王 璐

中石化第十建設(shè)有限公司 山東青島 255600

Lummus CATOFIN 工藝丙烷脫氫高溫管道，主要是用于反應(yīng)器運(yùn)行時物料進(jìn)出、催化劑再生和反應(yīng)器內(nèi)廢氣排放的熱力管道，具體如表1 所示。

表1 高溫管道情況一覽表

1 反應(yīng)器的二次找正

5 臺反應(yīng)器進(jìn)出口處5 條集合管的膨脹節(jié)型式均為SLOTTED HINGE 自由型補(bǔ)償軸向和角向位移膨脹節(jié)。鉸鏈板安裝方向：鉸鏈板在管道東西兩側(cè)，鉸鏈板面平行于“XOZ”面,要求集合管安裝時只能有垂直方向的誤差，不能有水平方向的誤差；反應(yīng)器進(jìn)出口管口與集合管三通中心偏差需要依靠連接立管進(jìn)行調(diào)整，立管安裝中心偏差應(yīng)＜25mm。

2 管道預(yù)制

（1）預(yù)制段劃分時需要考慮膨脹節(jié)不能承受較大的徑向拉力或壓力，一般情況下膨脹節(jié)僅能一側(cè)與管子或管件連接成一個預(yù)制件。

圖1 高溫管道（烴入口）膨脹節(jié)安裝方位示意圖

（2）反應(yīng)器的進(jìn)出口立管直接與設(shè)備出口反應(yīng)器特閥連接。反應(yīng)器特閥與集合管距離較小，集合管和反應(yīng)器特閥均不可調(diào)整，需要按照實(shí)際測量的數(shù)據(jù)調(diào)整預(yù)制段尺寸。

（3）管子的長度應(yīng)與圖紙尺寸一致，管子兩端均自帶坡口，所有的管件、膨脹節(jié)均應(yīng)自帶坡口。所有的管子開孔和支管臺安裝均應(yīng)在制造廠內(nèi)完成。

（4）固定口盡量選擇在有預(yù)制段安裝操作空間的位置，避免安裝時因操作位置受限影響焊接質(zhì)量。

（5）所有預(yù)制段應(yīng)按照分段要求進(jìn)行編號，注明預(yù)制段所在的管線編號、重量、外形尺寸和調(diào)整余量等信息。

圖2 為反應(yīng)器再生空氣出口管線安裝示意圖。

圖2 反應(yīng)器再生空氣出口管線安裝示意圖

3 管道安裝

3.1 特閥安裝

（1）安裝前分別對反應(yīng)器進(jìn)出口管嘴法蘭環(huán)槽和特閥法蘭環(huán)槽進(jìn)行密封面與金屬環(huán)墊接觸線檢查，當(dāng)金屬環(huán)墊在密封面上轉(zhuǎn)動45°后，接觸線不得有間斷現(xiàn)象。

（2）特閥吊裝時應(yīng)使用廠家設(shè)置的正式吊點(diǎn)，不得在除正式吊點(diǎn)以外的任何位置設(shè)置臨時吊點(diǎn)，并且吊裝過程中應(yīng)保證特閥水平。

（3）特閥和反應(yīng)器進(jìn)出口法蘭螺柱應(yīng)能在螺栓孔中順利通過，法蘭螺栓對稱把緊后，檢查法蘭密封面間的平行度應(yīng)≤1.0mm/ m。

3.2 預(yù)制管段安裝及封閉段調(diào)整

（1）反應(yīng)器再生空氣出口集合管位于7m 層平臺以下，可以在地面管墩上方鋪設(shè)臨時導(dǎo)軌，利用鋼制托盤小車將預(yù)制管道倒運(yùn)至安裝區(qū)域，配合倒鏈進(jìn)行組對焊接。

（2）集合管由北向南依次組對安裝，以RA- 001 管道中心標(biāo)高為基準(zhǔn)，組對一段調(diào)整一段，并將預(yù)應(yīng)力組合件之間的集合管整體墊高至設(shè)計(jì)標(biāo)高。待立管組對焊接完畢后，拆除相應(yīng)臨時墊高支撐。

（3）立管安裝前要進(jìn)行實(shí)測實(shí)量，對立管兩端進(jìn)行修整，確保立管安裝時處于自由狀態(tài)，并且要采用對稱焊接以減小焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。

（4）待立管處垂直浮動安裝調(diào)整完畢后，卸下特閥下部法蘭螺柱，在自由狀態(tài)下所有的螺柱應(yīng)能在螺栓孔中順利通過。

圖3 為反應(yīng)器再生空氣出口管線安裝工序圖。

圖3 反應(yīng)器再生空氣出口管線安裝工序圖

4 膨脹節(jié)安裝

（1）根據(jù)管道安裝圖按對應(yīng)的膨脹節(jié)位號安裝，膨脹節(jié)鉸鏈板的安裝方向應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，膨脹節(jié)上的箭頭方向與施工圖流向一致，預(yù)應(yīng)力膨脹節(jié)安裝要注意冷緊方向的高位和低位。

（2）膨脹節(jié)上的涂黃件不得作為吊點(diǎn)。

（3）膨脹節(jié)吊裝前應(yīng)臨時拆除壓力表，并做好報警組件口的密封。

（4）直到整個系統(tǒng)包括支吊架系統(tǒng)全部安裝就位，彈簧吊架定位銷和鎖定塊已取出，方可去除涂黃件，拆除之前還需要告知膨脹節(jié)廠家。

5 支吊架安裝

5.1 水平浮動環(huán)安裝

水平浮動環(huán)應(yīng)根據(jù)銘牌或標(biāo)簽上的支吊架編號在指定安裝位置就位，并配對組裝。詳見圖4。

圖4 水平浮動環(huán)安裝示意圖

（1）拆開浮動環(huán)上下部分連接螺栓，把下浮動環(huán)支撐在管道下方，然后安裝上浮動環(huán)并擰緊螺栓。浮動環(huán)與管道軸線應(yīng)保證垂直，且下浮動環(huán)底座部分不得與基礎(chǔ)預(yù)埋板進(jìn)行焊接，確保熱態(tài)下可以自由膨脹。

（2）將耳板與管道延圓周方向均布焊接，耳板的布置注意避開連接螺栓和管道上的焊縫。耳板焊接完成后，如果耳板與浮動表面存在間隙，需用不銹鋼薄板進(jìn)行填塞，使每片耳板都能正常承受載荷。

（3）將焊接拉板與承載型鋼進(jìn)行焊接，然后安裝環(huán)眼螺紋拉桿并用調(diào)節(jié)螺紋套筒進(jìn)行調(diào)節(jié)，使4 個拉桿的安裝尺寸與對應(yīng)管架編號要求的安裝尺寸一致。調(diào)整完畢后，用開口鎖定銷進(jìn)行鎖定，并做好鎖定標(biāo)識。

（4）安裝并調(diào)整完成后，將兩螺栓連接板處滿焊。

5.2 垂直浮動環(huán)安裝

垂直浮動環(huán)應(yīng)根據(jù)銘牌或標(biāo)簽上的支吊架編號在指定安裝位置就位，并配對組裝。安裝步驟：

（1）拆開浮動環(huán)左右部分連接螺栓，安裝時在浮動環(huán)下方焊接適量的耳板，用于承受浮動環(huán)自身的重量。調(diào)節(jié)浮動環(huán)與管道間各個方向的間隙值使其保持均勻，調(diào)整浮動環(huán)水平度＜0.1mm/ m，以及浮動環(huán)吊板安裝方位。

（2）以浮動環(huán)吊點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，確定彈簧的安裝位置；定位完畢后，將彈簧吊板與鋼梁焊接牢固，將彈簧安裝就位，彈簧吊桿與浮動環(huán)吊板連接，通過彈簧吊桿花籃螺栓調(diào)節(jié)彈簧至受力。

（3）將剩余耳板與管道延圓周方向進(jìn)行均布焊接，注意避開連接螺栓和管道上的焊縫。如果耳板與浮動表面有間隙，需用不銹鋼薄板進(jìn)行填塞，使每塊耳板都能承受到荷載。對于垂直浮動環(huán)在大小頭部位的，注意上下耳板的區(qū)別，不要錯誤使用。

（4）安裝并調(diào)試完成后，將兩螺栓連接板焊死。

5.3 高溫支腿的安裝

（1）高溫支腿現(xiàn)場安裝時應(yīng)確保高溫支腿底板的水平度。

（2）高溫支腿在與主管焊接時，應(yīng)在主管焊縫處開半圓形的豁口以避開管道的焊縫，一般要求離主焊縫的距離為20mm。

（3）高溫支腿與管道的焊縫要確保全熔透, 焊接完成后需做100%PT 檢測。

（4）高溫支腿如配有低摩擦副，低摩擦副的墊板應(yīng)與現(xiàn)有基礎(chǔ)焊接，焊接的過程中應(yīng)對四氟乙烯板進(jìn)行保護(hù)。

（5）對于限位型高溫支腿，應(yīng)根據(jù)圖紙要求進(jìn)行限位件的焊接，注意限位件與高溫支腿底板的間距要滿足設(shè)計(jì)要求。

（6）高溫支腿底板與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)梁之間有間距要求的，安裝前應(yīng)測量好管道底部與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)梁之間的間距，根據(jù)測量數(shù)據(jù)對高溫支腿進(jìn)行修整并滿足設(shè)計(jì)要求。

（7）對于高溫支腿配超低摩擦副的特殊支架，安裝過程中應(yīng)注意對其注油嘴的保護(hù)，在開車前必須把臨時緊固螺栓拆除。

（8）高溫支腿帶低摩擦副，有偏裝要求的，要按照圖紙要求對四氟基板進(jìn)行偏裝，偏裝方向、偏裝尺寸需要注意，避免裝錯。

（9）高溫支腿帶超低摩擦副的，部分支架已經(jīng)偏裝設(shè)置，現(xiàn)場安裝時無需偏裝，只需按照支腿上所標(biāo)記的指北方向正確安裝即可。

（10）高溫支腿與彈簧支架配套安裝時，應(yīng)注意彈簧支架不得混用。同時，彈簧支架偏裝量、偏裝方向必須按圖紙要求。

5.4 彈簧支吊架安裝與調(diào)整

5.4.1 彈簧支架

按照圖5 所示將所有零件進(jìn)行組裝。用焊接方式將彈簧支架固定于梁上，支架支撐于水平管或彎管底部。安裝時若安裝高度與現(xiàn)場實(shí)際支撐高度有出入，可通過旋轉(zhuǎn)荷重柱（件號1b）進(jìn)行微調(diào)，使支架達(dá)到安裝高度后再進(jìn)行安裝，調(diào)節(jié)量為±15mm。若安裝高度與現(xiàn)場實(shí)際支撐高度出入較大，應(yīng)選擇墊高等方式滿足安裝高度。當(dāng)荷重板（件號1a）與設(shè)備或者管道將要接觸時，微調(diào)荷重柱，讓彈簧受力，以保證上鎖定塊或下鎖定塊容易取出，而后將拆卸下來的鎖定塊集中存放。

圖5 彈簧支架安裝示意圖

5.4.2 彈簧吊架

先將焊接吊耳（件號1）焊接固定于鋼梁上，再將花籃螺絲下端與下部螺紋吊桿上端螺紋連接。彈簧吊架應(yīng)垂直安裝，彈簧吊桿的垂直度應(yīng)＜±4°。旋轉(zhuǎn)花籃螺絲，使彈簧受力，以保證鎖定銷容易取出，取出的鎖定銷應(yīng)存集中存放。

6 管道焊接

6.1 焊接材料選擇

根據(jù)TSG D0001- 2009 要求，奧氏體不銹鋼使用溫度高于540℃時，應(yīng)控制材料含碳量不低于0.04%，并且在固溶狀態(tài)下使用。設(shè)計(jì)要求奧氏體不銹鋼焊縫中的Nb含量應(yīng)不低于8×C，且不高于1.0%；縫中的C 含量應(yīng)不低于0.04%，且不高于0.08%；焊縫金屬的鐵素體含量應(yīng)控制在2%～7%，鐵素體含量平均值控制在5%以下。

6.2 焊接參數(shù)選擇

設(shè)計(jì)要求TP321H 現(xiàn)場焊接后不再進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理，制作焊評時應(yīng)有晶間腐蝕和高溫拉伸實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。對于高溫不銹鋼（TP321H）管道，應(yīng)選用焊接線能量集中的方法，快速進(jìn)行焊接，焊接坡口應(yīng)采用窄焊縫結(jié)構(gòu)；焊接時應(yīng)采用低氫型細(xì)焊條（絲）、小電流、小焊接線能量、多層多道焊，并且每層焊縫的交接處應(yīng)錯開、避免層間溫度過高。

7 熱態(tài)考核

7.1 熱態(tài)考核前檢查

（1）設(shè)備檢查：所有相關(guān)設(shè)備膨脹位移方向上與周邊鋼結(jié)構(gòu)之間的最小距離應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)備安裝時的臨時限位必須拆除，保證設(shè)備在運(yùn)行時可以自由滑動。

（2）支吊架檢查：所有相關(guān)支吊架已按照設(shè)計(jì)要求安裝驗(yàn)收完畢；拆除所有支吊架安裝時的臨時限位或支撐件；檢查確認(rèn)支吊架的生根部位是否牢固可靠，不能存在懸空的情況；根據(jù)設(shè)計(jì)要求確認(rèn)支吊架與周邊鋼結(jié)構(gòu)之間的最小距離是否滿足運(yùn)行時的位移量；清理高溫支腿與限位板或地板之間的雜物，避免影響高溫支腿自由滑動。檢查完畢后取出彈簧支吊架的定位銷或鎖定塊，檢查彈簧支吊架指針是否處于“C”位。如果發(fā)現(xiàn)部分管道支吊架指針發(fā)生變化，應(yīng)重新對整個管道進(jìn)行調(diào)整，直至管道所有彈簧均處于承載狀態(tài)，且調(diào)整后的彈簧位移空間仍能滿足設(shè)計(jì)要求。

（3）膨脹節(jié)檢查：膨脹節(jié)鉸鏈安裝方位必須與應(yīng)力配管設(shè)計(jì)安裝說明一致；周邊不應(yīng)有阻礙正?；顒拥恼系K物；膨脹節(jié)報警口壓力表及報警器是否已回裝完畢；膨脹節(jié)拉桿定位螺母是否已定位并點(diǎn)焊固定；膨脹節(jié)在彈簧支吊架定位銷、鎖定塊取出后，拆除全部臨時加固槽鋼（涂黃部分），檢查指針是否出現(xiàn)較大的角向位移。

（4）特閥檢查：特閥法蘭螺栓和碟簧應(yīng)佩戴齊全，并按要求使用扳手根據(jù)設(shè)計(jì)緊固的力矩值對稱緊固兩遍；特閥閥桿彈簧支吊架安裝完成，定位銷或鎖定塊已取出；特閥操作站已調(diào)試完畢，油運(yùn)合格并投用，特閥全行程開關(guān)調(diào)試完成；特閥時序開啟邏輯調(diào)試完成。

（5）其他：管道內(nèi)部進(jìn)行人工清理，所有不銹鋼管道、支架應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化，所有碳鋼和合金鋼管道、支架進(jìn)行除銹防腐處理。

7.2 熱態(tài)考核

高溫管道的熱態(tài)考核是在反應(yīng)器烘器過程中進(jìn)行。再生空氣壓縮機(jī)將空氣壓縮后經(jīng)廢熱鍋爐預(yù)熱送入再生空氣加熱爐進(jìn)行升溫，升溫后的熱空氣通過反應(yīng)器入口管線進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)部加熱內(nèi)部襯里；然后從反應(yīng)器出口管線排放至廢熱鍋爐，預(yù)熱再生空氣后由煙囪排放至大氣。

7.2.1 支吊架檢查和調(diào)整

檢查彈簧支吊架在升溫過程中位移量和位移方向是否與設(shè)計(jì)值一致，是否存在位移量超出設(shè)計(jì)額定值和反方向位移的情況。尤其要注意檢查彈簧支吊架在升溫過程中是否存在拉桿強(qiáng)度不夠發(fā)生斷裂的情況。根據(jù)升溫曲線，每次恒溫檢查的時候都要在位移行程上早好標(biāo)記。

檢查支吊架生根的鋼梁剛度是否滿足要求，有沒有發(fā)生較大的變形；滑動、導(dǎo)向支架是否可以自由活動。有偏裝要求的支架在升溫過程中管道高溫支腿中心是否與支架中心重合；管道支吊架在升溫過程中是否存在變形量過大或焊縫開裂的情況。

7.2.2 膨脹節(jié)檢查

檢查膨脹節(jié)在升溫過程中位移角度和伸縮量是否符合設(shè)計(jì)要求，同一條管線上類似的膨脹節(jié)膨脹量是否存在較大的偏差；觀察雙鉸鏈膨脹節(jié)的位移方向是否滿足自由活動的要求，膨脹方向和膨脹位移角度是否符合設(shè)計(jì)要求；復(fù)合式膨脹節(jié)升溫過程中的冷緊位移量是否滿足設(shè)計(jì)要求；檢查膨脹節(jié)報警口壓力表數(shù)值，確認(rèn)膨脹節(jié)波紋管是否存在泄露的情況。根據(jù)升溫曲線，每次恒溫檢查的時候都要在位移行程上早好標(biāo)記。

7.2.3 相關(guān)設(shè)備、結(jié)構(gòu)

要求抽真空器、再生空氣加熱爐、反應(yīng)出料蒸汽發(fā)生器和廢熱鍋爐等在熱態(tài)運(yùn)行下自由膨脹，不存在卡滯、變形、異響等。

7.3 熱態(tài)考核后檢查

（1）支吊架檢查：檢查彈簧位移量指針是否在冷態(tài)位置，熱態(tài)調(diào)整過的彈簧支吊架應(yīng)重新在冷態(tài)處劃線；全面檢查彈簧生根的焊縫、鋼梁有沒有出現(xiàn)裂紋和彎曲。全面檢查高溫支腿、限位支撐焊縫是否存在裂紋和支撐件變形的情況；有偏裝要求的支架是否回到冷態(tài)位置，位移量是否發(fā)生變化；滑動、導(dǎo)向支架是否回到冷態(tài)位置；支座是否與基礎(chǔ)板緊密接觸等。

（2）膨脹節(jié)檢查：膨脹節(jié)的位移指針是否都在冷態(tài)位置，特別是復(fù)合式預(yù)應(yīng)力膨脹節(jié)應(yīng)恢復(fù)到冷緊值。

8 結(jié)語

對高溫管道的預(yù)制、安裝、焊接和熱態(tài)考核中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并結(jié)合高溫管道施工全過程的經(jīng)驗(yàn)積累和總結(jié)，給出了相應(yīng)的施工方法和技術(shù)保障措施。

優(yōu)化后的高溫管道施工技術(shù)使預(yù)制段劃分更加合理，焊接功效得到較大提升，同時顯著提高了管道安裝及應(yīng)力調(diào)整的精度，對今后Lummus CATOFIN 工藝丙烷脫氫裝置高溫管道施工有一定的借鑒意義。