连续重整转油线管道安装浅论

狄 涛 梁志刚

中国化学工程第十六建设公司 湖北宜昌 443000

在如今规模化、集成化的炼油行业中，连续重整技术因经济效益好，产能大幅提升。在这些连续重整装置中，反应器是安装施工的核心，如果出现质量事故，往往导致物料失衡，装置停车，甚至造成人员伤亡。而在反应器施工中，转油线施工质量直接影响着装置的正常运行和产品质量，因此转油线施工成为重点内容和主要施工难点。同时，其承受着高温介质，对材质有较高要求，对安装的质量控制也十分严格。

转油线材质为合金钢，设计温度在200～620℃之间，反应器壳体、进料炉管和进出口的转油线存在不同温差。因为反应器的重叠布置，转油线管道大部分集中布置在钢结构框架上，整体安装位置高，长度较长，现场吊装，对口难度较大，安全风险高，安装较为困难。

1 转油线的组成

连续重整的转油线分为反应系统和再生系统，是重整加热炉、反应器、混合进料换热器之间输送物料的管道，按照结构分为主管段、过段段、末端和分支段，共计 13 条。 转油线安装在三合一反应器R2101/ R2102/ R2103 和二合一反应器R2104/ R2105上，材质包括P11、1 1/ 4Cr，直径范围为1200～1600mm，壁厚范围为19.0～25.4mm，最高安装高度为EL96270mm。

2 转油线的钢结构平台安装

转油线自身较重，体积较大，重新拆装十分困难，因此需要确保安装质量一次合格。提高转油线的组对精度，便于最后连通的对口修正，需要分段从钢结构框架顶部自上而下安装。因为结构框架先施工，对转油线管道分段吊装施工时，很多次梁会影响到吊车臂摆动和管道就位，需要先拆除，就位组对完成后再安装，从而产生了重复工程量，增加高空作业风险。因此，施工前要布置吊装组对顺序，明确每段组对的位置和吊装需要使用的空间点，避免吊装过程中与钢结构次梁产生空间结构冲突。对吊装面的结构次梁需要吊装组对完成后再安装，可有效节省工期和成本。为了保持框架的平衡稳固性，相应的主梁不得拆除，也不可大面积拆除，必要时在合适部位增加支撑梁，吊装核算时应充分考虑这一因素。

3 转油线的管道安装

安装施工前，全面审阅设计图纸，了解整个管道的布置情况、重点和难点所在。对设计图纸中存在的问题，施工前必须得到设计人员的逐一答复，避免造成不必要的返工，并且在正式施工前要对所有参加管线施工的人员进行技术交底。转油线安装采用自上而下的施工焊接方式，上面一道口焊接完成并检测合格后，方可进行下道口组对焊接。转油线的安装过程会遇到各种问题，因在高空中交叉作业，不合理的组织会导致工期延长、质量控制困难，安全风险也加大。

因为转油线由工厂化预制后分段运输至现场，预制过程中若未与施工单位充分沟通，会导致现场可能出现主管需要接长、过渡段短管与主管连接需要开孔，以及焊接补强圈等问题，导致现场安装工作量加大。而且在有限空间内高空中组对焊接，质量难以控制，尤其是复合材料的焊缝易产生裂纹等缺陷，热处理和检测十分困难。因此，没有将施工与工厂化预制深度结合会直接延长不必要的工期。例如，大连恒力的连续重整装置转油线主管段与设备接口为对口焊接，在安装过程中不可避免会受到误差影响，如设备基础施工、设备安装施工、设备制造等叠加的误差，这些误差直接导致最后的对口焊接困难，需要大量的精力和时间修正。所以，建议设备口对口焊接改为法兰连接。舟山浙石化连续重整经过改善后加快了最后的组对，节省了时间，也有利于压力实验的盲板加设，如图1 所示。

图1 转油线设备口连接法兰

转油线分段吊装时，未设置吊耳，因为焊接会破坏热处理。而捆绑式吊装不利于保持平衡，也不便于保温等附属工程的预制施工。经过工厂化预制好专用的吊耳后，吊装时不用捆绑，可以考虑除焊缝组对、热处理部分以外的保温等工序内容同步施工，从而有效减少后续脚手架等措施和交叉作业。主管安装完成后进行过渡段安装时，需要严格按照图纸尺寸施工，不能强力组对。

4 管道热处理

低碳铬钼合金钢在焊接的过程中存在冷裂纹、热影响区硬化等问题，在焊前需要进行预热，以减少焊件本体和焊缝的温差梯度，以及焊接接头的冷却速度，消减因温差产生的应力和淬硬组织，有效防止冷裂纹产生。

焊接完成后不能及时热处理时，要立即进行后热处理，也叫消氢处理。经过300～500℃、15～30min 的后热处理和保温缓冷可以加速焊道内氢的逸出，消减焊接接头的应力，减少冷裂纹的产生。因为特殊原因中断焊接时，也要采取后热处理，再次焊接前应先检查焊道，确认无裂纹等缺陷后再按正式焊接工艺预热后进行后续作业。

焊接完成后，热处理的加热方法必须采用电加热。对接焊缝的焊后热处理厚度为焊接接头处较厚的工件厚度，支管连接的焊后热处理厚度为主管或支管厚度的较大值。经焊后热处理合格的部位，不得再进行焊接作业，否则应重新进行热处理。经焊后热处理的焊接接头，应对焊缝和热影响区进行100%硬度值测定，热影响区的测定区域应紧邻熔合线。

5 管道检测

由于管道在高空中组对、焊接，受风速等外在因素影响，焊接质量控制难以保证，再次返修十分困难，因此检测手段尤为重要。在完成管道焊接热处理24h 后对接焊缝进行100%RT 检测，Ⅱ级合格；100%PT 检测，Ⅰ级合格。另外，采用新型检测手段——TOFD 检测，一次扫查几乎能够覆盖整个焊缝区域（除上下表面盲区），可以实现非常高的检测速度；可靠性好，对于焊缝中部缺陷检出率很高；能够发现各种类型的缺陷，对缺陷的走向不敏感；可以识别向表面延伸的缺陷；采用D- 扫描成像，缺陷判读更加直观；对缺陷垂直方向的定量和定位非常准确，精度误差小于1mm，从而确保焊缝焊接质量。

6 压力试验

重整反应器进出口转油线管径大、试验压力高、管内水自重较大，需承受较大的试验水载荷。因此，需要合理安排各个系统的试压顺序，保证管桥- 2103、构- 2102 上每次只有一个系统转油线处于充水状态。管道安装高度最高点为96m，最低点为20m，试压时应充分考虑试压盲板的选用及加固措施。弹簧支吊架在未拔销子前所能承受的载荷与设计院所给出的弹簧支吊架水压载荷数据进行对比，凡是前者小于后者的，需进行临时加固。

连续重整装置共计13 条转油线，分为6 个试压系统，分别与5 台加热炉集合管连通试压。因为管道高度差较大，使用上下同时注水，以缩短注水时间。其下部借助与加热炉连接段仪表口进行上水，上部使用与设备口相连法兰口进行注水，待水达到80%体积左右后使用定力距扳手紧固该部位封闭系统。放空点及压力表设置在顶部仪表口位置。试压完成后，使用临时管段引入附近排水沟进行排水。

对转油线管道注水前需要加设盲板，而大连恒力连续重整装置与设备口连接都是对口焊接，不能采用插入式盲板，需要在与设备口连接的管口内部安装焊接盲板，安装和拆除工作繁琐而且会破坏复合层。当使用法兰连接形式后，可以加入插入式盲板进行有效的隔离，或者厂家分段压力试验完成后，最后一段先不拆除盲板，现场试压完成后再拆除。

7 弹簧支架安装

转油线口径和壁厚较大，通入介质后，自身较重，管道安装在高空中作业易受风力等因素影响，介质温差较大等导致管道应力变化。因此，需要安装较多的弹簧支架。管道安装前，要先要将弹簧支架安装到位。安装支架时，核对好弹簧支架的参数值，按照管道位置调整、找正；管道安装好并试压完成后，再次复核；进油前拆除定位销。特别需要注意的是，转油线加上试压介质后，每个支架承载重量较大，支架自身的重量也较大（0.8～3t），所以管道安装完成后再安装支架十分困难。而支架的载荷是在生产运行状态下计算得到的，无法承受充水后的载荷，因此试压前需要对弹簧支架进行加固，或增加临时支架。

8 管道的冷紧

转油线处在冷态时会靠紧设备口，热态时就会有拉紧位移。为了减小操作运行状态转油线对设备口的力矩，需要对管线进行冷紧，冷紧位置宜在炉子集合管和转油线连接处。转油线水平管和集合管的温度和长度不同，不同管线的冷紧值也不一样。根据经验，一般为转油线水平管和集合管轴向膨胀位移量的一半，而轴向位移的理论数值受支架刚度、温差和有效冷紧系数等影响。

9 结束语

通过大连恒力的连续重整转油线施工，汲取经验和教训，在舟山浙石化一期重整得到改进和优化。在实施过程中，有效避开了额外工程量，缩短了工期，减小了高空作业的风险，有效保证了安装质量，实现了成本降低和经济效益的明显提高，对后期类似转油线施工具有系统的指导意义。