裂解爐本體管道施工技術(shù)研究

申請免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

裂解爐是石油化工乙烯生產(chǎn)裝置的核心設(shè)備，在裂解爐施工過程中，必須嚴(yán)格按照各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求組織實(shí)施。本文以上海石化70萬噸/年乙烯改造工程中的裂解爐施工為例，闡述裂解爐本體管道的施工技術(shù)，供同類工程參考。
    一、工程概述及施工特點(diǎn)、難點(diǎn)分析
    上海石化70萬噸/年乙烯改造工程共有4臺裂解爐。裂解爐下部為輻射室，上部為對流室。其本體管道由輻射段爐管、跨越管、對流段爐管和上升下降管段4部分組成。輻射段爐管位于輻射室中心，爐管安裝受力于上部平衡吊架上，爐管出口部分與廢熱鍋爐對接，橫向與聯(lián)箱分配器連接。
    裂解爐本體管道施工主要特點(diǎn)和難點(diǎn)：管道材質(zhì)種類繁多；管道清潔及保護(hù)要求高，長的爐管在吊運(yùn)時(shí)必須有防止變形和損傷的措施；管道坡口加工、組裝精度及彈簧吊支架的調(diào)節(jié)要求相當(dāng)嚴(yán)格；管道焊接工藝復(fù)雜、技術(shù)含量高、一次拍片合格的難度相當(dāng)大，焊接管材有各種FeNi基合金、不銹鋼、CRMo鋼、耐高溫碳等，焊接管材種類繁多、焊接性能各異；管道試氣試壓的技術(shù)要求高，一次試壓成功難度大；管道施工周圍操作空間苛刻，既高又小，操作十分困難。
    二、施工技術(shù)準(zhǔn)備
    裂解爐本體管道施工前必須做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備工作，具體包括：認(rèn)真閱讀施工圖紙、技術(shù)規(guī)范等技術(shù)文件，與設(shè)計(jì)單位溝通，領(lǐng)會各項(xiàng)技術(shù)要求和技術(shù)要領(lǐng)；與鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備等專業(yè)進(jìn)行技術(shù)協(xié)調(diào)，編制詳細(xì)施工方案，并繪制管道單線圖，對焊口進(jìn)行編號；對管材、配件及焊材等材料進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，確保材料質(zhì)量；需進(jìn)行焊接工藝評定的管材盡早進(jìn)行評定試驗(yàn)；編制焊接工藝操作要領(lǐng)書；對技術(shù)工人應(yīng)盡早進(jìn)行操作培訓(xùn)，合格后持證上崗，并儲備一定數(shù)量的應(yīng)急人員；對需用的技術(shù)裝備進(jìn)行落實(shí)檢查，并確保完好。
    三、施工技術(shù)
    1、施工工藝流程  施工準(zhǔn)備→爐管尺寸復(fù)測→管口打磨坡口→坡口著色檢查→組對管調(diào)整就位→組對管施焊前充氬→管口拼裝→管道焊接→活套法蘭緊固→集管定位→聯(lián)絡(luò)管、橫跨管尺寸復(fù)測→彈簧吊架就位→管口打磨坡口、著色檢查→管口拼裝焊接→焊口無損檢測→管道完整性檢查→管道試氣試壓
    2、輻射段爐管安裝  輻射段爐管由12片爐管組成。每2片爐管出口與相應(yīng)的廢熱鍋爐下封頭連接形成一組輻射段爐管。輻射段爐管組對焊接須在廢熱鍋爐和輻射段爐管安裝完畢，尺寸調(diào)整后方可進(jìn)行。在輻射段爐管組對焊接、安裝前，必須先將廢熱鍋爐下封頭的活套法蘭處的變徑管與Y型三通組對焊接。組對焊口須進(jìn)行坡口打磨，坡口形式宜采用 “V”型。焊口組裝時(shí)須把焊口內(nèi)外壁的油污、鐵銹等污物打磨干凈，露出金屬光澤。在活套法蘭與Y型三通組對拼裝時(shí)，應(yīng)先將活套法蘭段倒置于平直的槽鋼上，然后將Y型三通倒置于法蘭口上進(jìn)行組對拼裝，以提高Y型三通安裝的精度。組對完畢后，應(yīng)先將焊口進(jìn)行搭接，然后再把活套法蘭和Y型三通的2只口密封好，焊縫應(yīng)用金屬鋁鉑紙進(jìn)行密封，在焊接時(shí)對該組件進(jìn)行充氬保護(hù)，保證每道口的施焊質(zhì)量。預(yù)制好的Y型三通與輻射爐管出口連接前，須先將輻射爐管按施工圖紙的尺寸進(jìn)行復(fù)測，把爐管標(biāo)高、間距尺寸和垂直度調(diào)整到圖紙尺寸和規(guī)范要求。Y型三通下口與輻射段爐管出口組對時(shí)，應(yīng)先將預(yù)制好的活套法蘭緊固好，緊固同時(shí)必須把石棉板墊在法蘭內(nèi)，以保證組對施焊充氬時(shí)與上部廢熱鍋爐得以隔絕，待施焊結(jié)束后再把石棉板抽出。在Y型三通下口與輻射段爐管出口組對時(shí)，同時(shí)應(yīng)把輻射段爐管中部組對準(zhǔn)備工作做好，在每道焊口的兩側(cè)管內(nèi)張貼兩道以上的可溶紙，保證施焊時(shí)的充氬質(zhì)量。
    3、跨越管安裝  跨越管即輻射段爐管進(jìn)口至對流段出口管之間的管線。每臺裂解爐的跨越管有6組，跨越管安裝，須待輻射段爐管和對流段爐管都已安裝就位，并調(diào)整好尺寸后進(jìn)行，并必須自輻射段進(jìn)口管開始向?qū)α鞫纬隹诠芊较蜻M(jìn)行安裝。將輻射段爐管的進(jìn)口管段，按照圖紙尺寸調(diào)整在同一軸線上，再進(jìn)行后步的組對安裝。然后每2片輻射段爐管的進(jìn)口集合管，用四通進(jìn)行組對安裝，合并成一組跨越管線。安裝好的6組集合管四通外側(cè)接口，必須在同一軸線和同一標(biāo)高上。按照圖紙尺寸核對每段管道，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際復(fù)測的尺寸進(jìn)行下料組對焊接。管線的臨時(shí)支架安裝與管道接觸的部位，必須在管道的外壁用石棉板進(jìn)行包扎。管線組對安裝完畢，按圖紙尺寸要求進(jìn)行集合管的平衡吊架和管線上的配重吊架就位安裝。待整組跨越管安裝結(jié)束后，所有焊縫進(jìn)行酸洗和鈍化處理。
    4、對流段爐管安裝  對流段爐管安裝，須待對流段各模塊組爐管調(diào)整后進(jìn)行，以確保對流段爐管安裝的準(zhǔn)確率。對流段爐管有自身聯(lián)絡(luò)段和工藝對接段兩個部分。對流段爐管的現(xiàn)場組對焊口均布在每臺裂解爐南、北兩端面。聯(lián)絡(luò)管段現(xiàn)場組對安裝時(shí)，須按圖紙尺寸進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)測，根據(jù)甲方提供的半成品管段，核實(shí)爐子南、北兩端管段和管段的程序編號，進(jìn)行管段下料現(xiàn)場組對安裝。高壓蒸汽進(jìn)出口與工藝管道組對安裝時(shí)，進(jìn)出口的集管材質(zhì)為P91，工藝管道材質(zhì)為P22，由于組對的兩種材質(zhì)等級相差大，所以在P91集管的管口上，迭焊一層5毫米材質(zhì)為P5的過渡層。迭焊層在施焊時(shí)，疊焊的高度必須保證在8毫米以上，待施焊結(jié)束后，再進(jìn)行迭焊層的坡口工作。迭焊層坡口必須用機(jī)械坡口機(jī)進(jìn)行，坡口形式采用“V”型，迭焊層的內(nèi)外壁削刮到與管子壁厚相同為準(zhǔn)。每組對焊口的兩側(cè)管腔內(nèi)，必須用布把管內(nèi)壁揩干凈，以確保可溶紙張?zhí)喂?，使充氬質(zhì)量得以保障。
    5、上升下降管安裝  上升下降管安裝，須待汽包和廢熱鍋爐安裝調(diào)整完畢，方可進(jìn)行，且必須自汽包向廢熱鍋爐方向進(jìn)行。每臺裂解爐有6組上升下降管。安裝之前，必須對上升下降管加工好的管段進(jìn)行外觀質(zhì)量、外型尺寸和角度檢驗(yàn)，核對管段編號。加工好的管段均有預(yù)留長度100毫米左右，安裝前要求精確測量，正確下料和坡口，并將管內(nèi)吹掃干凈。在管口拼裝時(shí)，須用專用對口夾具進(jìn)行組對安裝，使組對口在施焊過程中始終處于無應(yīng)力狀態(tài)。各管段在組對拼裝時(shí)，須用拉線進(jìn)行縱向和橫向的尺寸復(fù)測，使上升下降管始終符合圖紙尺寸要求。
    6、管道安裝應(yīng)遵循的原則  對焊材必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和驗(yàn)收。對管道坡口必須進(jìn)行100%PT檢驗(yàn)，對焊縫必須進(jìn)行100%PT和RT檢驗(yàn)。在焊口組對時(shí)，決不允許用常規(guī)的組對拼裝方法，而必須用專用的組對夾具進(jìn)行組對拼裝，并應(yīng)先調(diào)整好管道的位置，決不允許強(qiáng)制組對，以免產(chǎn)生焊接應(yīng)力或焊縫裂紋等現(xiàn)象。在焊接時(shí)，焊工必須持證上崗，必須嚴(yán)格遵守焊接工藝操作要領(lǐng)書。所有的計(jì)量檢測儀器儀表必須是有效期內(nèi)的合格量具。管道試氣試壓時(shí)，必須嚴(yán)格遵守試壓方案中規(guī)定的試壓程序、試壓要求和試壓的安全技術(shù)措施，確保萬無一失。
    上海石化70萬噸/年乙烯改造工程裂解爐本體管道施工方案實(shí)踐證明合理、科學(xué)、可行，其焊接拍片的合格率為99%，系統(tǒng)試氣試壓一次成功。該裝置自2002年投料運(yùn)營，4臺裂解爐本體管道約910個左右的現(xiàn)場組對焊口至今安然無恙。