劉小平 劉培強 王昭

1.工程概述

（1）工程概況 160萬t/a延遲焦化裝置主要由焦化部分、分餾部分、吸收穩(wěn)定部分、吹起放空部分、水利除焦部分、切焦水閉路循環(huán)部分、冷焦水閉路處理部分和產(chǎn)品精制部分（包括干氣、液化石油氣脫硫及液化石油氣脫硫醇）組成。裝置全景如圖1所示。

（2）工程特點 工程特點主要包括以下幾個方面：

圖 1

第一，工期短、材質(zhì)種類多、管件規(guī)格多、焊口多，從施工準(zhǔn)備、過程控制到最終檢測，以焊接為中心的管道預(yù)制、組對、安裝工作量大，難度大。從焊前準(zhǔn)備工作到現(xiàn)場施焊、無損檢測等工作，應(yīng)充分準(zhǔn)備合理安排。

第二，裝置項目施工主要在冬季，這將給現(xiàn)場焊接帶來很大困難，需采取特殊措施以保證焊接質(zhì)量。清除焊件上的沙土及污物等，保持焊件表面清潔、干燥，以保證管道組隊及焊接質(zhì)量。對合金鋼焊前預(yù)熱和焊后熱處理等特殊處理措施，應(yīng)嚴(yán)格按工藝要求進行。

第三，兩臺焦炭塔公稱容積為1 468m3/臺、φ8 400mm/臺、設(shè)備高度為28 471mm/臺。設(shè)備屬于分片到貨、分片組裝、分段焊接。其中焦炭塔球形封頭由多塊球皮組成，焊縫密，且位置比較特殊，焊接難度大，施焊時必須掌握好焊接順序，防止焊接變形。焦炭塔施工是半成品到貨后組對成圈、再組裝成段吊裝就位，根據(jù)公司250t履帶吊的吊裝能力，將焦炭塔分五段吊裝。在東端預(yù)制場將到貨的半成品材料組焊成圈，再用拖車將其倒運至安裝點旁組裝成段，然后分別吊裝就位。

第四，四臺塔器直徑大、設(shè)備金屬重、高度高，整體組焊后運輸不便，采用設(shè)備制造廠家分段到貨、我方現(xiàn)場組焊的方式進行安裝。根據(jù)設(shè)備的實際情況，吸收塔（T1201）、解析塔（T1202）、穩(wěn)定塔（T1204）分兩段，焦化分餾塔(T1102)總計分8段，設(shè)備就位均采用機械化吊裝作業(yè)。設(shè)備到貨后，卸車并置于現(xiàn)場制作好的鞍座上，便于在不影響吊裝的情況下進行梯平欄的安裝，然后采用250t履帶吊主吊，100t輪胎吊溜尾，分段空中組對焊接的方法進行安裝。

2.關(guān)鍵焊接技術(shù)

（1）管道焊接工藝的選擇 由于管道管徑壁厚大小不一，采用的焊接方法主要依據(jù)管徑及壁厚選擇。首先依據(jù)管徑大小選擇焊接方法：管徑＞50mm對接焊縫，主要采用手工鎢極氬弧焊打底+焊條電弧焊填充蓋面；但當(dāng)其壁厚＜3mm時，可采用手工鎢極氬弧焊打底及蓋面，其優(yōu)點為焊縫外觀質(zhì)量好、焊縫變形及應(yīng)力小。管徑≤50mm對接焊縫主要采用手工鎢極氬弧焊；但當(dāng)壁厚較厚時，如超過10mm，為提高焊縫質(zhì)量、勞動效率，宜采用焊條電弧焊填充蓋面。角焊縫焊接施工過程為避免漏焊等原因，采用鎢極氬弧焊打底+焊條電弧焊填充蓋面。主要焊接參數(shù)如表1所示。

裝置工藝管線的施工難度主要為合金鋼的焊接，合金鋼焊接過程為避免冷裂紋及焊縫金屬晶體過大，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范NB/T47014—2011及焦炭塔安裝技術(shù)條件進行焊接工藝評定，在施工過程中控制預(yù)熱溫度、層間溫度及后熱溫度。

表1 焊接參數(shù)

（2）焦炭塔焊接工藝選擇 焦炭塔塔體下端材質(zhì)為14Cr1MoR，上段材質(zhì)為14Cr1MoR+S11306。塔體下端及基層為合金鋼，焊前需進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為160～200℃；控制道間溫度不低于預(yù)熱溫度且不超過250℃，焊后立即進行300～350℃消氫處理。塔體上段過渡層及復(fù)合層使用的是鎳基焊材，焊前進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為160～200℃。因S11306為鐵素體型不銹鋼，焊接過程嚴(yán)格控制道間溫度，使道間溫度≤250℃。焊后立即進行300℃消氫處理。

因為鎳基焊材導(dǎo)熱性能差，如果焊接熱輸入大，易使焊接接頭過熱，引起晶粒長大，增加熱裂紋傾向，所以要嚴(yán)格控制焊接熱輸入，焊接參數(shù)如表2所示。此外，采用多層多道焊，小擺動焊接，擺動幅度不超過焊條直徑3倍；焊接過程易引起焊條藥皮發(fā)熱發(fā)紅甚至脫落，藥皮起不到較好的保護作用，因此焊接過程也應(yīng)特別注意焊條使用過程中的狀態(tài)。現(xiàn)場焊接如圖2所示。

（3）關(guān)鍵熱處理施工 焦炭塔熱處理為現(xiàn)場對塔器整體進行熱處理。采用燃油法，以焦炭塔內(nèi)部為爐膛，選用0號輕柴油為燃料，焦炭塔外部用保溫材料進行絕熱保溫，通過鼓風(fēng)機送風(fēng)和噴嘴將燃料油噴入并霧化，由電子點火器點燃，使塔體升溫到熱處理所需的溫度（690±14）℃。

表2 焊接參數(shù)

3.質(zhì)量管理

（1）建立健全項目部質(zhì)量保證體系 完善質(zhì)量管理制度，簽訂質(zhì)量責(zé)任書，項目部將質(zhì)量職責(zé)逐層分解，落實到各相關(guān)施工人員，從體系上明確了每一位職工所應(yīng)承擔(dān)的質(zhì)量責(zé)任。（2）嚴(yán)把施工資源準(zhǔn)入關(guān)參與施工的特殊工種，嚴(yán)格執(zhí)行TSGZ6002—2010《特種設(shè)備焊接操作人員考核細則》取證，做到持證率100%，對于工藝管道、壓力容器焊工，采取百分之百的上崗考試及首口必檢制。認真做好施工前的技術(shù)準(zhǔn)備，做好圖樣自審、會審工作。加強質(zhì)量檢查和質(zhì)量監(jiān)督工作。

（3）抓重點、樹典型 根據(jù)工程特點，對重點區(qū)域施工進行重點管理。①焦炭塔焊接前焊縫組對間隙進行逐個檢查，嚴(yán)格控制焊接過程使用的焊接電流、電弧電壓及熱輸入。②合金鋼焊縫坡口在焊前進行100%滲透檢測。③合金鋼、不銹鋼高溫高壓管道的熱處理施工，要求班組在熱處理過程中由項目部質(zhì)檢員在每一道焊口熱處理曲線圖上進行簽字確認。

（4）強化施工過程管理，提高過程控制能力 ①技術(shù)交底、焊接工藝指導(dǎo)書要細致、準(zhǔn)確、重點突出，使施工人員明確技術(shù)質(zhì)量、安全要求。②質(zhì)檢部門設(shè)置一套完整的焊接工作獎懲制度，在動態(tài)管理中實施首件必檢，優(yōu)勝劣汰，并根據(jù)具體情況，舉辦現(xiàn)場強化培訓(xùn)，不斷優(yōu)化焊工隊伍的技術(shù)水平。③對于施工過程中出現(xiàn)的不合格項，要組織有關(guān)人員進行原因分析，按規(guī)定程序進行處理。

4.結(jié)語

160萬t/a延遲焦化裝置工藝管線射線檢測共計25 262張片，一次合格張數(shù)24 897，合格率為98.55%。塔器超聲波檢測1 230道，合格1 230道，合格率為100%。射線檢測9 131張片，一次合格9 002張片，合格率為98.58%，已超過建設(shè)單位及公司內(nèi)部制定的質(zhì)量目標(biāo)。裝置按時中交，投產(chǎn)試運一次成功，得到了建設(shè)單位的高度好評。