改造項(xiàng)目中管道設(shè)計(jì)問題探討

王世磊

(中石化廣州工程有限公司，廣東 廣州 510000)

石化企業(yè)為提高油品質(zhì)量或滿足節(jié)能環(huán)保要求，需要對(duì)現(xiàn)有裝置進(jìn)行升級(jí)改造。改造項(xiàng)目中，由于裝置新舊不同(有些裝置可能進(jìn)行過多次改造)和業(yè)主資料管理等因素，造成改造設(shè)計(jì)中遇到的問題也不盡相同。本文結(jié)合改造項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)歷，對(duì)管道設(shè)計(jì)過程中所遇到的問題做了一些總結(jié)與探討。

1 資料整理工作

改造項(xiàng)目，一般可以用竣工圖作為設(shè)計(jì)依據(jù)。為保證設(shè)計(jì)依據(jù)的準(zhǔn)確性，對(duì)變更單，代用單，設(shè)備制造變更報(bào)告等能體現(xiàn)裝置變更情況的資料，設(shè)計(jì)人員應(yīng)要求業(yè)主單位提供并將其整理歸類。

可建立詳細(xì)的變更索引表，用于變更追溯。如某設(shè)備制造變更報(bào)告中“無縫鋼管Φ325*7 0Cr18Ni9代用為Φ325*7 321”，可將其摘錄到變更索引表中用于應(yīng)力分析時(shí)校核設(shè)備變化的追溯。

對(duì)竣工圖查看過程中發(fā)現(xiàn)的諸如管道標(biāo)高、設(shè)備管嘴等在單線圖與管道平面布置圖中數(shù)據(jù)不一致等情況，需結(jié)合找到的包含變更信息的資料做進(jìn)一步的核對(duì)。

2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的重點(diǎn)放在以下幾個(gè)方面：工藝流程圖(PID)與現(xiàn)場(chǎng)一致性、管線位置核對(duì)、碰撞檢查等。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研過程中，對(duì)進(jìn)出裝置界區(qū)管線的變化情況要結(jié)合PID進(jìn)行核對(duì)；對(duì)裝置內(nèi)設(shè)備變化情況在管道平面布置圖上進(jìn)行標(biāo)記。將歷次改造引起的管線增減和儀表增減的變化信息反饋給工藝和儀表專業(yè)，以便于全廠的各種物料和熱量衡算以及流量?jī)x表選擇。對(duì)以往歷次改造中設(shè)備增減和設(shè)備布置情況進(jìn)行排查，看其能否滿足最新的防火規(guī)范要求。

3 管道利舊

壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程對(duì)不改變受壓元件的情況的處理要求如下：不改變受壓元件結(jié)構(gòu)而改變管道的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度和介質(zhì)，必需有壓力管道設(shè)計(jì)單位進(jìn)行驗(yàn)證，出具書面設(shè)計(jì)驗(yàn)證文件，并且由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全面檢驗(yàn)后方可進(jìn)行改變[1]。對(duì)于不改變受壓元件結(jié)構(gòu)的情況，設(shè)計(jì)人員在新工藝參數(shù)下對(duì)原設(shè)計(jì)條件(材料、壁厚等)以及管線應(yīng)力情況進(jìn)行核算并將結(jié)果告知業(yè)主，同時(shí)特別提醒業(yè)主單位最終是否利舊要現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)后確定。對(duì)需要改造的管線，要重視管道材質(zhì)、壁厚、材質(zhì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等的核對(duì)。

表1 某改造項(xiàng)目管道新舊管道等級(jí)選材比對(duì)(DN150管為例)

表1可以看出，雖然新舊管道等級(jí)下用管道材質(zhì)一樣，但是壁厚和制造標(biāo)準(zhǔn)還是有差別的。原3B4等級(jí)下，DN150管的壁厚為SCH30，該壁厚在SH/T 3405-96中有此壁厚，在SH/T 3405-2012中已無此壁厚。原2C3等級(jí)下， 20#材質(zhì)的鋼管需符合GB/T 8163標(biāo)準(zhǔn)；新2C3S2R等級(jí)下， 20#材質(zhì)的鋼管需符合GB9948標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)局部利舊的管線，施工圖上應(yīng)對(duì)其文字說明。這樣做不僅方便現(xiàn)場(chǎng)施工，還便于明確設(shè)計(jì)范圍。對(duì)采用PDMS軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，除使用云形線對(duì)改動(dòng)部分加以注明的方法外，還可將PDMS軟件中相關(guān)管件的MTO屬性改為DOTD以實(shí)現(xiàn)單線圖中管線虛線標(biāo)示。圖1中將旁路抬高情況用文字說明，虛線部分表示三通等元件利舊。

圖1 單線圖中利舊部分用虛線標(biāo)示

4 管道焊接與試驗(yàn)

GB50236-2011第7.24條規(guī)定：管子或管件對(duì)接焊縫組對(duì)時(shí)，內(nèi)壁錯(cuò)邊量不應(yīng)超過母材厚度的10%，且不應(yīng)大于2 mm[2]。對(duì)內(nèi)壁錯(cuò)邊量超過2 mm的，GB50236-2011中要求進(jìn)行坡口加工。對(duì)新舊管線需要對(duì)接焊接的情況，為便于現(xiàn)場(chǎng)施工，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意留有一段直管段便于現(xiàn)場(chǎng)打磨焊接。

侯重耀[3]對(duì)舊管道上僅增加一個(gè)三通或僅更換較短管線或增加一個(gè)閥門或儀表等情況, 以及由于種種原因部分管道或設(shè)備不能倒空或一時(shí)無法置換等進(jìn)行系統(tǒng)壓力試驗(yàn)時(shí)遇到的特殊情況，提出了如下試驗(yàn)方法：系統(tǒng)串聯(lián)試驗(yàn)法，降壓系統(tǒng)強(qiáng)度試驗(yàn)法，無損探傷保證法，分段試驗(yàn)法，管道外部試驗(yàn)法，瓶裝氣體進(jìn)行試驗(yàn)。設(shè)計(jì)人員對(duì)這些試驗(yàn)方法有一定了解，利于改造部分管線選擇合理的試壓方案；另一方面，設(shè)計(jì)人員需熟悉相關(guān)的施工試壓規(guī)范，便于對(duì)施工單位提出的試壓方案給予合理有效的回復(fù)。

5 結(jié)論

(1)在開展改造項(xiàng)目管道詳細(xì)設(shè)計(jì)工作前，建立變更索引表以便于對(duì)裝置歷次改造變更內(nèi)容進(jìn)行查詢和核查，對(duì)竣工圖發(fā)現(xiàn)的管道與結(jié)構(gòu)碰撞等問題要積極與業(yè)主單位溝通核實(shí)。

(2)改造項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，可重點(diǎn)放在裝置界區(qū)管線變化情況核實(shí)、管線和設(shè)備管嘴標(biāo)高等位置核對(duì)?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)的問題，管道設(shè)計(jì)專業(yè)要積極與工藝和儀表專業(yè)進(jìn)行溝通并商討解決辦法。

(3)對(duì)擬進(jìn)行改造的管線是否可以利舊，要從管道材料、壁厚、應(yīng)力等多方面核算。管線局部更換要重視管道材質(zhì)及其制造標(biāo)準(zhǔn)的核對(duì)。準(zhǔn)備利舊的管線要積極與業(yè)主單位溝通并要求業(yè)主提供相應(yīng)檢測(cè)報(bào)告。

(4)管道設(shè)計(jì)時(shí)要考慮壁厚變化與更換部分管件等因素對(duì)焊接和試驗(yàn)的影響，提前考慮一些合理的試驗(yàn)方案，降低現(xiàn)場(chǎng)施工難度。

(5)設(shè)計(jì)人員從事改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，要增強(qiáng)責(zé)任心，重視資料分析，注意執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)變化對(duì)設(shè)計(jì)的影響，做好專業(yè)間的設(shè)計(jì)協(xié)同和明確設(shè)計(jì)范圍，以降低設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。