石化冷箱安裝規(guī)范

徐志明，吳 杰

(杭州制氧機集團股份有限公司 石化工程公司，浙江 杭州 310000)

1 概 述

石化冷箱包括乙烯冷箱、丙烯冷箱、液氮洗冷箱、天然氣冷箱、一氧化碳冷箱等，它在石化行業(yè)運用非常廣泛。石化冷箱安裝質(zhì)量影響冷箱的穩(wěn)定運行，是維護冷箱安全的一個重要環(huán)節(jié)。因此，冷箱的安裝必須嚴格按照規(guī)范執(zhí)行。冷箱安裝單位須同時滿足以下條件： 1.安裝單位承擔鋁制石化設備安裝應該具有相應的業(yè)績，承擔管道安裝應該取得相應的施工資質(zhì)，并在資質(zhì)許可范圍內(nèi)從事管道施工工作； 2.安裝單位具有滿足管道和設備等安裝需要的各種設備，包括試壓設備、起重設備、焊接設備、無損檢測設備等； 3.安裝單位具有足夠數(shù)量的鋼和鋁合金焊接持證焊工，禁止焊工跨級別或無證進行焊接作業(yè)； 4.安裝單位具有責任心強的專業(yè)焊接技術人員，能指導焊工技術工作； 5.安裝單位有豐富項目經(jīng)驗的項目經(jīng)理、專業(yè)工程師、HSE安全經(jīng)理、檢驗員、質(zhì)量工程師等； 6.管道無損檢測工作允許委托給專業(yè)公司； 7.安裝單位應當按照TSG 07 的規(guī)定，根據(jù)本單位的情況建立、實施、保持和持續(xù)改進與許可項目相關的質(zhì)量保證體系，對本項目的重點過程和壓力管道安裝工程項目實施質(zhì)量控制，形成質(zhì)量保證體系文件。

2 冷箱鋼結(jié)構(gòu)安裝要求

2.1 骨架焊接要求

冷箱骨架的柱、梁、斜撐、加強板等連接處，內(nèi)外側(cè)為連續(xù)焊，焊接時采用135.2混合氣體保護焊，成套設備組裝過程中鋼結(jié)構(gòu)焊接使用111手工焊條電弧焊，平焊位置采用135.1二氧化碳氣體保護焊(圖1)；冷箱骨架的柱、梁、斜撐等與面板接觸處的焊縫磨平，筋板在焊接時配制修正[1]；框架焊接后校平整，并校正對角線和垂直線，平面度為5/1000，按圖紙要求規(guī)定進行內(nèi)外表面涂漆。所有型鋼連接處的螺孔均為配鉆，冷箱板拼裝完可對緊固件進行點焊固定。若冷箱采用軸式吊耳，吊耳與骨架焊接處的焊縫需用100%磁粉檢測，檢測結(jié)果需符合NB/T 47013.4—2015中Ⅰ級要求。

圖1 冷箱立柱連接和焊接型式Fig.1 Connection and welding type of cold box column

2.2 面板安裝要求

冷箱面板外側(cè)為連續(xù)焊，內(nèi)側(cè)與柱、梁、斜撐連接處為間斷焊，間距200 mm，焊縫長20 mm(圖2)；冷箱面板拼接整齊美觀，內(nèi)側(cè)與柱、梁、斜撐接觸處的焊縫應磨平，面板平面度在5/1000范圍內(nèi)；冷箱板與冷箱骨架復合后，噴砂除銹，達到GB/T 8923.1標準Sa2.5要求，粗糙度應在30～85 μm。

圖2 冷箱鋼結(jié)構(gòu)廠內(nèi)生產(chǎn)焊接型式Fig. 2 Welding type of cold box steel structure in factory production

3 冷箱內(nèi)容器支架、設備的安裝要求

冷箱內(nèi)容器支架安裝位置應以總圖為準，它包含冷箱運行時的容器支架和組裝、運輸時的設備支撐支架兩部分；運輸支架采用碳鋼，設備就位前固定在冷箱骨架上，運輸支架和設備間需墊入橡膠墊或四氟墊，禁止和設備直接接觸，所有運輸支架涂黃色油漆出廠，方便冷箱就位后現(xiàn)場拆除；設備支架采用不銹鋼，安裝前須將支座校平直，平整度控制在1/1000以內(nèi)。換熱器的橫梁兩端架在冷箱骨架上，一端焊接固定，另一端自由滑動，按照圖紙要求選取焊接固定端；冷箱內(nèi)罐、塔等設備裙座平整度要求按圖紙要求進行，水平度的調(diào)整可通過在底板上襯墊薄板來實現(xiàn)，薄板應與底板焊牢。冷箱內(nèi)設備(板式換熱器、分離罐)在就位前，須仔細核對總圖、容器支架圖、設備管口方位、管道單線圖等，確認無誤后方可就位。吊裝鋁制設備時，為防止吊繩損傷鋁制設備表面，應采用柔性吊裝帶并采取相應的保護措施，如用橡皮管套在鋼絲索具上。

4 冷箱內(nèi)管架安裝要求

按設計要求在管道上設置管架，管架的設置應結(jié)合管道單線圖和冷箱內(nèi)管架進行，并允許視現(xiàn)場具體情況予以調(diào)整，冷箱內(nèi)支架包含承重支架和導向支架[2-3]。支架固定在冷箱型鋼上，若塔、分離罐等設備壁上有貼板，允許在貼板上做支架，嚴禁直接在容器壁上做支架。管道或設備的托架須托實不留間隙(除管架圖或單線圖中標明需留間隙外)，并在管道支撐接觸面焊接護板，采用小電流點焊對護板進行焊接，以免管壁被擊穿。冷箱內(nèi)的電纜、儀表管敷設都必須用不銹鋼角鋼角鋁保護，角鋼或角鋁設置時不得影響管道在冷態(tài)時的位移。

5 冷箱內(nèi)管道安裝要求

5.1 管道安裝前要求

在安裝管道之前，需要滿足以下幾個基本條件： 1.與管件連接的設備(板式換熱器、塔、氣液分離器)已找正合格、固定完畢，滿足安裝要求； 2.設備方位(即管口方位)已檢查與工藝一致； 3.管道脫脂已完成、管道內(nèi)部防腐等工序已經(jīng)進行完畢； 4.閥門、管件、管道等內(nèi)部已清理干凈，閥門試壓合格、脫脂已完成，有特殊要求的管道，其質(zhì)量符合設計文件規(guī)定； 5.管道組件及支撐件已檢驗合格； 6.備齊符合要求的施工技術資料，包括焊接作業(yè)指導書； 7.管道材料和元件應具有制造廠出具的產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。

5.2 管道預制要求

管道預制的場地必須墊有木板或橡膠，鋁管道不能與黑色金屬在同一場地加工，鋁材的切割工具必須單獨使用，不同材質(zhì)的切割工具須分開，搬運或吊裝時鋼絲索具與產(chǎn)品接觸部分應包橡膠套等軟物；預制工具及輔助工具必須是清潔無油的，對無法避免油脂的工具，使用時必須作好防污染處理；工作人員的工作服、手套、鞋帽等必須清潔無油；敲擊工具應選用木質(zhì)、紫銅或硬橡膠榔頭；在管道預制過程中[4]，應輕搬、輕放、不可在地上翻滾、手托，防止管道損壞，預制完成的管段應按工藝要求將內(nèi)部清理干凈，用清潔無油的塑料薄膜對預制件及設備敞口處包扎，將管口封閉，預制好的管段在運輸和存放過程中需注意保護，不得出現(xiàn)管道變形現(xiàn)象；管件焊接時，電纜搭鐵不允許隨意亂搭在工件上，應做專用工具，不允許在管道上引弧。

5.3 管道的安裝

冷箱內(nèi)管道的安裝應結(jié)合工藝流程圖、總圖、冷箱內(nèi)管道、冷箱內(nèi)容器支架、冷箱內(nèi)管架以及管道單線圖等進行；管道單線圖中切管長度為理論長度，安裝時需作適當調(diào)整，避免誤差積累影響安裝；管道安裝先主管，后輔管；先大管，后小管；先上部，后下部，便于將安裝過程中的鋁屑排出；所有現(xiàn)場配制的管件(包括三通、溫度計接頭、管接頭、縮接接管等)均應在冷箱外進行，經(jīng)清洗和吹除合格后才能進入冷箱內(nèi)焊接，現(xiàn)場制作的三通，支管插入主管內(nèi)壁深度不得超過主管內(nèi)壁5 mm；管道在連接時，不得使用強力對口的方式，不得采用加偏墊、加熱管道等方法消除管道斷面的錯口、偏差、不同心等問題；當管道安裝作業(yè)間斷時，應及時封閉敞開的管口，如果工程長期停滯，已安裝完成的工程管道需做防護處理。不銹鋼管道安裝時，在符合GB 50235—2010中7.3鋼制管道安裝規(guī)范時，還需符合以下規(guī)定：1.碳鋼管道與不銹鋼組件支撐件之間，應墊入氯離子含量不超過50×10-6的非金屬或不銹鋼墊片； 2.不銹鋼管道法蘭處的非金屬墊片中的氯離子含量不得超過50×10-6； 3.要求進行鈍化、酸洗處理的管道組件或焊縫，鈍化后應采用干凈水沖洗，呈中性后再擦干水跡，酸洗后的管道或焊縫表面不得有顏色不均勻的斑痕和殘留酸洗液。管道安裝完畢后應對管道進行檢查，填寫“管道安裝記錄”，其表格格式可參考規(guī)范GB 50235—2010中表A.0.6的規(guī)定，管道的檢查、檢驗按GB 50184—2011要求。

5.4 管道安裝注意事項

管道安裝時，管道應保持清潔，應具有防止管道受到污染的措施，如當有其它管道切割時、應對管道進行隔離保護，防止焊接時飛濺物對其造成污染，應采用機械方法對彎管、管道等進行切割，允許使用不銹鋼切割片對鋁及鋁合金進行切割，但切割后應用銼刀或風動工具修整切口；管道安裝時，注意管道表面不得出現(xiàn)機械損傷，管道需要吊裝或搬運時，搬運管道的卡扣、鋼絲繩應采用木板或橡膠等軟性材料進行隔離，卡扣、鋼絲繩不得與管道直接接觸；管道安裝時，應注意保護法蘭密封面及密封墊片，防止有劃痕、斑點等缺陷，影響法蘭的密封性能，法蘭密封面在管道安裝過程中要用擋板保護；當管道需要化學清洗時，應將其它無關管道及設備進行隔離，化學清洗劑可用四氯乙烯、三氯乙烯(含穩(wěn)定劑)溶劑，嚴禁使用四氯化碳溶劑。

5.5 管道清潔度控制

坡口配制和管道預制完后，在預制場地用吸塵器對殘留在管道內(nèi)壁的鋁屑等臟物進行清潔，不得將鋁屑等塊狀物帶入組裝冷箱內(nèi)；管段復合前，對管道內(nèi)壁進行目測檢查，存在異物時需用吸塵器對異物進行吸除，冷箱內(nèi)原則上不得進行坡口配置、管道割除工作，禁止在封閉管路上進行開孔。

5.6 管道焊縫檢測

管道焊縫的檢驗依據(jù)NB/T 47013的規(guī)定，所有對接環(huán)焊縫檢查等級符合Ⅱ級要求。不同種類管道焊縫的無損檢測方式及合格要求如表1。

表1 不同種類管道焊縫的無損檢測方式及合格要求Table 1 Nondestructive testing methods and qualification requirements for welds of different types of pipelines

6 冷箱試壓要求

冷箱組裝完畢后，對設備和管道系統(tǒng)做整體強度試驗和氣密性試驗，試驗介質(zhì)采用干燥無油空氣或氮氣，試驗壓力同換熱器各通道、塔或分離罐的設計壓力相對應，試壓按TSG D0001—2009第四章第5節(jié)“耐壓試驗和泄漏試驗”相關內(nèi)容進行，試壓前備好試壓方案，待簽字確認后，嚴格按試壓方案進行。

6.1 試驗過程

試驗時壓力先緩慢上升至強度試驗壓力的10%，保壓5～10 min，并對所有連接部位和焊縫處進行檢查，若檢查沒有泄漏，則繼續(xù)升壓到強度試驗壓力的50%，若沒有出現(xiàn)異常現(xiàn)象，繼續(xù)按10%的強度試驗壓力逐級升壓，直到到達強度試驗壓力，停止升壓，保壓30 min。然后降到氣密性試驗壓力，保壓24 h。試壓過程中應無滲漏、無可見的變形、無異常的響聲，試壓過程中若有泄漏，則應泄壓后補漏或擰緊可拆件后再進行試壓。

6.2 試壓安全注意事項

冷箱在試壓前，在冷箱試壓區(qū)域設置隔離帶和懸掛警示牌，嚴禁非試壓工作人員進入，同時對參與試壓的施工人員進行安全教育，施工人員應佩帶好勞動防護用品和安全帽，遵守制造廠內(nèi)的各項規(guī)章制度和安全措施；管道強度耐壓試驗時，不得進行其他作業(yè)，防止意外傷害。

7 結(jié) 語

冷箱在制造車間完成，有相對較好的制造環(huán)境，施工人員在作業(yè)時應注意自身安全，防止摔傷、燙傷和窒息。受運輸尺寸限制，冷箱結(jié)構(gòu)要求緊湊，冷箱內(nèi)空間有限，設備管道密集，冷箱的安裝必須規(guī)范，以提高冷箱安裝質(zhì)量，為冷箱的成功運行打下堅實基礎。