林 敬

（廣東 廣州）

乙烯苯乙烯裝置膨脹節(jié)泄漏檢修方法

林 敬

（廣東 廣州）

結(jié)合乙烯苯乙烯裝置膨脹節(jié)的泄漏修復(fù)、更換處理，本文介紹了一些施工理念及方法。在保證安全的前提下采用簡(jiǎn)單、有效、快速的施工方法進(jìn)行施工，給施工同行及類似工程提供了經(jīng)驗(yàn)及借鑒，供探討。

膨脹節(jié)；吊裝；焊接；補(bǔ)焊；更換

引言

在某乙烯廠苯乙烯裝置中，MM201、MM202、MM203、MM204、MM205、MM210、MM211、MM212、MM231、MM238膨脹節(jié)至關(guān)重要，它們運(yùn)行的好壞，直接影響整個(gè)苯乙烯裝置的運(yùn)行安穩(wěn)及經(jīng)濟(jì)效益，且運(yùn)行的介質(zhì)為烴類化合物、氫氣或蒸汽，操作溫度多數(shù)較高。運(yùn)行中，一旦發(fā)生泄漏，整個(gè)裝置必須停車(chē)處理，且有可能造成傷人、起火等事故。針對(duì)以上問(wèn)題，根據(jù)膨脹節(jié)泄漏損壞的程度，可對(duì)膨脹節(jié)進(jìn)行更換或補(bǔ)焊檢修，以便能迅速、保質(zhì)地進(jìn)行檢修，盡快恢復(fù)生產(chǎn)，使損失降到最小。本文通過(guò)對(duì)苯乙烯裝置膨脹節(jié)發(fā)生泄漏后進(jìn)行的修復(fù)和更換處理的施工實(shí)例，針對(duì)膨脹節(jié)的特點(diǎn)就膨脹節(jié)的修復(fù)、補(bǔ)焊、吊裝、更新等方面進(jìn)行了闡述。

1 工程概況

（1）膨脹節(jié)的主要操作參數(shù)

表1

以上膨脹節(jié)接管材質(zhì)均為304H（C≥0.04%）。

（2）苯乙烯膨脹節(jié)在苯乙烯裝置里至關(guān)重要，如發(fā)生泄漏即導(dǎo)致整個(gè)裝置停車(chē)，甚至有可能發(fā)生火災(zāi)傷人事故。針對(duì)以上可能發(fā)生的情況，制定了膨脹節(jié)的更換及補(bǔ)焊方法。

2 施工依據(jù)

（1）波紋管廠家提供的相應(yīng)的波紋補(bǔ)償器安裝使用說(shuō)明；

（2）《石油化工有毒、可燃介質(zhì)鋼制管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（SH3501-2011），MM204、MM205、MM210、MM210、MM211、MM2 12、MM231、MM238施工按此標(biāo)準(zhǔn)；

（3）《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》（GB50235-2010）；MM201、MM202、MM203施工按此標(biāo)準(zhǔn)。

3 施工準(zhǔn)備

10臺(tái)膨脹節(jié)的驗(yàn)收工作：

（1）主要是膨脹節(jié)的驗(yàn)收工作：①到貨后，測(cè)量膨脹節(jié)幾何尺寸（膨脹節(jié)自由狀態(tài)下的尺寸），并標(biāo)出膨脹節(jié)方向位置。記錄好檢驗(yàn)結(jié)果記錄，確認(rèn)符合規(guī)范要求后，方可驗(yàn)收施工。②通過(guò)打光譜，對(duì)膨脹節(jié)接管的材質(zhì)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

（2）焊接所用的焊材復(fù)驗(yàn)。

（3）施工加固措施所使用材料的準(zhǔn)備

4 工機(jī)具準(zhǔn)備

5 施工步驟及技術(shù)要求

5.1 膨脹節(jié)更換施工步驟

（1）現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)鋼架，符合安全規(guī)定，經(jīng)驗(yàn)收合格后才能使用。

（2）拆卸現(xiàn)場(chǎng)保溫，將待更換膨脹節(jié)處的保溫拆除。

（3）膨脹節(jié)的支撐固定，對(duì)更換膨脹節(jié)所處的管道進(jìn)行加固，利用管道框架及平臺(tái)，采用槽鋼、鋼管、角鋼等將膨脹節(jié)連接管道支撐固定。限制垂直管的位移。

（4）膨脹節(jié)測(cè)量、劃線

①原膨脹節(jié)初始位置作標(biāo)記，作好鉸鏈中心線，膨脹節(jié)方向標(biāo)記。

②在需要更換膨脹節(jié)的管道上劃線，作為切割線，劃線長(zhǎng)度為新膨脹節(jié)的尺寸，盡量將舊焊縫割除。

③膨脹節(jié)更換檢查線（距切割線100mm）劃線，做好標(biāo)記。

（5）舊膨脹節(jié)切割

切割前先將舊膨脹節(jié)四根拉桿的連接板割斷，待更換膨脹節(jié)完畢后恢復(fù)。舊膨脹節(jié)管段利用等離子切割拆除，選用50T吊車(chē)吊下地面。

（6）坡口加工

要求加工出外坡口，具體坡口型式見(jiàn)焊接要求。焊接坡口打磨，切割后對(duì)坡口進(jìn)行打磨，清除坡口四周氧化皮、油污等物后，使焊道露出金屬光澤。舊焊縫及熱影響區(qū)要清除干凈。

（7）新膨脹節(jié)加固

膨脹節(jié)驗(yàn)收合格后，將膨脹節(jié)四周螺栓上緊，保證其自由狀態(tài)下的幾何尺寸，并用角鋼等加固焊牢，并用石棉布將波紋管包扎好，以作保護(hù)。

（8）新膨脹節(jié)組裝

①選用50T吊車(chē)整段吊裝新膨脹節(jié)，根據(jù)安裝尺寸進(jìn)行組對(duì)焊接。新（舊）膨脹節(jié)的吊裝（拆卸）方法見(jiàn)吊裝方案。利用鐵碼、尖子加減絲等組對(duì)膨脹節(jié)，組對(duì)時(shí)注意膨脹節(jié)的安裝方位（對(duì)準(zhǔn)鉸鏈中心線）和介質(zhì)流向，壁厚相同的管子、管件組對(duì)時(shí)，應(yīng)使內(nèi)壁平齊，組對(duì)錯(cuò)邊量應(yīng)為δ≤1mm，錯(cuò)邊量盡量均勻分布，組對(duì)間隙δ=2～3mm。

②施工技術(shù)要求

表2

③安裝注意事項(xiàng)：

a.膨脹節(jié)的運(yùn)輸保護(hù)裝置運(yùn)行前要割除。

b.管道連接時(shí)，不得用強(qiáng)力對(duì)口來(lái)消除接口端面的缺陷。

c.現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)要用石棉布對(duì)波紋管表面作好保護(hù)，不允許有焊接飛濺到波紋管及其與接管之間的環(huán)焊縫上。

（9）焊縫焊接

①焊接坡口加工，型式及組對(duì)要求：

a.焊接坡口加工采用磨光機(jī)打磨，或者采用機(jī)加工。

b.坡口型式及組對(duì)要求見(jiàn)圖1。

圖1

c.坡口內(nèi)外離坡口邊緣10～20mm范圍內(nèi)清理干凈，露出金屬光澤。

②焊接規(guī)范

a.材質(zhì)：304H。

b.規(guī)格：φ1220×10。

c.焊接方法：手工焊條電弧焊。

d.焊工資格：SMAW-Ⅳ-6G-10/159-F4J或相應(yīng)資格。

e.焊接規(guī)范參數(shù)：

表3

（10）焊縫檢驗(yàn)

對(duì)接焊縫100%進(jìn)行射線檢驗(yàn)，按JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級(jí)合格。

（11）四根拉桿安裝復(fù)位。

（12）生產(chǎn)裝置系統(tǒng)氣密試驗(yàn)。

（13）拆卸固定設(shè)施。膨脹節(jié)焊縫檢驗(yàn)合格后，拆除膨脹節(jié)所有臨時(shí)支撐，松開(kāi)膨脹節(jié)的所有固定螺栓等，使其處于自由狀態(tài)，交工驗(yàn)收。

（14）膨脹節(jié)保溫恢復(fù)。

（15）施工棚架拆卸。

5.2 膨脹節(jié)補(bǔ)焊施工步驟

（1）現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)符合要求的鋼架。

（2）拆卸現(xiàn)場(chǎng)保溫：將泄漏部位的保溫拆除。

（3）膨脹節(jié)泄漏處打磨，清除氧化皮、腐蝕物及油污，使之露出金屬光澤。

（4）實(shí)際施焊前，焊工必須在廠房先練習(xí)調(diào)節(jié)好電流，避免現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)，把實(shí)物焊穿。

（5）補(bǔ)焊時(shí)，焊工要注意防止電弧碰傷鄰近的其它膨脹節(jié)、波紋段。

（6）焊接要求

①清除裂口處氧化皮、腐蝕物及油污，使之露出金屬光澤。然后進(jìn)行滲透檢驗(yàn)。沒(méi)有裂紋、夾層方可進(jìn)行焊接。

②視裂縫情況，是否需采用貼板補(bǔ)焊，如需貼板補(bǔ)焊，貼板采用與母材同材質(zhì)的厚度為1.5mm的板。根據(jù)焊縫裂紋狀況，將貼板剪切成符合的條板，將貼板預(yù)制成與貼補(bǔ)處波紋形狀相吻合的形狀進(jìn)行貼補(bǔ)，盡可能讓貼板與膨脹節(jié)之間的間隙小于1mm。

③補(bǔ)焊采用氬弧焊，焊絲選用INCONEL82，φ1.6，焊接電流90～100A，電壓12～24V，氬氣流量8～10L/min，氬氣純度大于99.99%，鎢板φ2.5mm。

④焊工必須持有相應(yīng)資格。

⑤施焊過(guò)程中應(yīng)采取防風(fēng)措施，用帆布或其它物品遮蓋焊接周?chē)?，不能讓風(fēng)直吹焊接部位。

（7）修復(fù)后焊縫進(jìn)行100%滲透檢驗(yàn)，沒(méi)有裂紋、氣孔為合格。

6 膨脹節(jié)更換吊裝

6.1 工程概況

苯乙烯裝置膨脹節(jié)φ1602×5170mm，重量為2936kg（舊膨脹節(jié)加上保溫等重量約為3500kg），安裝在高度約為25m的框架上，需在停車(chē)檢修時(shí)進(jìn)行更換。

6.2 吊裝方法

（1）使用50T吊車(chē)（吊臂必須長(zhǎng)于38m）進(jìn)行吊裝，吊車(chē)擺放在框架南面空地。

（2）使用一對(duì)鋼絲繩吊裝舊膨脹節(jié)，鋼絲繩直接捆綁設(shè)備；在新膨脹節(jié)中間筒節(jié)上焊接四個(gè)孔板式吊耳，使用吊耳進(jìn)行吊裝。

（3）新膨脹節(jié)吊裝配用四個(gè)2噸級(jí)卸扣及四個(gè)2噸級(jí)手動(dòng)葫蘆，以確保對(duì)接時(shí)的高低、及方位角的調(diào)整。

（4）吊裝時(shí)用兩條足夠的白棕繩溜放設(shè)備。

（5）吊車(chē)操作必須緩慢平穩(wěn)，起重工用旗語(yǔ)及哨音進(jìn)行指揮。

6.3 主要機(jī)具選用及驗(yàn)算

（1）吊耳計(jì)算：吊耳選用δ=10mm材質(zhì)為0Cr18Ni9鋼板，吊耳長(zhǎng)度L=100mm，吊耳環(huán)高h(yuǎn)=35mm，吊耳焊縫高度為10mm。每個(gè)吊耳受力為750kg即7350N。

①吊耳強(qiáng)度校核：按剪切力考慮。

滿足強(qiáng)度要求。

②吊耳焊縫校核：按剪切力考慮。

滿足強(qiáng)度要求。

（2）吊車(chē)選用50T吊車(chē)

設(shè)備最大吊裝重量為3.5T，設(shè)備吊裝高度為32m（設(shè)備高度加安裝高度及鋼絲繩高度），吊裝跨距為10m。50T吊車(chē)在桿長(zhǎng)38m，跨距時(shí)10m，可負(fù)載8T，大于設(shè)備最大吊裝重量；有效吊裝高度為33m，大于設(shè)備吊裝高度。

因此吊車(chē)滿足使用要求。

（3）舊設(shè)備吊裝選用6×37-17.5-17.0鋼絲繩，其鋼絲破斷拉力總和為18950kg。每條鋼絲繩長(zhǎng)12m，各繞設(shè)備一圈，即共有2條鋼絲繩受力，則鋼絲繩的安全系數(shù)為：

因此吊索安全。

（4）安全措施

①所有參與吊裝的施工人員，必須熟悉工程內(nèi)容及吊裝方法，按方案進(jìn)行施工，并且必須辦理起重吊裝作業(yè)票。

②選用合格機(jī)具，并在施工前由技術(shù)員及施工人員再次檢驗(yàn)核實(shí)。

③吊車(chē)支腿支承必須牢固可靠，不得騎壓電纜溝、下水道等。

④吊車(chē)操作必須平穩(wěn)、緩慢，必須服從指揮。

⑤在吊裝區(qū)域用警戒線劃定警戒區(qū)域，并派專人警戒，施工期間無(wú)關(guān)人員禁止內(nèi)進(jìn)。

⑥在起吊過(guò)程中，任何人不得在重物下和受力索具附近逗留或通過(guò)，不允許有人及其它物件隨同重物升降。

⑦電焊線、電線等必須盡量遠(yuǎn)離鋼絲繩，不得與鋼絲繩纏繞。

⑧如需使用裝置內(nèi)其它設(shè)備、基礎(chǔ)作受力錨點(diǎn)時(shí)必須征得作業(yè)部同意后方可使用。

⑨風(fēng)力大于五級(jí)時(shí)嚴(yán)禁吊裝。

⑩高空作業(yè)注意安全，須系好安全帶。

7 質(zhì)量保證措施

（1）掌握有關(guān)技術(shù)要求，熟悉需更換的膨脹節(jié)的有關(guān)圖紙資料，了解施工中的技術(shù)規(guī)范和要求。

（2）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范施工，控制組對(duì)焊縫的錯(cuò)邊量和對(duì)口間隙的焊接質(zhì)量。

（3）作好施工記錄，每道工序互為保證，把好每項(xiàng)工序的質(zhì)量關(guān)，施工過(guò)程中做好記錄，嚴(yán)格執(zhí)行三級(jí)檢驗(yàn)——班組自檢、施工員復(fù)查、專檢人員驗(yàn)收。

（4）抓好膨脹節(jié)焊接質(zhì)量，提高一次合格率，避免返修現(xiàn)象。

（5）在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，應(yīng)采取加強(qiáng)固定手段，對(duì)膨脹節(jié)進(jìn)行保護(hù)，避免波紋管損壞。施工過(guò)程中，不得在波紋管上引弧，不得撞擊波紋管，焊接時(shí)，嚴(yán)禁將地線接于波紋管上。

（6）建立施工獎(jiǎng)懲制度，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣，提高施工人員的工作積極性，增強(qiáng)工作責(zé)任心。

（7）施工過(guò)程質(zhì)量控制點(diǎn)

①材料領(lǐng)用須有質(zhì)證書(shū)（自檢）；

②舊管線切割前，需做好標(biāo)記并經(jīng)相關(guān)負(fù)責(zé)人確認(rèn)后，才能施工；

③坡口滲透檢驗(yàn)（專檢）；

④焊縫射線檢驗(yàn)（專檢）。

8 安全措施

（1）施工人員必須嚴(yán)格辦理各種作業(yè)票，如動(dòng)火票、進(jìn)裝置證等。

（2）對(duì)施工人員組織進(jìn)行安全技術(shù)交底。

（3）吊裝作業(yè)需辦好吊裝作業(yè)許可證。吊裝作業(yè)人員必須持有上崗證。

（4）吊裝作業(yè)前應(yīng)仔細(xì)檢查吊裝繩索，確保設(shè)備捆綁牢固。

（5）吊裝時(shí)，應(yīng)專人指揮，確保設(shè)備平穩(wěn)、緩慢下落。

（6）吊裝時(shí)拉好警界線，吊裝時(shí)，嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。

（7）設(shè)備起吊、移位、放下時(shí)，應(yīng)確保不損傷新舊設(shè)備及人員。應(yīng)謹(jǐn)防夾傷手指等人身事故。

（8）施工棚架的搭設(shè)一定要符合安全要求，并有專人檢查驗(yàn)收合格后，掛合格牌。

（9）施工時(shí)要有專人進(jìn)行監(jiān)火，并備有滅火器材，及時(shí)清理動(dòng)火點(diǎn)四周的易燃物品。

（10）高空作業(yè)，應(yīng)佩帶好安全帶，作好防范措施。

（11）電動(dòng)工具應(yīng)檢驗(yàn)合格后，方可使用。打磨作業(yè)時(shí)須戴上防護(hù)面罩。

（12）施工間隙期，切割后管端應(yīng)用石棉布蓋好，以防異物掉入設(shè)備內(nèi)。

9 結(jié)束語(yǔ)

苯乙烯膨脹節(jié)泄漏檢修，采用了直接補(bǔ)焊和更換處理的施工方法。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行了不同檢修方案的果斷決策，采用了簡(jiǎn)單、有效、快速的施工方法，保證了安全，節(jié)約了成本，提前完成了施工任務(wù)。這樣給施工同行及類似的工程提供一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)及借鑒，值得我們探討。

[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì).《焊接手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社，2001，8.

[2]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì).《機(jī)械手冊(cè)》.機(jī)械工業(yè)出版社，2003，9.

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2015-8-26