肖伟
(中国化学工程第六建设有限公司,湖北 襄阳 441000)
石油化工工艺管道是石油化工生产装置中连接设备、输送物质的重要结构,其安装工序、技术以及安装难度与其他工程中的管道安装有较大差异,因此,需对石油化工工艺管道连接网络进行总体统筹与详细规划,以合理、科学的管道分布与走向方案提高石油化工生产介质或物质的输送效率[1]。同时,对于石油化工生产这类风险性高且有毒有害的作业环境,石油化工工艺管道安装在管道材料选择、管道焊接检测、管道防腐处理等方面均有特殊要求。在管道材料方面,石油化工工艺管道多采用碳素钢管、耐油胶管、奥氏体不锈钢管道等,其适用温度、压力、耐腐蚀性、耐高温性、静压状态、耐久性等均应符合石油化工工艺管道设计标准规范要求,适配石油化工生产工艺以及输送对象特性,以免石油化工生产输送物质或介质与管道产生化学反应而产生管道受损、腐蚀等问题。管道连接处的焊接应严格控制致密性,焊接过程应注意管道杂质残留问题,以免影响输送介质的理化属性或产生管道渗漏事故。石油化工工艺管道安装工程规模大、敷设范围广,应在整个安装过程中密切关注管道连接、管道交叉等关键性节点,以科学的设计与高质量施工提高石油化工工艺管道输送的流畅性与安全性。
合理、科学的管道分布与走向布设是石油化工工艺管道输送顺畅性与高效性的关键因素。当前在对石油化工工艺管道布设方案进行设计时,会存在对石油化工生产装置、生产流程以及生产注意事项把握不到位的问题,导致布设的管廊附加余量过多、进出装置未设置切断阀、弹簧支架数量过多、安全阀管道与总管连接角度不合理、筒体长度过长等问题,影响石油化工工艺管道实际投运后的安全性与输送高效性。同时,石油化工工艺管道安装设计及图纸交底不到位,施工人员对管道安装的设计理念、方案中的管道材质、管道焊接工艺等理解不够,导致石油化工工艺管道选材、采购、焊接、防腐处理、阀门安装等环节施工作业存在偏差,影响管道安装质量,甚至导致转动设备损坏[2]。
管段制作是管道工程安装工序的重要环节,也是管道安装设计方案实践落地的关键步骤。施工人员在对照管道安装设计方案制作管段时,若对管段敷设区域及其周边环境进行详细勘察,会导致安装管段工艺与技术图样不一致。此外,管段制作完成后,工作人员需严格检查其安装质量并填写相关检查报表,在检查表中列明管段制作流程;施工人员对采购到施工现场的管段进行抽检,避免安装后的管段将影响石油化工生产的全线管道正常运行。
石油化工工艺管道涉及诸多管道组成件与支撑件,其中,管道组成件包括管件、法兰、垫片、阀门、过滤器、疏水器、分离器等;管道支撑件包括支架、吊架等。各个部件均有不同的规格、型号、尺寸和材质,需根据管道施工技术标准对管道支撑件与组成件进行优选,以适配管道投运的设计要求。由于石油化工工艺管道材料众多,在材料质量把控与验收管理时容易因管理体制不健全、质量检验环节有疏漏、材料分类贮存不规范、材料标识不合规等问题衍生出管道材料管理漏洞,影响石油化工工艺管道安装工程施工质量。
管道焊接过程中,杂质的渗入与残留以及焊接致密性不够等均会影响石油化工工艺管道的安装质量,导致管道与输送介质产生理化反应或出现管道输送渗漏等问题。在管道焊接过程中,若未能根据管道材质选择适宜的焊接材料,焊接工艺安全技术实施不到位,管道焊工无相关从业资质,焊接场所的安全防护不足、作业场地布设不到位等均会影响石油化工工艺管道的焊接质量。若管道焊接后未根据要求对焊缝外观与内部进行检查,或者采用内检的无损检测设备,均会导致管道焊缝处理不合格,管道气密性与强度存在质量问题。
石油化工工艺管道中输送的介质或物质大多具有一定的腐蚀性,会对管道材料造成腐蚀,导致管道受损甚至出现渗漏问题,影响石油化工工艺管道的运行时间与使用寿命。同时,石油化工工艺管道长期暴露在室外环境中,若管道安装中防腐材料选择不当、防腐工艺操作不当、管道除锈工作不彻底等,均会导致石油化工工艺管道投运后在雨水冲刷、空气中酸性物质的侵蚀下由外到内腐蚀,影响管道防腐层的质量以及防腐成效。
阀门是石油化工工艺管道安装工程中的重要构件,如进出装置管道的切断阀、安全阀、管道中的安全阀以及密封装置上的密封阀门等,这些阀门的安装质量均会影响管道的整体性能,包括安全性能、密封性能、阻隔性能等。若在管道阀门安装时使用阀门出错、阀门装反、阀门安装时阀杆朝向下方、输送腐蚀性物质的管道阀门链轮操作、将低压阀门错装到高压管道中、阀门安装后标记错误等均会影响阀门功能与性能的发挥,更会给石油化工工艺管道的投运带来安全隐患。
石油化工工艺管道安装工程实施前需对石油化工生产装置所在的施工环境进行现场踏勘,结合石油化工工艺管道安装工程的实施标准规范与要求,梳理石油化工工艺管道安装工程的施工条件。石油化工工艺管道安装工程的施工基本条件包括施工现场的道路畅通无阻、施工作业的电力供应稳定、施工现场的供水正常。同时,针对石油化工工艺管道安装时图纸审核与设计交底不彻底等问题,应从管道敷设方案设计、规范图纸审核流程以及健全设计交底机制3个方面加以改善。在管道敷设方案设计方面,应根据石油化工生产装置与生产工艺,对照石油化工管道布置设计规范,对管道敷设分布、走向以及管廊、安全阀、泵入口等进行全面统筹与科学设计,如安全阀管道与总管连接的角度设定为正常顺流方向的45°。在规范图纸审核流程方面,项目方应聘请专业机构对石油化工工艺管道安装的施工图纸进行严格审查,结合现场踏勘情况以及石油化工生产装置布设情况,对管道设计内容如管道材质、施工工艺、配套设施等进行合理性与可行性分析。管道安装施工期间也应阶段性地对管道实际施工与图纸的吻合状况进行审查,确保石油化工工艺管道按图施工。在健全设计交底机制方面,设计单位应组织技术交底会议,将管道布设方案、管道材料材质要求、管道架设要求、管道安装技术等与施工单位进行全面交底,深化施工单位对管道安装设计方案的理解与实施。
石油化工工艺管道安装工程涉及诸多材料,如管道组成件与支撑件。管道的材料管理应实现施工过程全覆盖,即面向管道安装的各个环节建立完善的现场材料采购、贮存与管理机制。对材料采购管理人员与具体工作人员进行队伍建设与组织架构建设,构建层级分明、职责明晰的管道材料质量验收管控小组,确保材料采购、质量初验、质量验收等工作岗位专人专责,有效解决管道材料质量不过关的责任脱节问题。在管道材料采购与运输方面,应注重优质管道材料的选型、选品,在运输过程中应注重特殊设备或材料的防水、密封要求,在装卸过程中切忌压坏、损坏管道材料。管道材料入场前,需做好材料的进货登记与查验工作,通过管道材料质量抽检严格控制管道材料的使用质量。同时,在对暂时不使用的管道材料进行贮存管理时,应严格按照管道材料的贮存管理规范与注意事项布设贮存场所,以免管道材料或设备设施受潮、受损。在管道材料信息化管理方面,现代信息技术的引入与应用可有效弥补石油化工工艺管道安装施工在管道材料及各类支撑件方面的管理漏洞,如将原材料采购计划、采购清单、采购资金等录入工程信息管理系统中,有效监管原材料的供货品质,通过材料分批检验与结果录入规避不合格材料供应商继续供货。
石油化工工艺管道安装时,需从焊接人员、焊接材料以及焊接工艺、焊接质量验收等方面严格控制管道焊接质量。管道焊接技术人员在正式上岗前需仔细核实相关作业人员的从业资格证书,并开展管道焊接专业性集体培训,进一步提高焊工对焊接内容以及焊接工艺的熟悉度。将所有焊工的资质证书、技能凭证、培训情况等录入工程信息管理中,确保管道焊接的施工人员、管理人员持证上岗,保证管道焊接施工质量。焊接材料应同步配有质量证明文件,对于合金钢、不锈钢等特殊材料应进行检验、复验,焊接材料也应贮存在符合贮存规范的焊材库与焊材烘干室内,以验收合格的材料保障管道焊接的质量。管段焊接后,需对照焊接部位在单线图中做好标记,并由质量检验人员采用无损检测设备对管道焊缝进行内检,对外观进行目视检查,并对焊接管道进行气密性与强度试验,确保管道焊接质量符合设计要求。
考虑到管道埋设环境中的酸性物质会腐蚀管道,管段焊接并验收通过后需进行防腐蚀处理,以良好的防腐保护措施提高石油化工工艺管道使用时间。管道防腐处理应重点关注防腐涂层材料选择以及防腐工艺流程设计,在防腐涂层材料方面通常选用石油沥青与环氧煤沥青,前者价格相对低廉、防腐效果较佳,后者防腐性能更优,在石油化工工艺管道防腐材料优选中使用更多。在防腐工艺流程方面需注意以下方面:(1)需对工艺管道表面进行除锈清洁,确保管道表面洁净且干燥;(2)对管道喷涂底漆与面漆,在喷涂过程中注意涂层均匀性;(3)待防腐涂层干燥后缠绕玻璃布,喷涂面漆并保证网眼完全灌注好涂料;(4)当防腐涂层完全固化以后再进行埋管作业。防腐处理过程中应控制施工环境温度为10~30℃,环境湿度应控制在85%以内,以免水汽在管道表面产生凝结。在防腐处理过程中,应检查防腐涂层的附着力、黏结力与漆膜厚度,以及时调整防腐土层喷涂量与喷涂工艺。
石油化工工艺管道安装阀门时应避免阀杆向下或者阀门错装问题,在安装阀门前应根据管道阀门设置要求选择适宜阀门,明确阀门安装位置,在图纸上做好详细标注,确保后期维修便利。阀门安装过程中应充分考虑阀门操作的便利性,对于重量较大的阀门应采用吊装方式,安装水平明杆式阀门应注意阀门开启空间能够容纳工作人员的安装作业。
石油化工工艺管道安装是石油化工生产装置的基础,在安装施工前应做好设计优化、图纸审核、设计交底等工作,并选择适当的管道材料、施工工艺,以施工人员为抓手落实机管道材料管理、管道焊接、门阀安装、防腐处理等环节的精细化质量管理与细节化质量控制。在管道安装完成后需进行质量检测,确保管道安装质量以及投运使用的安全性。