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提高壓力管道安裝質(zhì)量確保石化裝置安全運行

文檔作者：張文彬文檔來源：中國石油工程建設(shè)公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月05日
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工程技術(shù)I E&amp;amp;C Technol ogy
提高壓力管道安裝質(zhì)量
張文彬
中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計分公司山東青島266071
摘要安裝質(zhì)量直接影響著壓力管道的運行安全，從而最終影響石油化工裝置的安全運行。以壓力管道施工、驗收規(guī)
范和法規(guī)為依據(jù)，結(jié)合諸多施工現(xiàn)場實際，講述了壓力管道施工安裝等諸多環(huán)節(jié)、因素對壓力管道和裝置安全
運行的影響。
關(guān)鍵詞壓力管道安裝質(zhì)量石化裝置安全運行
中圖分類號TE973 文獻(xiàn)標(biāo)識碼B 文章編號1672—9323( 2012) 05—0075—02
壓力管道普遍存在和應(yīng)用于石油化工、電力等領(lǐng)域，擔(dān)負(fù)著
輸送易燃、易爆、高溫、有毒等介質(zhì)的重要任務(wù)，在生產(chǎn)中占有重
要地位，一旦發(fā)生泄漏或斷裂將直接影響并有可能引起爆炸、燃
燒、中毒等重大事故。目前，國內(nèi)幾十家煉廠幾乎每年都有或大
或小的泄漏、著火或其它安全事故的發(fā)生，而我們在考慮事故原
因時往往想到設(shè)計或者是否安全操作，卻很少重視管道施工安
裝這一重要環(huán)節(jié)。因而，如何提高壓力管道安裝質(zhì)量、確保石油
化工裝置的安全運行，是石化單位以及安裝施工單位高度重視
和重點解決的問題。本文拋磚引玉，總結(jié)了現(xiàn)場施工常見的各方
面問題，并就如何提高壓力管道安裝質(zhì)量給出幾點建議，為以后
的設(shè)計以及施工提供參考。
1管件質(zhì)量是優(yōu)良安裝質(zhì)量的基礎(chǔ)
首先，管道材料的選用是根據(jù)管道的設(shè)計溫度、設(shè)計壓力、
介質(zhì)條件、經(jīng)濟性、腐蝕性、材料的加工和焊接性能等因素確定
的，反應(yīng)系統(tǒng)工藝管道一般由于高溫、高壓、氫氣和硫化物共存，
環(huán)境十分苛刻，其腐蝕主要是氫腐蝕、高溫硫化氫腐蝕和裝置停
工期間的連多硫酸應(yīng)力腐蝕。
( 1) 高溫高壓條件下擴散侵入鋼中的氫與鋼中不穩(wěn)定的碳
化物或固溶碳起化學(xué)反應(yīng)生成甲烷，引起鋼材的內(nèi)部脫碳，甲烷
聚集在晶界極其附近的空隙，隨著管道壓力不斷升高，形成細(xì)小
裂紋和鼓泡，剛才的韌性和延性顯著下降，隨之變成較大的縫隙
和裂紋，產(chǎn)生氫腐蝕。管道材料處于氫腐蝕環(huán)境下，一般采用納
爾遜( Nel s on) 曲線進(jìn)行選材。例如對催化重整裝置中設(shè)計溫度
不超過540。C、氫分壓1．25MPa的工藝管道，按Nel s on曲線可
選用1．25Cr一0．5Mo合金管，而不必選用5．OCr一0．5Mo合金
鋼管。
( 2)高溫硫化氫腐蝕是管道材料在高溫下與含硫介質(zhì)作
用，生成性質(zhì)不穩(wěn)定、容積比較大、膜易剝離、熔點和沸點低的硫
化物。管道材料處于高溫硫化氫環(huán)境下，含鉻鋼是有效的，一般
采用Couper 曲線進(jìn)行選材，管道材料使用12％鉻以上的鉻鉬
鋼。
(3)工藝管道在高溫、高壓、缺氧、缺水的干燥條件下運行
不會形成連多硫酸，但當(dāng)裝置運行期間受到硫的腐蝕、在管道內(nèi)
表面生成硫化物，裝置停工期間有氧氣和水進(jìn)入時，與硫化物反
應(yīng)則會生成連多硫酸(H§p6) 。為避免奧氏體不銹鋼發(fā)生連多
硫酸應(yīng)力腐蝕開裂，管道材料一般使用含有穩(wěn)定化元素的不銹
鋼如TP321和TP347等。
其次，管道組件的檢驗雖不是壓力管道安裝的直接內(nèi)容，但
卻是優(yōu)良安裝質(zhì)量的前提和基礎(chǔ)，對確保壓力管道的安裝質(zhì)量
至關(guān)重要。管道安裝單位必須按照國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀檢查，
不合格者不得使用。對管子及管件進(jìn)行檢驗的另一重要內(nèi)容為
合金鋼管的材質(zhì)鑒定，不同材質(zhì)的鋼管其最高使用溫度有明顯
區(qū)別，一旦用錯鋼管有可能引起管道系統(tǒng)失效。
2壓力管道安裝的環(huán)節(jié)
壓力管道安裝包括管道加工、管道焊接、管道安裝、管道檢
驗與試驗、管道涂漆、管道絕熱和工程交接驗收等諸多環(huán)節(jié)。任
何一個環(huán)節(jié)不符合國家和石化行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)或法規(guī)，都將有可
能導(dǎo)致壓力管道在使用過程中出現(xiàn)問題，引起事故。
石油化工建設(shè)2012．05 7r 5
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3焊接是影響壓力管道安裝質(zhì)量的最重要因素
壓力管道安裝最顯著的特點是現(xiàn)場焊接工作量大，因而確
保壓力管道焊接質(zhì)量任務(wù)艱巨。
壓力管道的焊接質(zhì)量影響因素包括焊接工藝、焊接材料選
擇、焊工水平及責(zé)任心、焊前預(yù)熱和焊后處理、焊縫檢驗與無損
檢測等諸方面。任何一個環(huán)節(jié)不符合要求都會使得壓力管道焊
接質(zhì)量出現(xiàn)問題。因而，對壓力管道安裝單位來說，要確保焊接
質(zhì)量必須做好焊接全過程的質(zhì)量控制和監(jiān)督工作。焊接缺陷主
要有：
( 1) 未按要求進(jìn)行熱處理，熱處理不當(dāng)使得焊接接頭殘余
應(yīng)力過高、焊縫及熱影響區(qū)組織差、產(chǎn)生焊接裂紋等；
( 2) 焊縫表面質(zhì)量不合格，焊縫尺寸不符合要求，出現(xiàn)咬
邊、表面裂紋、飛濺等；
(3)焊縫內(nèi)部質(zhì)量不合格，焊縫內(nèi)部產(chǎn)生氣孔、夾渣、未焊
透、未熔合、裂紋等。
裂紋缺陷是不允許保留的，但氣孔、夾渣、未焊透、未熔合等
焊接缺陷一般可以保留，只不過對它們的缺陷大小有嚴(yán)格的限
制。
壓力管道焊縫中最常見的焊接缺陷是未焊透。未焊透及咬
邊破壞了焊接接頭的連續(xù)性，減小了結(jié)構(gòu)承載橫截面的有效面
積，并且在其周圍產(chǎn)生了應(yīng)力集中。當(dāng)缺陷超標(biāo)時會降低焊縫的
強度，危及安全。例如某石化公司乙烯裝置開工鍋爐出口高壓蒸
汽管道的最高操作壓力為12．8Pa、最高操作溫度為515℃，1996
年8月投入運行僅2年就因大小頭對接焊縫泄露停車搶修，損
失數(shù)億元。1999年初，該廠在大修期間對該高壓蒸汽管道進(jìn)行
全面檢驗與檢測，發(fā)現(xiàn)該高壓蒸汽管道有近百處焊縫存在超標(biāo)
缺陷，缺陷類型基本上為根部未焊透。而對于中低壓管道，由于
焊接要求較高溫高壓管道低，安裝單位重視程度也不夠，未焊透
缺陷現(xiàn)象有時更加嚴(yán)重。
4支吊架制作和安裝質(zhì)量對管道安全和裝置運行有直
接影響
裝置吹掃、打壓試驗、開工和運行時，高溫壓力管道系統(tǒng)的
膨脹和位移量較大，因而支吊架的安裝質(zhì)量往往會威脅到壓力
管道系統(tǒng)乃至整個裝置的安全。管道支吊架的基本作用在于承
受管道的自重、外載以及調(diào)整和改善管系的應(yīng)力分布狀態(tài)，避免
產(chǎn)生過量撓度和荷載的過量轉(zhuǎn)移，保證管系和裝置的安全運行。
提高管道支吊架安裝質(zhì)量、克服制作缺陷，施工和制作過程
中必須注意以下幾個問題：
( 1) 根據(jù)支吊架結(jié)構(gòu)形式和管道荷載需要合理選擇型鋼進(jìn)
行備料；
( 2) 確定符合施工圖要求和現(xiàn)場管道排列所需要的支吊架
結(jié)構(gòu)形式；
( 3) 支吊架制作時，下料要準(zhǔn)確，保證支吊架的拼接平直，
下料、鉆孔時均不得用焊割、氣燒，每個支吊架的尺寸要準(zhǔn)確，外
形規(guī)矩；
7r 6 l 石油化工建設(shè)2012．05
(4)支吊架拼縫連接時，焊縫的寬度除設(shè)計注明外，均不得
小于4r am，應(yīng)全長焊滿；
( 5) 支吊架制作完成后，必須做好清楚其表面的灰塵、污
垢、銹斑和焊渣等工作后，再對其進(jìn)行防銹漆一遍和面漆兩遍的
防腐處理工作。涂刷面漆時應(yīng)厚度均勻，不得出現(xiàn)脫皮、起泡、起
皺、針孔、流淌和漏刷的現(xiàn)象。
5施工現(xiàn)場中設(shè)備和材料的代用原則
施工現(xiàn)場中堅持按施工圖施工，原則上不應(yīng)代用，但由于現(xiàn)
場物資供應(yīng)情況的需要，有些設(shè)備和材料的代用是不可避免的。
為滿足施工要求和保證施工進(jìn)度，應(yīng)以施工圖為依據(jù)，可按原設(shè)
計的相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備和材料的代用。應(yīng)優(yōu)先利用性能相近的
庫存積壓設(shè)備和材料，清倉利庫，以節(jié)約工程投資，但不得以報
廢、淘汰、無法確定性能指標(biāo)、無產(chǎn)品合格證和質(zhì)量證明書的設(shè)
備和材料作為代用設(shè)備和材料。必要時，應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗，符合國家、
部委等頒布的有關(guān)設(shè)計、施工和驗收的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)方可代用。
6施工現(xiàn)場應(yīng)加強規(guī)范管件存放和認(rèn)領(lǐng)
項目施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)管件、閥門等錯領(lǐng)錯裝的現(xiàn)象。如某
東北煉化裝置中有碳鋼和CrMo鋼的螺栓，由于標(biāo)示太小，難以
辨認(rèn)，施工工人經(jīng)?；煜?，可能將低強度材料用在有剛強度需求
的地方引發(fā)事故，故可將容易混淆的材料、管件等按規(guī)定進(jìn)行漆
色，并標(biāo)上識別符號分開存放，避免錯領(lǐng)、錯裝現(xiàn)象的發(fā)生。
7科學(xué)合理的施工周期
當(dāng)今社會企業(yè)競爭激烈，工程項目的施工時間盡可能縮短，
以便為企業(yè)提前創(chuàng)造效益。項目施工過程中由于多種原因經(jīng)常
出現(xiàn)搶工期、搶進(jìn)度的情況，這與合理的施工周期相矛盾，從而
嚴(yán)重影響了壓力管道的安裝質(zhì)量。因此，必須制定合理的施工周
期并嚴(yán)格執(zhí)行以保證壓力管道的安裝質(zhì)量。
8加強監(jiān)理和監(jiān)督
要提高壓力管道安裝質(zhì)量，最根本的途徑應(yīng)是安裝單位自
身素質(zhì)的不斷提高，但同時必須進(jìn)行監(jiān)理和監(jiān)督。嚴(yán)格按照目前
我國已頒布的《( 壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》等法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)
行壓力管道安裝質(zhì)量監(jiān)督和管理，確保安裝質(zhì)量，保證裝置安全
運行。
9結(jié)語
由于壓力管道在石化裝置中的應(yīng)用量大、范圍廣，其安裝質(zhì)
量直接影響到壓力管道和裝置的安全運行。只有各煉化和安裝
施工單位高度重視壓力管道的安裝質(zhì)量，嚴(yán)格遵守壓力管道檢
驗和施工規(guī)范，才能確保煉化生產(chǎn)裝置長周期安全運行。
參考文獻(xiàn)
1李文新．安裝質(zhì)量對壓力管道安全運行的影響分析．儲運安全．2009，
9(3) ．
2蔡爾輔．石油化工管道設(shè)計．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001．
3張德姜，王懷義，劉紹葉．石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計手冊．第
四版。北京：中國石化出版社．1994．
( 收稿日期：2012- 07—03)

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