淺談高壓加氫工藝管道施工過程中的質(zhì)量控制

午宏斌　仇軍華

摘要：國內(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，在實際施工過程中，TP321工藝管道施工經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量問題，給裝置平穩(wěn)運行造成安全隱患，因此工藝管道的質(zhì)量控制顯得尤其重要。文章結合蘭州石化300萬噸/年柴油加氫裝置中的TP321工藝管道的施工經(jīng)驗，對高壓臨氫管線的質(zhì)量控制做了簡要的分析和探討。

關鍵詞：TP321；工藝管道；質(zhì)量控制；高壓臨氫管線

中圖分類號：TE966 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）20-0138-02

蘭州石化300萬噸/年柴油加氫裝置高壓加氫管道主要分布在四個區(qū)：爐反區(qū)、構二區(qū)、管帶區(qū)和壓縮機區(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，嚴格按照規(guī)范進行施工，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TP321相當于國內(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。但其在焊接過程中焊接應力大，在穩(wěn)定化處理后經(jīng)常會發(fā)生開裂，后續(xù)反復補焊易造成報廢。因此，必須通過合理的質(zhì)量控制才能避免或減少裂紋產(chǎn)生。

2 前期準備

高壓臨氫管道的質(zhì)量是需要系統(tǒng)的質(zhì)量保證體系來控制，因此，在前期準備階段，首先，建立質(zhì)量保證機構，將質(zhì)量落實到個人；其次，組織專業(yè)工藝技術人員，結合自身工程的特點，對特殊材質(zhì)進行分析，編制專門的技術方案，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，在我們的實際施工過程。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，需要對其進行測試，看是否具備焊接TP321不銹鋼的能力。

3 施工階段

施工階段采用預制和現(xiàn)場安裝，根據(jù)蘭州石化300萬噸/年柴油加氫裝置的施工經(jīng)驗，為保證質(zhì)量，管道的預制全部在預制車間進行，這樣可以避免天氣、環(huán)境對焊接的影響，有利于焊接質(zhì)量的控制，在現(xiàn)場安裝過程中，一定要做好防風防雨措施，同時，嚴禁在惡劣天氣情況進行施工，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、毛刺及時清理和坡口加工。對于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完成，坡口加工完成之后，及時對坡口進行100%PT表面檢測，切口的平直度不合格會使管口組對間隙不均勻，另外，坡口的加工應采用大角度和小鈍邊的形式，且應符合設計和焊接作業(yè)指導書的規(guī)定。

3.2 組對

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

圖1 坡口組對加工圖

根據(jù)我們的實踐經(jīng)驗，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，應采用放大鏡檢查焊道表面，每一焊道完成后，均應徹底清除焊道表面的熔渣并進行檢查，消除各種表面缺陷，每層焊道的接頭應錯開。

采用鎢極氬弧焊的方法焊接底層焊道時，應該選擇純度為99.99%的氬氣，保護氣體流速12L/min，背面保護氣體10L/min，管內(nèi)充氬氣，對焊道背面進行保護，焊接過程中，焊絲的加熱段應置于保護氣體中，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。

對壁厚26～40mm的管道，最好采用分兩次焊接并分層RT檢驗的方法，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℃。

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

4 檢驗和壓力試驗

4.1 焊縫外觀檢查

焊接完成之后，首先對焊縫進行外觀檢查，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 無損檢測

按照設計要求，對焊縫進行無損檢測，由于TP321不銹鋼鋼管焊縫屬于有再熱裂紋傾向的焊縫，所以在無損檢測時，應在焊后和熱處理之后各進行一次。

4.3 壓力試驗

在管道安裝完畢，熱處理和無損檢測之后，需要進行壓力試驗，壓力試驗前，要編制試驗方案，并通過專業(yè)工程師和監(jiān)理工程師的批準。

5 結語

蘭州石化300萬噸/年柴油加氫裝置中的TP321不銹鋼工藝管道，按此進行施工之后，TP321工藝管道焊縫的無損檢測合格率得到了顯著提高，焊接質(zhì)量得到了有效的控制，對裝置的安全平穩(wěn)的運行起到了重要作用。

參考文獻

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