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 三相分離器生產(chǎn)工藝及分離原理

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。

2 三相分離器質(zhì)量控制

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。

3 三相分離器常見(jiàn)問(wèn)題及處理

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)

4 結(jié)論

（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