羅浩

摘 要： 本文通過簡要地介紹特大型空分裝置高壓蒸汽管道安裝的技術(shù)要求，簡述汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的空分裝置鉻鉬合金管道的施工技術(shù)要點(diǎn)，希望對類似汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的空分裝置施工起到一定的借鑒和參考作用。

關(guān)鍵詞： 空分裝置;鉻鉬合金;蒸汽管道

【中圖分類號(hào)】TK269+.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）08-0180-01

引言：和傳統(tǒng)的空分裝置由電動(dòng)機(jī)為空壓機(jī)和增壓機(jī)提供動(dòng)力相比，通過由蒸汽驅(qū)動(dòng)的汽輪機(jī)為空壓機(jī)和增壓機(jī)提供動(dòng)力將顯著降低空分裝置的生產(chǎn)成本，但由此也使此類空分裝置在建設(shè)過程中的安裝工藝更加復(fù)雜，使空分裝置在常規(guī)的以氮、氧為主要介質(zhì)的合金管道中加入了新的高溫高壓蒸汽介質(zhì)的鉻鉬合金管道，由此而來的新工藝的安裝將大大的區(qū)別于傳統(tǒng)空分的安裝程序，新增的高溫高壓蒸汽動(dòng)力管道同時(shí)也增加了裝置的危險(xiǎn)源。為此分析總結(jié)蒸汽動(dòng)力管道的施工工藝將極大地豐富空分裝置的安裝工法。本文主要簡述了空分裝置高壓蒸汽動(dòng)力管道安裝的工藝要點(diǎn)。

1 概述

大連恒力空分裝置位于大連長興島恒力石化廠區(qū)內(nèi)，是6*80000Nm3/h的特大型空分集群，本項(xiàng)目通過汽輪機(jī)為壓縮機(jī)和增壓機(jī)提供動(dòng)力，高溫高壓蒸汽管道設(shè)計(jì)壓力最高達(dá)14MPa，設(shè)計(jì)溫度525℃，管道尺寸最大為610*58mm。管道材質(zhì)為12Cr1MoVG，部分法蘭材質(zhì)為12Cr2Mo，汽輪機(jī)入口法蘭材質(zhì)為P91高合金。面對材質(zhì)多樣、大口徑厚壁的高溫高壓蒸汽合金管道，如何有效的保證安裝質(zhì)量將是施工的重中之重，也是裝置安全運(yùn)行的必要條件。經(jīng)過對現(xiàn)場施工出現(xiàn)的情況進(jìn)行總結(jié)歸納，本項(xiàng)目梳理出施工過程中需重點(diǎn)關(guān)注的幾類問題，需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工，才能確保蒸汽管線的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 蒸汽管道進(jìn)場驗(yàn)收、噴砂除銹及下料要求

蒸汽管道因輸送高溫高壓蒸汽，危險(xiǎn)性高，對管道材質(zhì)提出了嚴(yán)格的要求，管道進(jìn)場需對管道外觀尺寸進(jìn)行驗(yàn)收，及時(shí)組織第三方檢測機(jī)構(gòu)對管道材質(zhì)進(jìn)行光譜分析并進(jìn)行表面磁粉或滲透檢測，表面硬度值檢驗(yàn)，檢測合格后出具檢測報(bào)告。到場的蒸汽合金鋼管道驗(yàn)收合格后，為減少汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前管道的蒸汽吹掃時(shí)間，需對管道內(nèi)壁進(jìn)行噴砂除銹處理，清除內(nèi)壁管道雜質(zhì)，縮短吹掃時(shí)間。管道噴砂除銹合格后，需對管道進(jìn)行下料處理，為保證坡口質(zhì)量，合金管道的坡口采用帶鋸進(jìn)行機(jī)械切割，并用坡口機(jī)切削坡口，消除了可能出現(xiàn)的裂紋，將管道對接間距控制在最佳的范圍，最大程度的保證焊接質(zhì)量。

3 蒸汽管道焊接工藝要求

管道在焊接前需對相應(yīng)的母材做焊接工藝評定，本項(xiàng)目采用的蒸汽管道材質(zhì)為鉻鉬合金，需要的對應(yīng)焊接工藝評定有12Cr1MoVG同材質(zhì)焊接，12Cr2Mo同材質(zhì)焊接，12Cr1MoVG與12Cr2Mo相焊，12Cr1MoVG與P91相焊。相應(yīng)的焊接工藝評定需符合《承壓設(shè)備焊接工藝評定》材質(zhì)與壁厚的覆蓋要求。出具焊接工藝評定報(bào)告后，需根據(jù)報(bào)告內(nèi)容編制焊接工藝卡以指導(dǎo)焊工進(jìn)行焊接作業(yè)。作業(yè)前需對焊工進(jìn)行詳盡的技術(shù)交底，焊接過程中焊接工程師和監(jiān)理工程師需實(shí)時(shí)檢查焊工所用焊材是否與焊接工藝卡所用焊材一致，檢查焊接過程中加溫措施是否到位。其中重點(diǎn)為12Cr1MoVG低合金與P91高合金材質(zhì)焊接，對比國內(nèi)外既有的焊接技術(shù)分析，項(xiàng)目采用的焊材為P91材質(zhì)，焊接方式為氬電聯(lián)焊，施工中采用提前預(yù)制的方式將該部分焊口焊接完成，以控制焊接質(zhì)量.對于項(xiàng)目中大量的大口徑厚壁管道，需采用雙人對稱焊接的方式進(jìn)行作業(yè)，防止焊接變形。

4 管道焊接及熱處理技術(shù)要求

作為鉻鉬合金管道，焊前預(yù)熱和焊后熱處理是保證焊接質(zhì)量的重要條件，所以，在焊前需利用加熱帶對組隊(duì)好的焊口進(jìn)行焊前預(yù)熱，以達(dá)到焊接前需要的溫度區(qū)間，并在施焊的過程中利用測溫槍對焊點(diǎn)前方100mm的距離進(jìn)行測溫，實(shí)時(shí)監(jiān)測焊接過程中的溫度控制。焊接完成后需及時(shí)進(jìn)行350℃的后熱或直接加溫進(jìn)行焊后熱處理，按照焊接熱處理規(guī)范要求設(shè)置準(zhǔn)確升溫速率、降溫速度等熱處理參數(shù)，加熱到指定溫度進(jìn)行焊后熱處理。文保持熱處理的穩(wěn)定性，控制施工過程中可能出現(xiàn)的作業(yè)人員變動(dòng)及熱處理參數(shù)的錯(cuò)漏，熱處理過程中DN600的管道熱處理參數(shù)設(shè)置為同一個(gè)數(shù)值，DN600-DN300管道焊縫的熱處理參數(shù)設(shè)置為統(tǒng)一數(shù)值。DN100以下管道在做好預(yù)熱和后熱的情況下可不進(jìn)行焊后熱處理。同時(shí)熱處理作業(yè)應(yīng)盡量安排在夜間進(jìn)行加溫，以避免熱處理對白天施工作業(yè)的影響，提高工作效率。

5 管道支架安裝要求

作為高溫高壓蒸汽動(dòng)力管道，支架的選用應(yīng)嚴(yán)格按照考慮保溫和熱膨脹的要求，所以在設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)支架后，施工單位需及時(shí)檢查各型支架是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范和現(xiàn)場實(shí)際安全運(yùn)行需求，相關(guān)支架需嚴(yán)格做好保溫。滑動(dòng)和限位支架優(yōu)先選用聚氨酯蛭石保溫支架。固定支架也需要設(shè)置隔熱層，所以在焊接的管托下方設(shè)置一層保溫棉，四個(gè)角用高強(qiáng)螺栓固定，以保證固定支架的剛度需求的同時(shí)，將熱量盡可能的隔離在保溫層之外。同時(shí)，在蒸汽吹掃前及時(shí)根據(jù)支架數(shù)據(jù)表確認(rèn)好每一個(gè)支架的位移量，檢查支架焊接是否牢固，在吹掃過程中及時(shí)檢查出現(xiàn)的問題，對出現(xiàn)問題的支架與設(shè)計(jì)人員及時(shí)溝通，提出有效的解決方案予以處理。若發(fā)現(xiàn)支架變形等缺陷影響到了管道的安全吹掃，需立即停止吹掃，對相關(guān)支架予以加固處理后繼續(xù)進(jìn)行吹掃。確保蒸汽管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行是施工的重中之重。

6 管道吹掃后安裝及黃金口焊接要求

蒸汽管道在吹掃合格后，對未吹掃的管段采用噴砂除銹的方式消除內(nèi)壁雜質(zhì)，經(jīng)檢查合格后予以安裝。將帶法蘭管段與汽輪機(jī)入口法蘭進(jìn)行無應(yīng)力對中后，用臨時(shí)剛性支架將管段固定，焊口預(yù)留焊接變形余量，對黃金焊口予以焊接。焊接完成后拆除臨時(shí)支架，通過調(diào)整相應(yīng)正式支架，確保汽輪機(jī)入口法蘭垂直度和同心度符合設(shè)備廠家要求。

綜上所述，特大型空分裝置蒸汽管道的安裝需要充分認(rèn)識(shí)其蒸汽介質(zhì)高溫高壓的危險(xiǎn)特性。在空分裝置常見危險(xiǎn)源為涉氧管道的情況下加入了另一重大危險(xiǎn)介質(zhì)。為此在施工過程中經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，重點(diǎn)論述了以上五項(xiàng)需重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)要點(diǎn)，以豐富空分裝置安裝的施工技術(shù)總結(jié)，引導(dǎo)大家準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)空分裝置蒸汽動(dòng)力管道安裝的重難點(diǎn)，提高施工技術(shù)人員對關(guān)鍵工序的認(rèn)識(shí)程度，從關(guān)鍵工序上予以重視，確保蒸汽管道施工質(zhì)量，使空分裝置得以安全穩(wěn)定運(yùn)行。