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淺談高壓加氫工藝管道施工過(guò)程中的質(zhì)量控制

2013-08-13 03:52午宏斌仇軍華
關(guān)鍵詞:工藝管道質(zhì)量控制

午宏斌 仇軍華

摘要:國(guó)內(nèi)石化行業(yè)的柴油加氫裝置的管道一般均采用TP321奧氏體不銹鋼臨氫鋼管,在實(shí)際施工過(guò)程中,TP321工藝管道施工經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,給裝置平穩(wěn)運(yùn)行造成安全隱患,因此工藝管道的質(zhì)量控制顯得尤其重要。文章結(jié)合蘭州石化300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置中的TP321工藝管道的施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)高壓臨氫管線的質(zhì)量控制做了簡(jiǎn)要的分析和探討。

關(guān)鍵詞:TP321;工藝管道;質(zhì)量控制;高壓臨氫管線

中圖分類號(hào):TE966 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)20-0138-02

蘭州石化300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置高壓加氫管道主要分布在四個(gè)區(qū):爐反區(qū)、構(gòu)二區(qū)、管帶區(qū)和壓縮機(jī)區(qū)。由于TP321不銹鋼鋼管屬于高壓臨氫管道,其施工質(zhì)量控制對(duì)工程起著舉足輕重的作用,因此,必須把握好每一道施工程序,嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工,就顯得尤其重要。

1 母材選擇及性能分析

根據(jù)臨氫環(huán)境中鋼材的腐蝕機(jī)理,高溫高壓、臨氫環(huán)境下的柴油加氫裝置,一般選用TP321超低碳不銹鋼

材料。

美標(biāo)TP321相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的H0Cr20Ni10Ti,是一種焊接性能良好的奧氏體不銹鋼,具有較高的抗腐蝕能力。但其在焊接過(guò)程中焊接應(yīng)力大,在穩(wěn)定化處理后經(jīng)常會(huì)發(fā)生開(kāi)裂,后續(xù)反復(fù)補(bǔ)焊易造成報(bào)廢。因此,必須通過(guò)合理的質(zhì)量控制才能避免或減少裂紋產(chǎn)生。

2 前期準(zhǔn)備

高壓臨氫管道的質(zhì)量是需要系統(tǒng)的質(zhì)量保證體系來(lái)控制,因此,在前期準(zhǔn)備階段,首先,建立質(zhì)量保證機(jī)構(gòu),將質(zhì)量落實(shí)到個(gè)人;其次,組織專業(yè)工藝技術(shù)人員,結(jié)合自身工程的特點(diǎn),對(duì)特殊材質(zhì)進(jìn)行分析,編制專門(mén)的技術(shù)方案,確保質(zhì)量得到控制;最后,特殊工種人員必須持證上崗,但是,在我們的實(shí)際施工過(guò)程。盡管證件齊全,但是,由于焊工的水平有所差距,因此,在選擇焊工焊接前,需要對(duì)其進(jìn)行測(cè)試,看是否具備焊接TP321不銹鋼的能力。

3 施工階段

施工階段采用預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)安裝,根據(jù)蘭州石化300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置的施工經(jīng)驗(yàn),為保證質(zhì)量,管道的預(yù)制全部在預(yù)制車間進(jìn)行,這樣可以避免天氣、環(huán)境對(duì)焊接的影響,有利于焊接質(zhì)量的控制,在現(xiàn)場(chǎng)安裝過(guò)程中,一定要做好防風(fēng)防雨措施,同時(shí),嚴(yán)禁在惡劣天氣情況進(jìn)行施工,必須保證焊接環(huán)境良好。

3.1 坡口加工

主要控制管道切口的平直度、毛刺及時(shí)清理和坡口加工。對(duì)于TP321管道,采用氣割或等離子切割,坡口加工采用管床或坡口機(jī)完成,坡口加工完成之后,及時(shí)對(duì)坡口進(jìn)行100%PT表面檢測(cè),切口的平直度不合格會(huì)使管口組對(duì)間隙不均勻,另外,坡口的加工應(yīng)采用大角度和小鈍邊的形式,且應(yīng)符合設(shè)計(jì)和焊接作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的規(guī)定。

3.2 組對(duì)

組對(duì)主要控制管口的錯(cuò)邊量和平直度、彎頭的角度、三通和異徑管的平直度,在管道組對(duì)過(guò)程中,必須保證管口的內(nèi)平齊,否則將影響焊接質(zhì)量。其坡口和組對(duì)示意圖如圖1所示:

圖1 坡口組對(duì)加工圖

根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),采用上圖所示的U+V組合型坡口,既保證了GTAW打底焊操作空間,又保證了質(zhì)量;同時(shí)使收縮型坡口減少了熔敷金屬數(shù)量,降低了敏化溫度的不良影響。

3.3 焊接及穩(wěn)定化熱處理

TP321不銹鋼管焊接方法為:鎢極氬弧焊(GTAW)打底+手工電弧焊(SMAW)中間及蓋面。

此焊縫為多層焊,宜采用多道焊,底層焊道完成后,應(yīng)采用放大鏡檢查焊道表面,每一焊道完成后,均應(yīng)徹底清除焊道表面的熔渣并進(jìn)行檢查,消除各種表面缺陷,每層焊道的接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。

采用鎢極氬弧焊的方法焊接底層焊道時(shí),應(yīng)該選擇純度為99.99%的氬氣,保護(hù)氣體流速12L/min,背面保護(hù)氣體10L/min,管內(nèi)充氬氣,對(duì)焊道背面進(jìn)行保護(hù),焊接過(guò)程中,焊絲的加熱段應(yīng)置于保護(hù)氣體中,這樣既避免了焊縫氧化又可較好地保證焊縫成形,減少根部底層出現(xiàn)焊縫

缺陷。

對(duì)壁厚26~40mm的管道,最好采用分兩次焊接并分層RT檢驗(yàn)的方法,確保焊縫內(nèi)部質(zhì)量缺陷能得到徹底根除;另外,焊接層間溫度,確保小于100℃。

實(shí)踐證明焊后進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理來(lái)消除焊接應(yīng)力是防止TP321奧氏體不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的有效措施之一。

4 檢驗(yàn)和壓力試驗(yàn)

4.1 焊縫外觀檢查

焊接完成之后,首先對(duì)焊縫進(jìn)行外觀檢查,檢查表面氣孔、表面夾渣、咬邊、未焊透、焊縫寬度和余高等。

4.2 無(wú)損檢測(cè)

按照設(shè)計(jì)要求,對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),由于TP321不銹鋼鋼管焊縫屬于有再熱裂紋傾向的焊縫,所以在無(wú)損檢測(cè)時(shí),應(yīng)在焊后和熱處理之后各進(jìn)行一次。

4.3 壓力試驗(yàn)

在管道安裝完畢,熱處理和無(wú)損檢測(cè)之后,需要進(jìn)行壓力試驗(yàn),壓力試驗(yàn)前,要編制試驗(yàn)方案,并通過(guò)專業(yè)工程師和監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

蘭州石化300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置中的TP321不銹鋼工藝管道,按此進(jìn)行施工之后,TP321工藝管道焊縫的無(wú)損檢測(cè)合格率得到了顯著提高,焊接質(zhì)量得到了有效的控制,對(duì)裝置的安全平穩(wěn)的運(yùn)行起到了重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范(GB50235-2010)[S].

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[4] 政軍,徐德昆,等.不銹鋼焊接及質(zhì)量控制[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

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