郭勤智

中國核工業(yè)第五建設(shè)有限公司 上海 201512

空分裝置對管道的清潔度要求很高，無油、無水，比如氧氣管道的清潔，氧氣有助燃作用，管道內(nèi)的油脂含量超標(biāo)或者雜質(zhì)過多就有可能在氧氣管道內(nèi)燃燒乃至發(fā)生爆炸，所以空分裝置管道施工的重點應(yīng)該控制管道內(nèi)部的油脂含量和清潔度。我們通過對福建LNG冷能空分項目管道清潔度的控制，形成了一套完善的方法，在這個裝置管道施工中嚴(yán)格執(zhí)行，保證管道清潔度，項目在試車期間也開創(chuàng)了工藝管線不吹掃直接開車的先例，同時也表明了我們掌握了管道清潔施工的方法，為同類裝置施工積累了豐富的經(jīng)驗。

1 概況

空分設(shè)備的脫脂清洗，就是為了去除部件表面的油脂，以達到符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面油脂殘留量的要求。標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的殘油量越低，對清洗設(shè)備的要求也將越高，清洗工藝也將更繁瑣，勞動強度、清洗成本均將大幅度提高。油及油脂含量國內(nèi)、外標(biāo)準(zhǔn)對油及油脂含量的要求不太相同。國外一些標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)不同的設(shè)備種類，將清潔度要求分為四個不同等級，要求油及油脂含量控制在50-1500mg/m2范圍內(nèi)；我國JB/T6896—2007行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：凡與氧氣接觸的零件表面及運轉(zhuǎn)中殘油可能帶入氧氣的零件表面，油脂的殘留量不得超過125mg/m2[1]。

按照J(rèn)B/T6896—2007規(guī)定，凡與氧接觸的零部件表面，及在運轉(zhuǎn)中殘油可能帶入與氧接觸的零部件表面，油脂的殘留量要符合下表1一類和二類的規(guī)定；介質(zhì)為除氧以外氣體（如氮氣、氬氣等）的設(shè)備、管道及其零部件表面的油脂殘留量要符合下表1三類的規(guī)定。

表1 空分設(shè)備表面油脂殘留量

在福建LNG冷能空分項目，根據(jù)圖紙設(shè)計要求，工藝管道清潔度分為三個等級，SC級、B級、AA級三種。驗收標(biāo)準(zhǔn)為4WP1-SW70001SC級別驗收標(biāo)準(zhǔn)、4WP1-SW70002B級別驗收標(biāo)準(zhǔn)、4WP1-SW70003氧氣清洗（AA級）標(biāo)準(zhǔn)。以上標(biāo)準(zhǔn)均為美國空氣化工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

2 清潔采用的方法

空分設(shè)備禁油零部件的脫脂清洗就是通過物理或化學(xué)的方法，選用適當(dāng)?shù)那逑磩┩ㄟ^特定的清洗工藝對其表面進行處理，保證其表面有機物的濃度控制在爆炸極限以下。這是空分設(shè)備安全運行的必要措施，經(jīng)表面處理后，還要經(jīng)嚴(yán)格的檢查與檢驗，才能投入使用。在空分系統(tǒng)中，清洗起到防爆的作用，是空分系統(tǒng)中不容忽視的、至關(guān)重要的一環(huán)。制造空分設(shè)備所使用的材料多種多樣，既有不銹鋼制品，又有鋁及其合金，銅及銅合金制品。外形尺寸相差很大，對清洗精度的要求也不一樣。因此，我們針對不同的工況采用不同的清洗劑制定了不同的清洗工藝，但產(chǎn)品的最終清洗一般均采用四氧化碳浸泡或擦洗，以符合表面油脂殘留量≤125mg/m2的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。那么殘油量≤125mg/m2是怎么樣的一個概念呢？直觀的說就是在一平方米大的平面上，只要滴上3～4滴油，并讓其均勻地鋪展整個表面，這時表面上油膜厚度僅為14×10-8米。對于如此高的清潔度要求，顯而易見，工藝難度較大。溶劑型清洗劑四氯化碳因其具有脫脂性能好、價廉、沸點為76.8℃、能在常溫下?lián)]發(fā)干燥等優(yōu)點，曾被空分行業(yè)廣泛使用。但四氯化碳有輕度的麻醉作用，對人體的臟器，特別是肝和腎有嚴(yán)重損害，同時四氯化碳的氣味難聞，對操作人員的刺激很大，更因為它屬ODS（人們把這些破壞大氣臭氧層的物質(zhì)稱為“消耗臭氧層物質(zhì)”O(jiān)zone Depleting Substances）物質(zhì)，破壞臭氧層，所以為了操作人員的身體健康，為了保護環(huán)境、造福子孫后代，我們必須盡快禁止使用四氯化碳。2003年6月1日國家環(huán)?？偩置髁钜?guī)定不得使用四氯化碳清洗劑。事實上，杭氧集團公司已經(jīng)自覺地在四氯化碳替代技術(shù)方面進行了多年的工作。針對福建LNG冷能空分項目管道清潔度要求，我們分為以下幾種清潔方法：

（1）對于B級清潔度要求，分為以下兩種情況。碳鋼管線清潔方法：①對于大口徑管線、管件（口徑大于等于DN80）采用管線內(nèi)部噴砂處理，噴砂等級為Sa2級，噴砂完成后申請驗收，驗收合格后采用管帽、管塞之類的耐用密封件對管口進行封堵。②小口徑碳鋼管線內(nèi)部采用藍星公司的除油、除銹、鈍化“三合一”清洗劑（水基型清洗劑）在常溫下以“浸泡”的清洗方式交替進行清洗。不銹鋼管線清潔方法：采用無纖維棉布拖拉擦拭法和槽浸法脫脂，脫脂液選用三氯乙烯（CCI2CHCI），對于大口徑的不銹鋼管線、管件用無纖維棉布拖拉擦洗，對于小口徑不銹鋼管線、管件現(xiàn)場采用不銹鋼板制作脫脂槽（10米長×1米寬×0.5米高），將管線、管件進行浸泡，除去管線內(nèi)部的油脂、雜物。利用完的脫脂液進行回收[2]。

（2）對于SC級清潔度要求的管線、管件，由于其清潔度要求低于B級清潔度要求，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我方采用和B級清潔度要求相同的清潔方法。

（3）對于AA級清潔度要求，分為以下三種情況：對于大口徑碳鋼管線、管件（口徑大于等于DN80）采用管線內(nèi)部噴砂處理，噴砂等級為Sa2級，噴砂完成后申請驗收，驗收合格后采用管帽、管塞之類的耐用密封件對管口進行封堵。小口徑碳鋼管線內(nèi)部采用藍星公司的除油、除銹、鈍化“三合一”清洗劑在常溫下以“浸泡”的清洗方式交替進行清洗。不銹鋼管線清潔方法：采用無纖維棉布拖拉擦拭法和槽浸法脫脂，脫脂液選用三氯乙烯。對于大口徑的不銹鋼管線、管件用無纖維棉布拖拉擦洗，對于小口徑不銹鋼管線現(xiàn)場采用不銹鋼板制作脫脂槽將管線、管件進行浸泡，除去管線內(nèi)部的油脂、雜物。利用完的脫脂液進行回收[3]。

（4）閥門清洗：對于甲方提供的閥門出廠時均已進行脫脂，現(xiàn)場將不再進行清潔處理，安裝過程中注意保護。我方采購的普通閥門，現(xiàn)場采用擦洗的方法進行脫脂。

3 質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法

針對福建LNG冷能空分項目管道清潔度要求，我們采取以下方法進行檢驗控制：

3.1 SC級別清潔度檢查方法

按照AP標(biāo)準(zhǔn)，SC級別清潔度符合以下要求：在強烈的白光下進行肉眼檢查，沒有大面積的銹蝕，沒有水分，沒有氧化皮，沒有雜物；無松散的鐵銹、外部物質(zhì)、焊渣、切屑等；無油，沒有油漆等[4]。

3.2 B級別清潔度

按照AP標(biāo)準(zhǔn)，符合下列要求：在強烈的白光下進行肉眼檢查，沒有大面積的銹蝕，沒有水分，沒有氧化皮，沒有雜物；無粘結(jié)的鐵銹、外部物質(zhì)等；無松散的鐵銹、外部物質(zhì)、焊渣、切屑等；要求無油，沒有油漆等?？梢圆捎貌潦玫姆椒ǎ酶蓛舭咨珶o纖維棉布擦拭或者用白色無纖維濾紙擦拭無可見油脂為合格[5]。

3.3 AA級清洗的檢查方法

按照AP標(biāo)準(zhǔn)，氧氣級清洗必須符合以下三個標(biāo)準(zhǔn)的任何一個：必須在強烈的白光下進行肉眼檢查，推薦的光線強度至少為500Lux（普通的40瓦燈管要在距離0.2米左右才能達到3000勒克斯），無可見的銹跡，焊渣、鐵屑等；必須在紫外線（UV）下進行肉眼檢查。紫外線檢查要在除紫外線外不存在其他光源的暗室或遮光罩內(nèi)進行。UV光源必須是一只30厘米長的水銀蒸氣燈或者黑光燈，燈管上配備一只合適的濾光器，能提供325-400nm的波長。強度至少為5.0milliwatts/cm2的紫外光。無可見的熒光為合格。

檢驗燈具選擇下列型號：

圖1 手持式紫外線固化燈

產(chǎn)品名稱：手持式紫外線固化燈；產(chǎn)品型號：EN180L；配置：一支8-W紫外線燈管及濾色片；紫外線強度為：1165μw/cm2；長波UVA（320-400nm，中心波長365nm）；擦拭檢查，在強烈的白光和紫外線檢查后必須進行擦拭試驗，擦拭試驗時，必須使用一塊干凈的白色無纖維濾紙擦拭。每個被檢查的區(qū)域都要使用一塊新的布或者濾紙。每次擦拭的面積大約為0.1平方米（1平方英尺）。然后，在強白光下和紫外線下檢查白布或濾紙，無可見油脂為合格[6]。

采用在強白光下和紫外線燈下外觀檢驗判斷空氣分離設(shè)備表面有否油脂。由于現(xiàn)場安裝過程復(fù)雜，采用油分濃度測定儀對油及油脂進行定量分析難度較大，需要花費大量時間，為提高檢驗工作效率，我們采取了這種方法。由于現(xiàn)場拍攝的照片很難反映清楚，所以摘取了其他照片。

對部分主要部位需要定量檢驗時，我們采用油分濃度測定儀對油及油脂進行定量分析：用四氯化碳清洗被測表面，對于不便清洗的部位，可用鑷子夾無油干凈的紗布浸四氯化碳擦抹被測表面，擠出擦抹后的四氯化碳，取其中四氯化碳用中速定性濾紙過濾，再按規(guī)定注入油分濃度測定儀，測出含有四氯化碳的油分濃度。被測表面油脂殘留量按照下式進行計算：

式中：P——被測表面油脂殘留量，mg/m2

M——油分濃度測定儀，ppm

B——檢查清洗液四氯化碳用量，mL（對擦抹后擠出的含有四氯化碳）

A——清洗或擦抹檢查面積，m2

0.85——油的平均密度，mg/mL

表2 在強白光和紫光燈下清潔度檢驗圖片對比（本圖片參考中國化工儀器網(wǎng)）

4 結(jié)語

通過采用合理的施工工藝和施工方法，順利實現(xiàn)了福建LNG冷能空分項目管道清潔度的控制，過程中對空分裝置管道技術(shù)管理的總結(jié)和質(zhì)量控制目標(biāo)的實現(xiàn)，對空分裝置的工藝管道安裝有了更深刻的認(rèn)識。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型工藝不斷推出，對我們的施工技術(shù)管理提出了更高的要求。所以，我們應(yīng)不斷完善我們的技術(shù)管理，以適應(yīng)市場需求，提高我們的市場競爭力。