抗硫管安装技术要点分析

2022-12-28赖友根

化工设计通讯 2022年11期

赖友根

（福建省工业设备安装有限公司，福建福州 350000）

抗硫管在化工领域应用广泛，因输送介质大多含有硫化氢及其他硫化物，对工艺设备及管道易造成腐蚀，生产作业过程中，对人员安全及环境安全都有相当大的隐患。因此抗硫管的安装质量会直接影响化工生产的作业条件及生产线的作业寿命。

1 工程概况

4 000 万t/a炼化一体化项目（二期）炼油9-1标段（硫黄回收装置）建安工程项目位于浙江省舟山市鱼山岛，本工程管线抗H2S材质较多，工程所在地浙江舟山又是空气湿度大且多雨的地方，使如何在较短时间内尽快完成抗硫管道安装，满足业主生产要求成为关键所在。为满足工艺及施工进度要求，必须确定好抗硫管的安装顺序，严格按照设计图纸节点图及相关的施工及验收规范要求进行施工，确保抗硫管的安装质量和速度。通过合理安排工序提前完成抗硫管安装任务，保证相关装置的后续工序能尽早施工。

为保证抗硫管的安装质量，本工程采用管道系统预制分段安装的作业方式，在施工阶段对工艺管道进行系统预制分段，分段管道单独预制，减少了吊车的使用台班，减少了管道焊口焊接、热处理及无损检测等高处作业，提高了施工效率及安装质量。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

施工准备→材料领用及检查→管道下料组对焊接→热处理、硬度及无损检测→管道系统试压→管道清洗、吹扫→管道防腐保温。

2.2 操作要点

2.2.1 施工准备

工程施工前应进行设计图纸会审，对照现场实际情况，核对管道坐标与标高有无交叉、冲突和排列不当和预留孔洞位置偏差等情况，提出施工图纸中的问题、难点、错误，并在图纸会审时予以解决。同时，结合现场及施工图纸、设计说明，组织相关人员编制针对性强、切实可行的抗硫管分段预制方案，确定预制管段分段、固定口的预留位置，绘制分段制作图，并组建相应焊接数据库，编制焊接工艺评定。此外，还应对设计图纸和相关国家或行业施工、验收标准规范的技术要求提出书面资料，并对安装人员进行技术交底。

2.2.2 材料领用及检查

施工前对所领用材料进行严格的检验，从源头上保证安装质量。在材料进场时，首先按照设计图纸、材料制造标准、施工验收规范对其外观质量进行检查，对几何尺寸进行测量，确认材料标识是否齐全；其次检查产品质量证明文件，检测报告，核对其型号、材质、产品标识等是否满足规范要求，对实验、复验有要求的管子、管件、阀门、焊材等材料，及时组织进行实验、复验，合格后，方可使用。不符合者严禁使用，并分别进行标记，做好不合格材料登记记录，单独存放。

2.2.3 管道下料组对焊接

抗硫管预制前应对施工图纸各部分尺寸、技术要求、选用材料和配件认真校核，合理安排组对程序、制定分段切割计划，使每节的尺寸达到设计要求。宜采用机械方法切割，也可采用火焰或等离子方法切割，切割后必须去除影响焊接质量的表面层。

抗硫管道焊接接头一般设为V型（如图1所示），坡口在加工时采用机械加工的方式，切勿使用火焰切割。焊接接头组对前，应将管内的杂物彻底清除干净，并应用手工或机械方法清理其内、外表面，在坡口两侧20mm之内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有影响的物质。等厚对接的管子或管件，其对口应做到内壁齐平，如设计无规定时，内壁错边量要求如下：①Ⅰ、Ⅱ级焊缝不应超过管壁厚度的10%，且不大于1mm；②Ⅲ、Ⅳ级焊缝不应超过管壁厚度的20%，且不大于2mm。不等厚对接的管子或管件，其对口应以机械加工使其壁厚平缓过渡至相同厚度（如图2所示）。

图1 坡口示意图

图2 不等厚对接焊接坡口加工

本工程抗硫管焊接采用氩电联焊（即氩弧焊打底，电弧焊填充盖面）。焊接完成后，焊口必须进行标识，确保施工可追溯性。焊口标识应在距离焊缝5～10cm处，标注内容包括：管线号、材质、焊口号、焊工号、焊接日期、规格、质检员（如表1所示）。焊口标识必须与单线图保持一致，以便无损检测及检测结果复核。安装时，根据管线号、焊口号对号入座。预制好的管段必须采取有效措施，及时进行管口封堵，保证管内清洁度要求。

表1 焊口标识

2.2.4 焊缝表面无损检测

管道焊接后，焊缝内部的缺陷其实就是介质腐蚀的“原产地”，必须要保证整个管道焊接工程的完善以及对于焊接质量的高要求。当焊接工程结束以后，必须对整个焊接过程中的管道进行无损检测。无损检测采用点口制度，点口比例、合格级别严格按照设计及相关规范要求执行。同时，建立无损检测结果台账，对焊接结果及焊接质量动态进行跟踪，不合格焊口及时进行返修和扩探。

2.2.5 热处理

在焊接的整个过程中，由于冷热不均匀的原因，以及管道构件的本身就存在一定的约束性或者是外加的约束。所以在焊接工程结束以后，设备结构中就会产生一定的焊接应力，导致焊接的焊缝部位，尤其是熔合线部位特别容易受到腐蚀性的伤害。因为在这些部位仍旧残存着极大的应力，使得其组织分布并不均匀。焊后热处理是避免应力腐蚀裂纹的主要手段之一。本工程热处理加热采用电阻加热。热处理时，保温温度应保持在（630±15）℃，保温时间不小于1h，并且还要保证热处理中的升温速度不大于220℃/h，降温时，其降温速度不大于260℃/h，300 ℃以下不控制升降温速度，但是要求保温冷却。

2.2.6 硬度检验

热处理后的焊缝和管道组成件应进行硬度检验。硬度检验区域应包括焊缝和热影响区。硬度检验应在母材、焊缝和热影响区分别各选取不少于1点进行测量。硬度值应符合设计文件、相关规范的规定，并出具硬度检验报告。本工程抗硫管道的硬度值不大于200，且硬度不超过母材的120%。检测所得的硬度值不符合要求的，应重新进行热处理，并进行硬度检测。

2.2.7 管道系统试压

压力实验应在管道安装完毕、热处理和无损检测合格后进行。本工程采用水压实验，实验压力为设计压力的1.5倍。水压实验前应对实验系统进行检查复核，管材、管件、阀门材质型号及安装质量符合设计要求及有关规范规定，支承架安装正确齐全、坚固牢靠，实验系统与实验范围以外的管道、设备、仪表等有效隔离，检验符合要求才能进行压力实验。

试压时应逐步升压，当达到实验压力的10%左右时，应进行检查，无泄漏后升至工作压力，无漏水和异常后继续升至实验压力，稳压时间不应少于10min，然后降至工作压力，对系统进行全面检查，以压力不降、无渗漏为合格。实验过程中发现泄漏时，必须泄压后再进行处理，不得带压处理。缺陷消除后应重新进行压力实验。实验合格后，应缓慢泄压，及时拆除盲板等临时约束装置。同时，应会同建设单位或监理单位共同检查确认，并填写相关记录。

2.2.8 管道清洗、吹扫

管道在安装过程中，难免会有焊渣、铁屑、沙尘等杂物存留在管道内，容易引起管道内的污染及堵塞、损坏阀门仪表灯，影响今后的正常运行。因此有必要对管道进行吹扫与清洗。应根据管道的使用要求、系统回路、工作介质、管道内表面脏污程度及现场条件确定吹扫与清洗方法。吹扫与清洗前，应对系统进行全面检查：管道支架是否牢固、不允许吹扫与清洗的设备及管道是否有效隔离、管道组成件（仪表、孔板、喷嘴、滤网、节流阀、调节阀、电磁阀、安全阀、止回阀等）是否拆除并以临时短管替代。吹扫与清洗按照先主后次（主管—支管—疏排管）的顺序依次进行。已吹扫与清洗合格的管道应采取措施与未吹扫与清洗的管道进行有效隔离，避免后续吹扫与清洗的脏物进入其中。吹扫与清洗合格后，应会同建设单位或监理单位共同检查确认，并填写相关记录。

2.2.9 管道防腐保温

2.2.9.1 抗硫管防腐

防腐涂层材料的选用，要充分考虑其耐久性、绝缘性、耐腐蚀性等特性，选择具有良好防腐性能的防腐材料。防腐工作开展前应对管材进行表面处理，去除表面铁锈、附着的尘土、杂物等。在对管材进行表面处理之前，应先对其外观进行检查，检查其是否存在裂纹、折叠、重皮等明显缺陷，不合格的材料禁止使用。表面处理后亦应进行外观检查，确保表面无油脂及污垢等物质，如发现有不符合要求时，应重新处理直到合格为止。涂料涂刷前，应根据用量按照说明书的技术要求及配比进行调配，充分搅拌，并在有效时间内使用。一般情况下，应在表面处理合格4h之内完成首层底漆的涂刷，涂刷后，需检查是否有皱皮以及漏刷的情况，如有则应及时进行处理。首道底漆涂刷完成后，在其干燥后进行第二道底漆的涂刷，底漆的总厚度应符合设计和规范的要求，厚度检测采用涂层测厚仪进行检测。若表面处理4h内未进行防腐，则需要重新检查锈蚀情况，若不符合要求，应重新除锈。不要选择在雨雪天气中进行底漆涂刷施工，以防止水分对涂刷质量产生不利的影响。

2.2.9.2 抗硫管保温

保温材料要尽量选择导热指数较低、隔热效能比较好的材料，同时尽可能地确保材料的机械性能和化学稳定性。抗硫管保温必须在管道试压合格且底漆施工完后才能进行施工。保温施工前，应对灰尘、垃圾、油污进行有效清理。保温敷设应遵循“由内至外”、“由上至下”、“由难至易”的顺序进行。保温层分层施工时，外层必须在内层施工完毕且检验合格后进行，同层应错缝，外层应压缝，错缝间距或压缝宽度不宜小于100mm，且应做到表面严实、平整。保温材料敷设好后，使用双股镀锌铁丝对其进行绑扎，每块保温材料制品上不得少于两道，并应将铁丝头完全嵌入至保温材料中，以保障其表面处于严实和平整的状态。隔热层施工完毕并经检査合格后，应及时进行保护层的施工，若不能及时进行保护层施工时，应采取临时防雨措施，如加盖防雨篷布、塑料布等。金属保护层施工前应确保保温层的表面平整、干燥。每张金属保护壳安装前在相对应的两边应扎边，并应紧贴保温层表面，护壳的搭接口应朝下，防雨水进入。已安装的金属保护层，表面应平整。严禁在保护层上踩踏或堆放物品，对于不可避免的踩踏部位，应采取临时保护措施。