shè)備口相連法蘭口進(jìn)行注水，待水達(dá)到80%體積左右后使用定力距扳手緊固該部位封閉系統(tǒng)。放空點及壓力表設(shè)置在頂部儀表口位置。試壓完成后，使用臨時管段引入附近排水溝進(jìn)行排水。

對轉(zhuǎn)油線管道注水前需要加設(shè)盲板，而大連恒力連續(xù)重整裝置與設(shè)備口連接都是對口焊接，不能采用插入式盲板，需要在與設(shè)備口連接的管口內(nèi)部安裝焊接盲板，安裝和拆除工作繁瑣而且會破壞復(fù)合層。當(dāng)使用法蘭連接形式后，可以加入插入式盲板進(jìn)行有效的隔離，或者廠家分段壓力試驗完成后，最后一段先不拆除盲板，現(xiàn)場試壓完成后再拆除。

7 彈簧支架安裝

轉(zhuǎn)油線口徑和壁厚較大，通入介質(zhì)后，自身較重，管道安裝在高空中作業(yè)易受風(fēng)力等因素影響，介質(zhì)溫差較大等導(dǎo)致管道應(yīng)力變化。因此，需要安裝較多的彈簧支架。管道安裝前，要先要將彈簧支架安裝到位。安裝支架時，核對好彈簧支架的參數(shù)值，按照管道位置調(diào)整、找正；管道安裝好并試壓完成后，再次復(fù)核；進(jìn)油前拆除定位銷。特別需要注意的是，轉(zhuǎn)油線加上試壓介質(zhì)后，每個支架承載重量較大，支架自身的重量也較大（0.8～3t），所以管道安裝完成后再安裝支架十分困難。而支架的載荷是在生產(chǎn)運行狀態(tài)下計算得到的，無法承受充水后的載荷，因此試壓前需要對彈簧支架進(jìn)行加固，或增加臨時支架。

8 管道的冷緊

轉(zhuǎn)油線處在冷態(tài)時會靠緊設(shè)備口，熱態(tài)時就會有拉緊位移。為了減小操作運行狀態(tài)轉(zhuǎn)油線對設(shè)備口的力矩，需要對管線進(jìn)行冷緊，冷緊位置宜在爐子集合管和轉(zhuǎn)油線連接處。轉(zhuǎn)油線水平管和集合管的溫度和長度不同，不同管線的冷緊值也不一樣。根據(jù)經(jīng)驗，一般為轉(zhuǎn)油線水平管和集合管軸向膨脹位移量的一半，而軸向位移的理論數(shù)值受支架剛度、溫差和有效冷緊系數(shù)等影響。

9 結(jié)束語

通過大連恒力的連續(xù)重整轉(zhuǎn)油線施工，汲取經(jīng)驗和教訓(xùn)，在舟山浙石化一期重整得到改進(jìn)和優(yōu)化。在實施過程中，有效避開了額外工程量，縮短了工期，減小了高空作業(yè)的風(fēng)險，有效保證了安裝質(zhì)量，實現(xiàn)了成本降低和經(jīng)濟(jì)效益的明顯提高，對后期類似轉(zhuǎn)油線施工具有系統(tǒng)的指導(dǎo)意義。