石化運行裝置管道安裝要點與質量管理

接純斌

(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812)

0 引言

石油化工企業在不斷優化產品結構和節能環保要求的推動下，需對已投用裝置的工藝流程進行局部改造或新建工藝流程，以提高產品質量滿足環保標準。對在石化運行裝置內進行的管道新建、改造的施工項目，除必須遵守運行裝置工藝紀律及安全規定外，還要針對運行裝置的特點，進行管道安裝優化和增加管控措施。從實際出發，推進運行裝置內的壓力管道安裝工程有序實施。

1 石化運行裝置管道安裝要點

1.1 管道安裝方案的審核

核對管道藍圖和設計要求，結合裝置空間布局，審查施工方案中關于工程量、執行標準、投用機具、安裝工序、焊接工藝與焊接評定、質量體系、進度計劃的程序設定、計算式、報告書與檢驗數據、安全風險識別及預防措施。對安裝標準和驗收規范的引用，應首先滿足設計說明，未作明確說明的應優先滿足石化規范及國標。

1.2 裝置工藝管道碰頭技術準備

石化壓力管道具有連續運行且介質易燃易爆、有毒有害的特點，新建管道與現有管道交接碰頭必須先完成現有管道參數復核，并現場勘查碰頭位置情況，在充分了解運行工藝管道內介質成分、形態、溫度、壓力、流量的情況下，檢查設計碰頭管道材質、壁厚并查對焊接及熱處理要求確定碰頭方案。通常要現場測繪后提前開展碰頭管段預制和無損檢測，如系統必須帶壓開口，則一定要提前溝通設計并取得書面批準。

1.3 技術交底及單線圖摸排

現場技術交底并確認管路走向及起止點，分析施工區域及施工作業面，劃分區域作業能有效規避交叉施工，提高作業效率，可將管道途經的塔、泵棚、結構、管廊等區域，按可連續施工分區，對施工人員分組說明碰頭管段的位置及作業限制條件，可避免增加不必要的施工難度，保證施工進度。

查對單線圖核對管件、管材規格數量，充分利用設計可行的設備及結構作為管道支、吊架基礎，最大程度減少新建管墩、管架基礎施工，避免進行深基坑開挖，縮減土建施工范圍減少因機械開挖導致的隱蔽工程破壞風險，以免造成不必要的生產波動或裝置停產事故。

1.4 管道集中除銹防腐與預制深度

除銹工作之前應完成壓力管道安裝監檢告知及管材、管件進場材料檢驗程序。

管道、管件集中除銹可有效避免環境污染對生產人員的影響，裝置內只進行焊口除銹補漆及管道中間漆、面漆的涂刷，要優先保證運行裝置正常工藝秩序。集中除銹防腐可采用拋丸除銹+底漆噴涂的連續作業，不僅能徹底清潔管材表面銹蝕及附著物，還可有效避免返銹發生，增加管道表面強度、保證粗糙度及底漆附著力。

管道預制深度至少要達到總吋口量的30%～50%，深度的管道預制能有效減少現場焊接及無損檢測周期。管道除銹防腐施工質量檢查表如表1所示。

表1 管道除銹防腐施工質量檢查表

1.5 廢舊管道的利舊與拆除

勘查已有管道的路徑及參數，分析改造項目工藝流程優先充分利舊。設計同意利舊的廢舊管道，要及時進行系統隔離及吹掃置換、氣體分析確保滿足安全施工要求。根據天氣天件合理利用新建管道就位時機，分段進行舊管道拆除，注意腳手架搭拆需與管道拆裝同步，減少高空周期。

1.6 閥門檢查與優化管道走向

用于輸送有毒、可燃介質的閥門均需進行殼體強度試驗和密封嚴密性試驗，檢驗合格的閥門要帶有檢驗合格標識，閥門安裝前要檢查閥門密封面清潔度和法蘭形式、墊片規格等級并備好隔離盲板或盲法蘭，閥門安裝方位要滿足使用條件和便于維修和操作，并要注意閥門安裝方向。對安裝投用后產生內漏現象的閥門，首先要分析泄漏原因，不要急于下線更換，如上線閥門溫度與介質溫差較大，閥門密封間隙受溫差影響的微漏，可在閥門升降溫進行檢查確認。對管道雜質進入閥門密封面情況，可在介質輸送完成后再次檢查密封效果。

運行裝置區內新增管道就位，通常要面對已投用管道的占位或結構障礙，結合現場勘察并加固現有設施結構或增加支持位置能部分規避化解阻礙，如遇到無法規避情況，可及時提出增加地面管架或管墩的意見，經設計審核批準后實施。

1.7 “三查四定”與整改清單

管道施工收尾階段要及時組織開展“三查四定”工作，應將整改問題分級匯總，即A必須完成、B限期完成、C擇機完成。從查設計漏項、查未完工程、查施工質量入手，針對問題清單要定人、定時、定任務、定整改措施。在集中整改施工階段，要深入現場檢查確認并做好記錄和設計變更，對必須延期整改的C類問題要匯總在尾項清單中。

2 管道安裝質量控制

2.1 材料、機具儀器進場檢驗

檢查材料外觀、規格、標識型號及出廠證明文件：包括材料質量證明書，如合金鋼管的關鍵成分，合金鋼螺栓、螺母的關鍵成分、硬度、低溫沖擊性能檢驗(t＜-29 ℃)報告、出廠合格證及檢驗報告，如高壓管(設計壓力≥10 MPa或極度危害介質)外表面磁粉檢測或滲透檢測報告。

鉻鉬鋼、低溫鋼、含鉬不銹鋼管材進場應必須做材質光譜分析。值得注意的是，不同標準和材質的管材、管件應用環境差別很大，反應工藝流程下面臨高溫、高壓、氫氣、硫化氫腐蝕要求材料具有抗硫的特點，特別應注意在同時到貨的管材中，出現有材料標準相近，成分差別微小、外觀尺寸相同的情況，如使用光譜儀檢測也無法顯示成分差別的20#與20#-CE。

進場機具、檢測儀器報驗：檢查機具是否有合格證、檢測儀器是否在有效期內以及第三方檢測報告等。機具、檢測儀器應定期由專人進行維護和調校，并均應使用唯一編號作永久性的標記，并附校驗卡妥善保管。

2.2 閥門檢測與試驗

檢查閥門產品的質量證明：合格證、質量證明書、安全附件的試驗程序及方法、閥門強度及密封試驗、安全閥定值。低溫、危害介質以及設計壓力≥10 MPa的閥門，應具有焊縫、閥體、閥蓋等承壓部件的無損檢測報告。

石化運行裝置中的管道閥門應對閥體和密封面(包括閘閥上密封)進行100%壓力試驗，批量制造的閥門可到制造廠見證閥門試驗過程，并做好試壓記錄。少量閥門可在預制場地進行水壓試驗，采用相同規格等級的閥門可串接連通后一起打壓，提高現場作業效率。強度及密封性試驗合格的閥門，必須在閥門上系掛檢驗合格標簽。

2.3 土建基礎交接驗收

管道基礎復測主要檢查管墩、管架、管廊以及支吊架的規格及間距，以及管廊及管架的坐標及標高、管道走向及布置空間確認。工序交接應三方參加，按規范要求并完成交接記錄。

2.4 管材除銹防腐與標識移植

集中除銹防腐要出具防腐委托單，并在管材除銹前核對管壁出廠標識與對應質量文件，針對外觀型號相同且相近材質的管材，一定要分批進行除銹防腐，并對隱蔽工程及標識移植過程進行見證和留存影像資料。為預防出現材料混用的情況，可在管材除銹前對內管壁妥善標記，并在二次倒運進場時復核材質色標的對應涂刷情況。

除銹后隱蔽檢查，管材、管件鋼材表面清潔度要達到國家標準規定的Sa2.5級、表面粗糙度要達到Rz40～50 μm，底漆干膜厚度50 μm。

標識移植質量管理：管道管材防腐成品必須嚴格按標識管理規定進行標識，并經專業工程師核實，標識內容要包含制造廠名、產品標準號、材質、規格且管道需使用材質色標通體標識。

2.5 組織焊工進場考試

檢查焊工證件的有效性和真實性。應提供國家質量監督檢驗檢疫總局頒發的《特種設備作業人員證》及國家安全生產監督管理總局(現為“應急管理部”)頒發的《特種作業操作證》，才能參加焊工入場考試。

設定管焊考試內容，一般為現場斜45° DN80-100無縫管對焊(氬電聯焊)，檢查焊接組對尺寸及焊縫外觀成型質量，具有評定合格的無損檢測報告后可發放焊工進場考試合格證。

2.6 管道焊接質量

應做好焊材的保管烘干與發放回收工作。焊材庫環境溫度保持在5 ℃之上，濕度不大于80%，焊條按牌號、規格分類擺放，擺放貨架距離墻壁地面距離不小于0.3 m。焊條烘干與發放回收記錄符合規范要求并可追逆。

焊工作業時手持焊條不能超過3根，且焊條保溫桶要求保持干燥密封。每日作業結束后要將剩余焊材做好退庫，焊條頭回收并記錄。管道組對焊接一般項目檢查表如表2所示。

表2 管道組對質量檢查表

管道的法蘭焊口檢查：平焊法蘭的焊腳尺寸、對焊法蘭的焊縫尺寸和內部質量。檢查管道焊接坡口的形式及尺寸要符合規范要求，鉻鉬鋼、低溫鋼、含鉬不銹鋼坡口應使用機械切割、打磨，禁止火焰切割。碳鋼管道火焰切割坡口后應將坡口表面的飛濺熔渣、附著物及不平打磨整齊。等壁組對要保持內壁平整或薄壁位于厚壁端面內，內壁最大錯邊量不應大于2 mm并不大于壁厚的10%。

2.7 焊接熱處理

焊前預熱應符合設計說明，并通過焊接評定。一般管材焊前預熱溫度表如表3所示。

表3 一般管材焊前預熱溫度表

焊后熱處理的電加熱帶應覆蓋母材、焊縫、熱影響區，加熱寬度不小于焊縫兩側50 mm且應大于焊縫寬度的3倍。焊后熱處理過程要連續完成，若中斷必須重新開始。熱處理升溫過程記錄及測溫點、保溫時長應符合規范要求。高強鋼、不銹鋼、耐熱鋼應在焊后立即進行熱處理，或加熱到300 ℃左右進行保溫緩冷，以避免產生延遲裂紋。管道焊接熱處理后還要做好硬度檢測。

2.8 無損檢測

須對無損檢測的檢測標準、檢測工藝、檢測比例執行情況進行抽查并對射線底片質量及檢測報告進行審查。管道焊接接頭無損檢測的比例執行SH3501中根據管道分級1、2、3、4級對應的5%、10%、20%、100%，其中以下管道應進行100%無損檢測：輸送劇毒流體、設計壓力大于10 MPa、設計壓力大于4 MPa且設計溫度大于400 ℃、設計溫度低于-29 ℃。另外對公稱直徑大于或等于DN500的焊口，每道口均需做無損檢測，且檢測焊縫長度不得小于250 mm。

射線檢測前必須對被檢工件外觀質量進行檢查，并對管道焊縫表面及兩側20 mm范圍內的焊渣及異形凸起、浮銹、油漆覆蓋等缺陷處理合格后進行。檢測單位在工件上標注的檢測標識應清晰、準確，底片須清晰顯示像質計，中心標記和管道焊縫編號，管線號(設備號)、規格、拍片日期。為標記區分：片號前增加擴拍片K、返修R、焊口切除CE、固定焊口G等標記，如圖1所示。

圖1 焊縫底片標記圖

根據射線底片繪制缺陷圖，對缺陷性質裂紋、未熔、未焊透、條形缺陷、圓形等缺陷及數量和位置長度(箭頭方向+，反向-)進行標記，如圖2所示。

圖2 焊接缺陷記錄圖

無損檢測報告應由Ⅱ級以上資格的從業人員編制，報告格式執行SH/T 3503—J412《石油化工工程建設交工技術文件規定》及SH/T 3543—G416《石油化工建設工程項目施工過程技術文件規定》。

如在超聲探傷中發現缺陷應及時記錄，應將缺陷記錄圖附在該探傷報告之后。焊縫返修應遵守以下原則：每發現一道不合格焊縫，應增加檢驗同一人所焊的兩道同批次焊縫，合格即此次檢查結束；不合格應對該人所焊的同一批焊縫全部檢測，全部合格后此批次通過驗收。

2.9 管道系統安裝檢查

管線幾何尺寸及走向檢查，檢查水平管道的平直度、立管的鉛垂度、法蘭與管道的垂直度檢查平行偏差、徑向偏差、膨脹彎位置及空間。彈簧支吊架安裝的結構形式、安裝位置及間距、彈簧調整值，管道支架滿焊且支架下方無虛空。

管道及管道組成件的隱蔽：隱蔽項目、位置、隱蔽記錄；補償器安裝：補償器形式、預拉(壓)量；抽查管道法蘭和墊片的密封面清潔度度及表面質量，核對墊片的規格型號及數量，與動設備連接的管道安裝：法蘭平行度、法蘭軸向間隙、有無附加應力；閥門、孔板、法蘭等的安裝質量檢查：安裝位置、方向、開啟狀態；管法蘭螺栓規格及材質檢查：螺栓露頭長度、高溫螺栓涂抹二硫化鉬、螺栓自由穿入等；管道清潔度檢查：無鐵銹、塵土、水分和其他雜物；管道靜電接地的位置及電阻值測定。

2.10 管道試壓吹掃及清洗

管道試壓需管道試壓方案批準后開始，注水前必須完成“三查四定”匯總表中的A、B級點整改，涉及焊接、熱處理、無損檢測等工作應全部完成，試壓管道已和系統隔離，儀表、安全閥、爆破片已拆除。試壓前施工單位應出具的報檢資料包括：試壓包清單、材料質量證明文件、管道表、單線圖、無損檢測報告、無損檢測比例確認表、焊接記錄、焊口檢查記錄、熱處理記錄、焊工及無損檢測人員資質證明等。石化管道試壓前確認項目表如表4所示。

表4 石化管道試壓前確認項目表

管道試壓要使用清潔水，不銹鋼管道用水氯離子含量不得超過規定要求，環境溫度低于5 ℃不宜試壓。緩慢升壓至強度試壓壓力，穩壓10 min后降至設計壓力保壓30 min，檢查管路以無泄漏、無降壓為驗收合格。真空管道在試壓后還應進行真空度試驗，試壓完成后及時排除試壓用水。除設計明確要求或同意使用氣壓試驗外，管道試壓應優先選擇液壓試驗。

管道及吹掃和清洗由建設單位組織進行，并根據設計要求進行化學清洗或水清洗。吹洗前應拆除儀表，調節閥、孔板等重要管件閥門，非熱力管道禁止使用蒸汽吹掃。水洗以排水與入水透明度一致為合格，空氣吹掃無煙塵后可進行打靶，5 min內白靶無雜物、鐵銹、焊渣、水分為合格，蒸汽吹掃要制作消音器，并將出口位置設定在無人方向，地面出口標高要大于2 m，且上方無結構和遮擋。

2.11 管道防腐保溫

試壓前管道焊口禁止涂刷油漆，試壓合格后先進行補傷補口，如需在試壓前進行絕熱保溫，應預留焊縫并保留保溫材料階梯接口。根據設計要求，依次進行中間漆及面漆的涂刷測厚。涂層應均勻一致，無翹起、氣泡、流掛、針孔等缺陷，每道油漆干透后再進行下一層涂刷。

管道保溫材料進場要出具有檢測報告和出廠合格證，保溫材料外觀及幾何尺寸要按5%比例抽檢，且密度檢測符合規范要求。保溫材料在運輸與保管過程中應注意防雨防潮，受潮后的材料烘干后不能達到檢測要求的禁止使用。水平管道絕熱層接縫不得設置在垂直中心線45°范圍內，絕熱層為多層或與相鄰層間要錯縫敷設，硬質絕熱層要預留伸縮縫，伸縮縫使用軟質絕熱材料填充，距離符合規范要求。

3 結語

石化運行裝置內經常遇到管道施工條件限制，通過分析裝置環境布局逐步優化管道布置走向，合理安排施工工藝，嚴格執行施工與質量檢驗規范，才能保證完成石化裝置在連續生產條件下的管道技術改造任務并達成建設目標。