王長(zhǎng)安,劉騰躍
(1.中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院,石油管工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710077;2.中國(guó)石油技術(shù)開(kāi)發(fā)公司管道分公司,北京 100028)
三相分離器質(zhì)量控制及常見(jiàn)問(wèn)題探討
王長(zhǎng)安1,劉騰躍2
(1.中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院,石油管工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710077;2.中國(guó)石油技術(shù)開(kāi)發(fā)公司管道分公司,北京 100028)
簡(jiǎn)要介紹三相分離器制造工藝和工作原理,詳細(xì)闡述了三相分離器質(zhì)量控制要點(diǎn),最后對(duì)三項(xiàng)分離器生產(chǎn)制造過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了剖析并提出了處理方案。
三相分離器;制造;質(zhì)量控制
三相分離器是將原油的油、水、氣進(jìn)行分離的綜合處理設(shè)備,經(jīng)處理的原油能達(dá)到脫油、脫水、除砂的目的而得到純凈的石油。該設(shè)備投資少、工藝操作簡(jiǎn)單、便于維護(hù)和保養(yǎng),有利于實(shí)現(xiàn)原油處理工藝的密閉。目前,三相分離器在各行業(yè)用途廣泛,已經(jīng)在能源工業(yè)、石油化工產(chǎn)業(yè)、軍工等各大部門(mén)發(fā)揮積極作用,因此,對(duì)三相分離器進(jìn)行研究極其重要。
1.1 生產(chǎn)工藝
三項(xiàng)分離器屬于鋼制壓力容器的一種,一般其生產(chǎn)工藝為:原材料入廠復(fù)檢工序→原材料放樣→卷制、校圓→焊接工序→射線檢測(cè)工序→劃線開(kāi)孔工序→安裝內(nèi)件工序→總體安裝工序→熱處理工序(如有)→靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)工序→防腐防火工序→成品檢驗(yàn)→成品發(fā)運(yùn),其中壓力容器制造階段的主要控制點(diǎn)有5個(gè):材料驗(yàn)收、無(wú)損檢測(cè)、開(kāi)孔劃線、壓力試驗(yàn)和總體驗(yàn)收。
1.2 分離原理
三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,三相分離器工作原理為含有油氣水的原油由入口進(jìn)入旋流預(yù)分離裝置,大部分氣體經(jīng)頂部捕霧器處理后排出,其余液體有次序的進(jìn)入流型改進(jìn)裝置,對(duì)流型進(jìn)行調(diào)整。與此同時(shí),經(jīng)過(guò)流型處理后的油滴進(jìn)行水乳破乳,此后,油水混合物進(jìn)入穩(wěn)流和聚結(jié)裝置,完成油水氣的三相高效分離。
三相分離器的質(zhì)量控制主要包括:原材料質(zhì)量控制、工藝文件質(zhì)量控制、焊接質(zhì)量控制以及外觀質(zhì)量控制,在實(shí)際質(zhì)量控制時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)原材料的復(fù)驗(yàn)、工藝文件的審核、底片的評(píng)定以及成品外觀的抽查,對(duì)于具體工序質(zhì)量控制要點(diǎn)詳見(jiàn)表1。
圖1 三相分離器工作原理示意圖
3.1 在環(huán)焊縫上開(kāi)孔
在實(shí)際生產(chǎn)三相分離器時(shí),經(jīng)常會(huì)碰到開(kāi)孔開(kāi)在環(huán)焊縫上的問(wèn)題,這時(shí)應(yīng)首先查看圖紙要求,如果圖紙技術(shù)要求開(kāi)孔應(yīng)不在焊縫上,則應(yīng)該通過(guò)設(shè)計(jì)單位走圖紙變更程序,如圖紙無(wú)要求,則按照GB/T150.3要求[1],開(kāi)孔可以開(kāi)在焊縫上,但是應(yīng)保證在開(kāi)孔中心開(kāi)孔直徑范圍內(nèi)的接頭不存在任何超標(biāo)缺陷,必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)開(kāi)孔中心開(kāi)孔直徑范圍內(nèi)的接頭進(jìn)行射線檢測(cè),以保證不存在任何超標(biāo)缺陷。
3.2 以厚代薄
按照TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定:壓力容器制造或者現(xiàn)場(chǎng)組焊單位對(duì)主要受壓元件的材料代用,應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計(jì)單位的書(shū)面批準(zhǔn),并且在竣工圖上做詳細(xì)記錄[2]。但是實(shí)際三相分離器生產(chǎn)過(guò)程中,原材料以厚代薄問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生,以厚代薄容易出現(xiàn)以下問(wèn)題:
(1)材料的變化。原材料鋼板以厚代薄容易造成材料要求的變化,比如使用性能的變化。如表2所示,當(dāng)鋼板厚度從60mm提高至62mm時(shí),鋼板抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率均發(fā)生變化。
表1 三項(xiàng)分離器焊縫控制點(diǎn)
表2 Q345R鋼板力學(xué)性能及工藝性能(圖)
(2)無(wú)損檢測(cè)的變化。原材料鋼板以厚代薄后,其殼體用鋼板的無(wú)損檢測(cè)要求可能發(fā)生變化,例如:當(dāng)Q345R的鋼板厚度由36mm提高至38mm時(shí),Q345鋼板超聲檢測(cè)合格要求由III級(jí)變成II級(jí);當(dāng)Q345R的鋼板厚度由30mm提高至32mm時(shí),其A/B類焊接接頭要求發(fā)生了改變,由僅要求局部射線或超聲檢測(cè)變成要求全部100%射線或超聲檢測(cè)。此外,原材料以厚代薄后,還會(huì)對(duì)三相分離器強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力等方面造成影響,同時(shí),以厚代薄設(shè)備的重量也會(huì)增加,需要對(duì)支座和基礎(chǔ)強(qiáng)度進(jìn)行重新核準(zhǔn)設(shè)計(jì),因此,在三相分離器實(shí)際生產(chǎn)制造時(shí),以厚代薄并不代表以高級(jí)別代替低級(jí)別。而是要根據(jù)實(shí)際工況、具體設(shè)備及結(jié)構(gòu)等進(jìn)行計(jì)算,以保證三相分離器的運(yùn)行安全。
3.3 煤油滲漏試驗(yàn)代替盛水試漏
油、水室是三相分離器最為重要的腔體,保證其密封性能是實(shí)現(xiàn)分離功能的重要保障,一般技術(shù)圖紙均要求水壓實(shí)驗(yàn)前對(duì)油水室做盛水試漏,檢查隔板焊縫是否存在泄漏。而工廠經(jīng)常會(huì)采用煤油滲漏試驗(yàn)代替盛水試漏,即在油、水室隔板外壁焊縫涂粉筆液,待干燥后再于內(nèi)壁焊縫噴或涂煤油2-3次,30分鐘后白粉上沒(méi)有油漬為合格,煤油滲漏試驗(yàn)如圖2所示。
工廠用煤油滲漏試驗(yàn)代替盛水試漏主要有兩點(diǎn)原因:第一,夏季為生產(chǎn)高峰期,此時(shí)由于空氣濕度大,設(shè)備盛水后容易產(chǎn)生水霧,很難及時(shí)觀察是否泄漏;第二,如果發(fā)現(xiàn)泄漏,需要放水后再修補(bǔ),而后再試,這樣消耗相當(dāng)?shù)墓r(shí)。但是,盛水試驗(yàn)?zāi)軌虍a(chǎn)生一定的靜水壓,模擬了實(shí)際工況,這也是對(duì)設(shè)備密封性的一個(gè)綜合考量,煤油滲漏無(wú)法做到這一點(diǎn),因此煤油滲漏無(wú)法完全取代盛水試漏。正確做法為:每臺(tái)設(shè)備都保留煤油滲漏試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)及時(shí)修補(bǔ),而后水壓試驗(yàn)時(shí)先進(jìn)行盛水試漏,再整體進(jìn)行水壓試驗(yàn),如果遇到天氣惡劣工期緊張等因素,如此安排可以保證產(chǎn)品質(zhì)量并減少返修的難度。
圖2 煤油滲漏試驗(yàn)
(1)三相分離器制造必須加強(qiáng)材料驗(yàn)收、無(wú)損檢測(cè)、開(kāi)孔劃線、壓力試驗(yàn)和總體驗(yàn)收控制。
(2)三相分離器必須從原材料質(zhì)量控制、工藝文件質(zhì)量控制、焊接質(zhì)量控制以及外觀質(zhì)量控制等四個(gè)方面加強(qiáng)質(zhì)量控制。
(3)在焊縫上開(kāi)孔必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)開(kāi)孔中心開(kāi)孔直徑范圍內(nèi)的接頭進(jìn)行射線檢測(cè),以保證不存在任何超標(biāo)缺陷。
(4)鋼板以厚代薄并不代表以高級(jí)別代替低級(jí)別。而是要根據(jù)實(shí)際工況、具體設(shè)備及結(jié)構(gòu)等進(jìn)行計(jì)算,以保證三相分離器的運(yùn)行安全。
(5)煤油滲漏試驗(yàn)不能完全代替盛水試漏,正確做法為每臺(tái)設(shè)備都保留煤油滲漏試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)及時(shí)修補(bǔ),而后水壓試驗(yàn)時(shí)先進(jìn)行盛水試漏,再整體進(jìn)行水壓試驗(yàn)。
[1]GB150-2011,固定式壓力容器[S].
[2]TSGR0004-2009,固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程[S].
TE977
A
1671-0711(2016)10(下)-0117-02