石化运行装置管道安装要点与质量管理

接纯斌

(中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315812)

0 引言

石油化工企业在不断优化产品结构和节能环保要求的推动下，需对已投用装置的工艺流程进行局部改造或新建工艺流程，以提高产品质量满足环保标准。对在石化运行装置内进行的管道新建、改造的施工项目，除必须遵守运行装置工艺纪律及安全规定外，还要针对运行装置的特点，进行管道安装优化和增加管控措施。从实际出发，推进运行装置内的压力管道安装工程有序实施。

1 石化运行装置管道安装要点

1.1 管道安装方案的审核

核对管道蓝图和设计要求，结合装置空间布局，审查施工方案中关于工程量、执行标准、投用机具、安装工序、焊接工艺与焊接评定、质量体系、进度计划的程序设定、计算式、报告书与检验数据、安全风险识别及预防措施。对安装标准和验收规范的引用，应首先满足设计说明，未作明确说明的应优先满足石化规范及国标。

1.2 装置工艺管道碰头技术准备

石化压力管道具有连续运行且介质易燃易爆、有毒有害的特点，新建管道与现有管道交接碰头必须先完成现有管道参数复核，并现场勘查碰头位置情况，在充分了解运行工艺管道内介质成分、形态、温度、压力、流量的情况下，检查设计碰头管道材质、壁厚并查对焊接及热处理要求确定碰头方案。通常要现场测绘后提前开展碰头管段预制和无损检测，如系统必须带压开口，则一定要提前沟通设计并取得书面批准。

1.3 技术交底及单线图摸排

现场技术交底并确认管路走向及起止点，分析施工区域及施工作业面，划分区域作业能有效规避交叉施工，提高作业效率，可将管道途经的塔、泵棚、结构、管廊等区域，按可连续施工分区，对施工人员分组说明碰头管段的位置及作业限制条件，可避免增加不必要的施工难度，保证施工进度。

查对单线图核对管件、管材规格数量，充分利用设计可行的设备及结构作为管道支、吊架基础，最大程度减少新建管墩、管架基础施工，避免进行深基坑开挖，缩减土建施工范围减少因机械开挖导致的隐蔽工程破坏风险，以免造成不必要的生产波动或装置停产事故。

1.4 管道集中除锈防腐与预制深度

除锈工作之前应完成压力管道安装监检告知及管材、管件进场材料检验程序。

管道、管件集中除锈可有效避免环境污染对生产人员的影响，装置内只进行焊口除锈补漆及管道中间漆、面漆的涂刷，要优先保证运行装置正常工艺秩序。集中除锈防腐可采用抛丸除锈+底漆喷涂的连续作业，不仅能彻底清洁管材表面锈蚀及附着物，还可有效避免返锈发生，增加管道表面强度、保证粗糙度及底漆附着力。

管道预制深度至少要达到总吋口量的30%～50%，深度的管道预制能有效减少现场焊接及无损检测周期。管道除锈防腐施工质量检查表如表1所示。

表1 管道除锈防腐施工质量检查表

1.5 废旧管道的利旧与拆除

勘查已有管道的路径及参数，分析改造项目工艺流程优先充分利旧。设计同意利旧的废旧管道，要及时进行系统隔离及吹扫置换、气体分析确保满足安全施工要求。根据天气天件合理利用新建管道就位时机，分段进行旧管道拆除，注意脚手架搭拆需与管道拆装同步，减少高空周期。

1.6 阀门检查与优化管道走向

用于输送有毒、可燃介质的阀门均需进行壳体强度试验和密封严密性试验，检验合格的阀门要带有检验合格标识，阀门安装前要检查阀门密封面清洁度和法兰形式、垫片规格等级并备好隔离盲板或盲法兰，阀门安装方位要满足使用条件和便于维修和操作，并要注意阀门安装方向。对安装投用后产生内漏现象的阀门，首先要分析泄漏原因，不要急于下线更换，如上线阀门温度与介质温差较大，阀门密封间隙受温差影响的微漏，可在阀门升降温进行检查确认。对管道杂质进入阀门密封面情况，可在介质输送完成后再次检查密封效果。

运行装置区内新增管道就位，通常要面对已投用管道的占位或结构障碍，结合现场勘察并加固现有设施结构或增加支持位置能部分规避化解阻碍，如遇到无法规避情况，可及时提出增加地面管架或管墩的意见，经设计审核批准后实施。

1.7 “三查四定”与整改清单

管道施工收尾阶段要及时组织开展“三查四定”工作，应将整改问题分级汇总，即A必须完成、B限期完成、C择机完成。从查设计漏项、查未完工程、查施工质量入手，针对问题清单要定人、定时、定任务、定整改措施。在集中整改施工阶段，要深入现场检查确认并做好记录和设计变更，对必须延期整改的C类问题要汇总在尾项清单中。

2 管道安装质量控制

2.1 材料、机具仪器进场检验

检查材料外观、规格、标识型号及出厂证明文件：包括材料质量证明书，如合金钢管的关键成分，合金钢螺栓、螺母的关键成分、硬度、低温冲击性能检验(t＜-29 ℃)报告、出厂合格证及检验报告，如高压管(设计压力≥10 MPa或极度危害介质)外表面磁粉检测或渗透检测报告。

铬钼钢、低温钢、含钼不锈钢管材进场应必须做材质光谱分析。值得注意的是，不同标准和材质的管材、管件应用环境差别很大，反应工艺流程下面临高温、高压、氢气、硫化氢腐蚀要求材料具有抗硫的特点，特别应注意在同时到货的管材中，出现有材料标准相近，成分差别微小、外观尺寸相同的情况，如使用光谱仪检测也无法显示成分差别的20#与20#-CE。

进场机具、检测仪器报验：检查机具是否有合格证、检测仪器是否在有效期内以及第三方检测报告等。机具、检测仪器应定期由专人进行维护和调校，并均应使用唯一编号作永久性的标记，并附校验卡妥善保管。

2.2 阀门检测与试验

检查阀门产品的质量证明：合格证、质量证明书、安全附件的试验程序及方法、阀门强度及密封试验、安全阀定值。低温、危害介质以及设计压力≥10 MPa的阀门，应具有焊缝、阀体、阀盖等承压部件的无损检测报告。

石化运行装置中的管道阀门应对阀体和密封面(包括闸阀上密封)进行100%压力试验，批量制造的阀门可到制造厂见证阀门试验过程，并做好试压记录。少量阀门可在预制场地进行水压试验，采用相同规格等级的阀门可串接连通后一起打压，提高现场作业效率。强度及密封性试验合格的阀门，必须在阀门上系挂检验合格标签。

2.3 土建基础交接验收

管道基础复测主要检查管墩、管架、管廊以及支吊架的规格及间距，以及管廊及管架的坐标及标高、管道走向及布置空间确认。工序交接应三方参加，按规范要求并完成交接记录。

2.4 管材除锈防腐与标识移植

集中除锈防腐要出具防腐委托单，并在管材除锈前核对管壁出厂标识与对应质量文件，针对外观型号相同且相近材质的管材，一定要分批进行除锈防腐，并对隐蔽工程及标识移植过程进行见证和留存影像资料。为预防出现材料混用的情况，可在管材除锈前对内管壁妥善标记，并在二次倒运进场时复核材质色标的对应涂刷情况。

除锈后隐蔽检查，管材、管件钢材表面清洁度要达到国家标准规定的Sa2.5级、表面粗糙度要达到Rz40～50 μm，底漆干膜厚度50 μm。

标识移植质量管理：管道管材防腐成品必须严格按标识管理规定进行标识，并经专业工程师核实，标识内容要包含制造厂名、产品标准号、材质、规格且管道需使用材质色标通体标识。

2.5 组织焊工进场考试

检查焊工证件的有效性和真实性。应提供国家质量监督检验检疫总局颁发的《特种设备作业人员证》及国家安全生产监督管理总局(现为“应急管理部”)颁发的《特种作业操作证》，才能参加焊工入场考试。

设定管焊考试内容，一般为现场斜45° DN80-100无缝管对焊(氩电联焊)，检查焊接组对尺寸及焊缝外观成型质量，具有评定合格的无损检测报告后可发放焊工进场考试合格证。

2.6 管道焊接质量

应做好焊材的保管烘干与发放回收工作。焊材库环境温度保持在5 ℃之上，湿度不大于80%，焊条按牌号、规格分类摆放，摆放货架距离墙壁地面距离不小于0.3 m。焊条烘干与发放回收记录符合规范要求并可追逆。

焊工作业时手持焊条不能超过3根，且焊条保温桶要求保持干燥密封。每日作业结束后要将剩余焊材做好退库，焊条头回收并记录。管道组对焊接一般项目检查表如表2所示。

表2 管道组对质量检查表

管道的法兰焊口检查：平焊法兰的焊脚尺寸、对焊法兰的焊缝尺寸和内部质量。检查管道焊接坡口的形式及尺寸要符合规范要求，铬钼钢、低温钢、含钼不锈钢坡口应使用机械切割、打磨，禁止火焰切割。碳钢管道火焰切割坡口后应将坡口表面的飞溅熔渣、附着物及不平打磨整齐。等壁组对要保持内壁平整或薄壁位于厚壁端面内，内壁最大错边量不应大于2 mm并不大于壁厚的10%。

2.7 焊接热处理

焊前预热应符合设计说明，并通过焊接评定。一般管材焊前预热温度表如表3所示。

表3 一般管材焊前预热温度表

焊后热处理的电加热带应覆盖母材、焊缝、热影响区，加热宽度不小于焊缝两侧50 mm且应大于焊缝宽度的3倍。焊后热处理过程要连续完成，若中断必须重新开始。热处理升温过程记录及测温点、保温时长应符合规范要求。高强钢、不锈钢、耐热钢应在焊后立即进行热处理，或加热到300 ℃左右进行保温缓冷，以避免产生延迟裂纹。管道焊接热处理后还要做好硬度检测。

2.8 无损检测

须对无损检测的检测标准、检测工艺、检测比例执行情况进行抽查并对射线底片质量及检测报告进行审查。管道焊接接头无损检测的比例执行SH3501中根据管道分级1、2、3、4级对应的5%、10%、20%、100%，其中以下管道应进行100%无损检测：输送剧毒流体、设计压力大于10 MPa、设计压力大于4 MPa且设计温度大于400 ℃、设计温度低于-29 ℃。另外对公称直径大于或等于DN500的焊口，每道口均需做无损检测，且检测焊缝长度不得小于250 mm。

射线检测前必须对被检工件外观质量进行检查，并对管道焊缝表面及两侧20 mm范围内的焊渣及异形凸起、浮锈、油漆覆盖等缺陷处理合格后进行。检测单位在工件上标注的检测标识应清晰、准确，底片须清晰显示像质计，中心标记和管道焊缝编号，管线号(设备号)、规格、拍片日期。为标记区分：片号前增加扩拍片K、返修R、焊口切除CE、固定焊口G等标记，如图1所示。

图1 焊缝底片标记图

根据射线底片绘制缺陷图，对缺陷性质裂纹、未熔、未焊透、条形缺陷、圆形等缺陷及数量和位置长度(箭头方向+，反向-)进行标记，如图2所示。

图2 焊接缺陷记录图

无损检测报告应由Ⅱ级以上资格的从业人员编制，报告格式执行SH/T 3503—J412《石油化工工程建设交工技术文件规定》及SH/T 3543—G416《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定》。

如在超声探伤中发现缺陷应及时记录，应将缺陷记录图附在该探伤报告之后。焊缝返修应遵守以下原则：每发现一道不合格焊缝，应增加检验同一人所焊的两道同批次焊缝，合格即此次检查结束；不合格应对该人所焊的同一批焊缝全部检测，全部合格后此批次通过验收。

2.9 管道系统安装检查

管线几何尺寸及走向检查，检查水平管道的平直度、立管的铅垂度、法兰与管道的垂直度检查平行偏差、径向偏差、膨胀弯位置及空间。弹簧支吊架安装的结构形式、安装位置及间距、弹簧调整值，管道支架满焊且支架下方无虚空。

管道及管道组成件的隐蔽：隐蔽项目、位置、隐蔽记录；补偿器安装：补偿器形式、预拉(压)量；抽查管道法兰和垫片的密封面清洁度度及表面质量，核对垫片的规格型号及数量，与动设备连接的管道安装：法兰平行度、法兰轴向间隙、有无附加应力；阀门、孔板、法兰等的安装质量检查：安装位置、方向、开启状态；管法兰螺栓规格及材质检查：螺栓露头长度、高温螺栓涂抹二硫化钼、螺栓自由穿入等；管道清洁度检查：无铁锈、尘土、水分和其他杂物；管道静电接地的位置及电阻值测定。

2.10 管道试压吹扫及清洗

管道试压需管道试压方案批准后开始，注水前必须完成“三查四定”汇总表中的A、B级点整改，涉及焊接、热处理、无损检测等工作应全部完成，试压管道已和系统隔离，仪表、安全阀、爆破片已拆除。试压前施工单位应出具的报检资料包括：试压包清单、材料质量证明文件、管道表、单线图、无损检测报告、无损检测比例确认表、焊接记录、焊口检查记录、热处理记录、焊工及无损检测人员资质证明等。石化管道试压前确认项目表如表4所示。

表4 石化管道试压前确认项目表

管道试压要使用清洁水，不锈钢管道用水氯离子含量不得超过规定要求，环境温度低于5 ℃不宜试压。缓慢升压至强度试压压力，稳压10 min后降至设计压力保压30 min，检查管路以无泄漏、无降压为验收合格。真空管道在试压后还应进行真空度试验，试压完成后及时排除试压用水。除设计明确要求或同意使用气压试验外，管道试压应优先选择液压试验。

管道及吹扫和清洗由建设单位组织进行，并根据设计要求进行化学清洗或水清洗。吹洗前应拆除仪表，调节阀、孔板等重要管件阀门，非热力管道禁止使用蒸汽吹扫。水洗以排水与入水透明度一致为合格，空气吹扫无烟尘后可进行打靶，5 min内白靶无杂物、铁锈、焊渣、水分为合格，蒸汽吹扫要制作消音器，并将出口位置设定在无人方向，地面出口标高要大于2 m，且上方无结构和遮挡。

2.11 管道防腐保温

试压前管道焊口禁止涂刷油漆，试压合格后先进行补伤补口，如需在试压前进行绝热保温，应预留焊缝并保留保温材料阶梯接口。根据设计要求，依次进行中间漆及面漆的涂刷测厚。涂层应均匀一致，无翘起、气泡、流挂、针孔等缺陷，每道油漆干透后再进行下一层涂刷。

管道保温材料进场要出具有检测报告和出厂合格证，保温材料外观及几何尺寸要按5%比例抽检，且密度检测符合规范要求。保温材料在运输与保管过程中应注意防雨防潮，受潮后的材料烘干后不能达到检测要求的禁止使用。水平管道绝热层接缝不得设置在垂直中心线45°范围内，绝热层为多层或与相邻层间要错缝敷设，硬质绝热层要预留伸缩缝，伸缩缝使用软质绝热材料填充，距离符合规范要求。

3 结语

石化运行装置内经常遇到管道施工条件限制，通过分析装置环境布局逐步优化管道布置走向，合理安排施工工艺，严格执行施工与质量检验规范，才能保证完成石化装置在连续生产条件下的管道技术改造任务并达成建设目标。