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        化工行業(yè)舊設(shè)備利用的實(shí)踐與思考

        2022-07-06 03:12:46彭景煜劉建鵬黃學(xué)忠馬建偉
        浙江化工 2022年6期
        關(guān)鍵詞:設(shè)備設(shè)計(jì)

        彭景煜,劉建鵬,黃學(xué)忠,馬建偉

        (中化藍(lán)天氟材料有限公司,浙江 紹興 312369)

        近年來,隨著化工產(chǎn)業(yè)大整治、大提升,化工園區(qū)轉(zhuǎn)型升級(jí),部分企業(yè)存在改造或搬遷項(xiàng)目。從資源再利用和節(jié)約成本方面考慮,這些項(xiàng)目會(huì)涉及到設(shè)備的再利用和改造再利用。為更好地管控舊設(shè)備利用帶來的風(fēng)險(xiǎn)[1],本文重點(diǎn)闡述舊設(shè)備轉(zhuǎn)移再利用中存在的常見問題及相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施,提出可供參考的管理流程。

        1 舊設(shè)備利用案例

        案例1:2017 年8 月,某裝置高壓緩沖罐按TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[2]要求安排強(qiáng)制檢驗(yàn),檢驗(yàn)工程師在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備銘牌上面介質(zhì)顯示為R245(五氟丙烷)、氯氣、氟化氫,而實(shí)際介質(zhì)是R143a(1,1,1-三氟乙烷)、氯化氫、氟化氫,兩者介質(zhì)不一致,當(dāng)即提出整改,否則停用。該高壓緩沖罐因裝置整體停用轉(zhuǎn)移至其他裝置再利用。

        案例2:2020 年8 月,某項(xiàng)目舊設(shè)備跨省利用,轉(zhuǎn)移近10 余臺(tái)設(shè)備,其中有動(dòng)設(shè)備、靜設(shè)備(含壓力容器若干臺(tái))、電儀設(shè)備、機(jī)組??缡∞D(zhuǎn)移設(shè)備,對(duì)舊設(shè)備利用的完整性提出了更高要求,難點(diǎn)有:

        (1)再利用的冰機(jī)機(jī)組處于氮?dú)獗Wo(hù)狀態(tài),配套的換熱器、緩沖罐等壓力容器資料齊全,并在設(shè)計(jì)使用壽命之內(nèi),機(jī)組使用已近8 年,停用1年多,完整性待確認(rèn)。

        (2)有機(jī)汽化器屬于壓力容器,其設(shè)計(jì)工作壓力為1.2 MPa,而實(shí)際工作壓力為1.3 MPa,但在設(shè)計(jì)壓力(1.6 MPa)以內(nèi),設(shè)備工作壓力需變更。

        (3)產(chǎn)品儲(chǔ)槽調(diào)整為壓縮空氣緩沖罐,介質(zhì)不一致,需變更。

        (4)機(jī)泵設(shè)備停用1 年多,完整性待確認(rèn)。

        (5)石墨換熱器、內(nèi)襯靜設(shè)備停用1 年多,完整性待確認(rèn)。

        結(jié)合上述案例,舊設(shè)備利用存在較多需要確認(rèn)的問題,見表1。

        表1 案例問題匯總分類表

        若上述問題在舊設(shè)備轉(zhuǎn)移之前沒有得到解決,后續(xù)舊設(shè)備再利用生產(chǎn)中可能存在隱患。因此,要系統(tǒng)地處理問題,應(yīng)從技術(shù)角度入手,較詳細(xì)地建立設(shè)備完整性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。

        2 舊設(shè)備利用原則

        結(jié)合案例可知,舊設(shè)備不同于新設(shè)備的質(zhì)量保證,結(jié)合不同設(shè)備類型和使用工況,考慮的角度不一樣,因此需要確立一定的原則。首先,梳理舊設(shè)備轉(zhuǎn)移全流程[3],結(jié)合流程的關(guān)注點(diǎn)以確定原則。

        項(xiàng)目或改造裝置初步設(shè)計(jì)后,大致確認(rèn)工藝所需設(shè)備類型,結(jié)合舊設(shè)備信息(PSI),初步確定設(shè)備的匹配性;對(duì)項(xiàng)目設(shè)備進(jìn)行分類,并結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備分級(jí)(MI)要求,區(qū)分關(guān)鍵設(shè)備與一般設(shè)備;對(duì)應(yīng)分級(jí)所需舊設(shè)備,建立不同的完整性確認(rèn)方案;對(duì)設(shè)備參數(shù)、尺寸、設(shè)備重量等進(jìn)行確認(rèn);進(jìn)行試壓試漏、無損探傷,確保設(shè)備完好;土建專業(yè)考慮基礎(chǔ)承載核算。

        結(jié)合上述項(xiàng)目舊設(shè)備利用的過程,建立舊設(shè)備轉(zhuǎn)移全流程及關(guān)注點(diǎn),見圖1。

        圖1 舊設(shè)備轉(zhuǎn)移全流程及關(guān)注點(diǎn)

        2.1 專業(yè)分類

        按舊設(shè)備類型分專業(yè)進(jìn)行管理,可分為5 大類,見圖2。

        圖2 舊設(shè)備專業(yè)分類

        2.2 舊設(shè)備利用依據(jù)

        舊設(shè)備在利用前必須進(jìn)行充分論證,結(jié)合舊設(shè)備專業(yè)分類,可從以下三方面進(jìn)行論證。

        (1)務(wù)必確認(rèn)設(shè)備是可靠的。如何確定設(shè)備可靠程度,需要分類建立舊設(shè)備利用前檢查標(biāo)準(zhǔn)。如內(nèi)襯儲(chǔ)槽,在設(shè)備轉(zhuǎn)移之前先確定設(shè)備的工藝參數(shù)、接管數(shù)量;其次確定設(shè)備完整性,原設(shè)備清理置換合格后,按設(shè)備驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查,內(nèi)襯層進(jìn)行電火花檢測(cè)(對(duì)于原儲(chǔ)存鹽酸等可能產(chǎn)生氫氣之類易燃、易爆介質(zhì)的內(nèi)襯儲(chǔ)罐,該方法需充分論證后才可實(shí)施),壁厚符合要求等。通用檢查標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)設(shè)備分類逐一建立。

        (2)務(wù)必確認(rèn)設(shè)備是合規(guī)的。必須嚴(yán)格按照《特種設(shè)備使用管理規(guī)則》(TSG 08—2017)[4]、《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(TSG 21—2016)及相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行資料檢查、設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)并驗(yàn)收合格,以確保設(shè)備檔案、材料、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度滿足工藝條件和安全使用要求。部分特種設(shè)備還應(yīng)滿足當(dāng)?shù)氐胤椒ㄒ?guī)。

        涉及合規(guī)性的設(shè)備需轉(zhuǎn)移地主管部門確認(rèn)。跨區(qū)域轉(zhuǎn)移的設(shè)備,例如:

        (a)甲地轉(zhuǎn)移到乙地的設(shè)備,屬于省內(nèi)異地轉(zhuǎn)移的,要求在甲地辦理壓力容器注銷、轉(zhuǎn)移手續(xù);在乙地辦理接收手續(xù),舊設(shè)備在安裝前應(yīng)檢驗(yàn)合格,安裝監(jiān)督檢驗(yàn)后再辦理注冊(cè)登記。

        (b)甲地轉(zhuǎn)移至乙地的設(shè)備,屬于省外異地轉(zhuǎn)移的,需要在甲地辦理注銷、移裝手續(xù),提前到乙地市場(chǎng)監(jiān)督管理局辦理告知(因不在乙地特種設(shè)備信息化系統(tǒng)賬戶上),再委托檢驗(yàn),乙地市場(chǎng)監(jiān)督管理局根據(jù)當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備檢測(cè)研究院的檢驗(yàn)結(jié)果辦理接收手續(xù),安裝資料提交后方可辦理使用登記證。其中工藝參數(shù)的不一致會(huì)影響到后續(xù)使用,如案例1。

        (3)所有設(shè)備轉(zhuǎn)移前需要內(nèi)部清理,置換合格,避免設(shè)備內(nèi)部未清理的固廢、危廢的轉(zhuǎn)移;涉及特種設(shè)備改造(設(shè)計(jì)或施工)的、檢驗(yàn)單位必須要有相應(yīng)的資質(zhì),改造或檢驗(yàn)人員須取得國(guó)家認(rèn)可的專業(yè)資質(zhì)證書,以確保設(shè)備改造的合規(guī)性及質(zhì)量保證。

        2.3 相關(guān)技術(shù)要求

        (1)設(shè)計(jì)使用壽命:壓力容器設(shè)計(jì)使用壽命根據(jù)腐蝕裕量及原始設(shè)計(jì)參數(shù),一般有6 年、8年、10 年、15 年、20 年。如果達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命,舊設(shè)備利用使用地將不接受移裝;常壓及其他設(shè)備結(jié)合舊設(shè)備利用工況的要求及重要性,確定完整性后可利用。

        (2)設(shè)計(jì)資料:特種設(shè)備設(shè)計(jì)、制造技術(shù)資料和文件,包括設(shè)計(jì)文件、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明(含合格證及其數(shù)據(jù)表、質(zhì)量證明書)、安裝及使用維護(hù)保養(yǎng)說明、監(jiān)督檢驗(yàn)證書、型式試驗(yàn)證書等,特種設(shè)備安裝、改造和修理等方案、圖樣材料質(zhì)量證明書和施工質(zhì)量證明文件、安裝改造修理監(jiān)督檢驗(yàn)報(bào)告、驗(yàn)收?qǐng)?bào)告等技術(shù)資料。設(shè)計(jì)資料缺失的設(shè)備,舊設(shè)備利用使用地不接受轉(zhuǎn)移使用。

        (3)無損檢測(cè):舊設(shè)備不僅需要做外觀及測(cè)厚檢測(cè),還應(yīng)考慮射線、磁粉、超聲等檢測(cè)手段,必要時(shí)還要考慮TOFD(衍射時(shí)差法超聲檢測(cè))、渦流及氣密性檢測(cè),以確保設(shè)備完整性。

        (4)熱處理及酸洗鈍化:原設(shè)備有熱處理要求的,改造焊接后需要重新熱處理;酸洗鈍化處理需要結(jié)合介質(zhì)及材質(zhì)要求,若原設(shè)備需要,改造后需要重新鈍化。

        (5)改造資料:壓力容器的改造或者重大修理方案,應(yīng)當(dāng)經(jīng)過原設(shè)計(jì)單位或者具備相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位出具書面資料。

        (6)其他:動(dòng)設(shè)備需確保電機(jī)絕緣、防爆等級(jí)、設(shè)備參數(shù)、介質(zhì)等符合要求。特別應(yīng)注意涉及氟化氫等特殊介質(zhì),過流部件的適用性,例如氫氟酸不可使用陶瓷類密封材料;必要時(shí),動(dòng)設(shè)備在轉(zhuǎn)移前應(yīng)提前維護(hù)。內(nèi)襯設(shè)備管口密封面提前保護(hù);容器、換熱器等設(shè)備應(yīng)提前確定管口方位、大小,以滿足設(shè)備使用工況;做好耐壓試驗(yàn),氯氣、無水氟化氫(AHF)等高度或極度危害介質(zhì)必要時(shí)做泄漏試驗(yàn),確保設(shè)備完整性。

        3 舊設(shè)備轉(zhuǎn)移后使用工況的考慮

        3.1 同一用途、整體利用

        設(shè)備整體不變,用途不變,工藝參數(shù)、材質(zhì)、工況等參數(shù)與設(shè)計(jì)無區(qū)別,這類設(shè)備屬于較為簡(jiǎn)易的舊設(shè)備利用,涉及專業(yè)范圍比較少,只要考慮設(shè)備本身完整性、設(shè)備布置、基礎(chǔ)承載、設(shè)備使用壽命。設(shè)備本身的完整性必須符合要求,設(shè)備布置滿足場(chǎng)地要求,設(shè)備使用壽命在有效期之內(nèi),否則不宜再利用。其次,要考慮子設(shè)備的合規(guī)性要求,是否滿足完整性及合規(guī)性要求,如冷凍機(jī)組的轉(zhuǎn)移,不僅要考慮冷凍機(jī)機(jī)頭的完整性,還要考慮各冷卻器、緩沖罐、電儀設(shè)備等子設(shè)備是否滿足要求。

        3.2 同一用途、型式不同

        設(shè)備無變化,用途一致,裝置現(xiàn)場(chǎng)的工藝參數(shù)、工況與設(shè)計(jì)無區(qū)別,但設(shè)備結(jié)構(gòu)型式不同,這類設(shè)備也屬于較為簡(jiǎn)易的舊設(shè)備利用,需要考慮設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)符合工藝要求。例如螺旋板式換熱器調(diào)整為列管換熱器、材質(zhì)由20# 鋼調(diào)整至S30408 不銹鋼,同時(shí)還要考慮設(shè)備接管、結(jié)構(gòu)承載、工藝管路改造等問題,在工藝變更(MOC)及風(fēng)險(xiǎn)分析(PHA)時(shí)應(yīng)進(jìn)行充分考慮,以滿足要求。

        3.3 改變用途、參數(shù)并涉及特種設(shè)備

        設(shè)備用途變更、參數(shù)變化,這類問題較為綜合,論證過程也涉及多專業(yè)。如果是壓力容器,既要考慮設(shè)備設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)介質(zhì)、工作壓力、工作溫度、工作介質(zhì)等運(yùn)行參數(shù)的符合性,還要考慮材質(zhì)是否適用,結(jié)構(gòu)承重是否滿足等。如果工藝參數(shù)不符合設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù),還要考慮設(shè)備改造,改造單位需要有對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)資質(zhì),并經(jīng)過設(shè)計(jì)許可、原設(shè)備強(qiáng)度論證、設(shè)計(jì)計(jì)算、材質(zhì)鑒定、改造備案、改造監(jiān)督檢驗(yàn)、監(jiān)造、無損檢測(cè)、出廠耐壓試驗(yàn)等系統(tǒng)的質(zhì)量保證(QA)流程,以保證設(shè)備合規(guī)性及完整性,例如案例2 中的有機(jī)汽化器,介質(zhì)增加了氯化氫(HCl),工作壓力由1.2 MPa 調(diào)整至1.5 MPa。設(shè)備所屬單位除了提供現(xiàn)有設(shè)備狀況及原始檢驗(yàn)記錄外,還需要提供N06600(鎳基合金)材質(zhì)的晶間腐蝕試驗(yàn)報(bào)告,設(shè)計(jì)單位才能同意按改造流程接收設(shè)備變更的委托,這類問題均需要提前考慮并充分論證。

        4 結(jié)語

        工程項(xiàng)目或技術(shù)改造過程使用的舊設(shè)備不同于新設(shè)備引進(jìn),不僅要考慮舊設(shè)備的技術(shù)參數(shù)需要滿足實(shí)際工藝技術(shù)的要求,還要考慮舊設(shè)備自身強(qiáng)度等可靠性;采用應(yīng)力分析標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的設(shè)備,還需要考慮疲勞分析。因此,作為化工設(shè)備管理技術(shù)人員,對(duì)舊設(shè)備的技術(shù)要求要充分掌握,嚴(yán)格遵守現(xiàn)行的國(guó)家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),保證舊設(shè)備符合要求,不能利用的堅(jiān)決不用,避免留下安全隱患。

        舊設(shè)備利用的管理是化工設(shè)備管理中一個(gè)特殊的區(qū)域,在化工行業(yè)比較常見,目前行業(yè)內(nèi)缺少舊設(shè)備可利用的標(biāo)準(zhǔn)和方法,本文可為相關(guān)人員提供一定參考。

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