三相分離器質(zhì)量控制及常見問題探討

王長安，劉騰躍

（1.中國石油集團石油管工程技術(shù)研究院，石油管工程重點實驗室，陜西 西安 710077；2.中國石油技術(shù)開發(fā)公司管道分公司，北京 100028）

三相分離器質(zhì)量控制及常見問題探討

王長安1，劉騰躍2

（1.中國石油集團石油管工程技術(shù)研究院，石油管工程重點實驗室，陜西 西安 710077；2.中國石油技術(shù)開發(fā)公司管道分公司，北京 100028）

簡要介紹三相分離器制造工藝和工作原理，詳細闡述了三相分離器質(zhì)量控制要點，最后對三項分離器生產(chǎn)制造過程中常見問題進行了剖析并提出了處理方案。

三相分離器;制造;質(zhì)量控制

三相分離器是將原油的油、水、氣進行分離的綜合處理設(shè)備，經(jīng)處理的原油能達到脫油、脫水、除砂的目的而得到純凈的石油。該設(shè)備投資少、工藝操作簡單、便于維護和保養(yǎng)，有利于實現(xiàn)原油處理工藝的密閉。目前，三相分離器在各行業(yè)用途廣泛，已經(jīng)在能源工業(yè)、石油化工產(chǎn)業(yè)、軍工等各大部門發(fā)揮積極作用，因此，對三相分離器進行研究極其重要。

1 三相分離器生產(chǎn)工藝及分離原理

1.1 生產(chǎn)工藝

三項分離器屬于鋼制壓力容器的一種，一般其生產(chǎn)工藝為：原材料入廠復(fù)檢工序→原材料放樣→卷制、校圓→焊接工序→射線檢測工序→劃線開孔工序→安裝內(nèi)件工序→總體安裝工序→熱處理工序（如有）→靜水壓強度試驗工序→防腐防火工序→成品檢驗→成品發(fā)運，其中壓力容器制造階段的主要控制點有5個：材料驗收、無損檢測、開孔劃線、壓力試驗和總體驗收。

1.2 分離原理

三相分離器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，三相分離器工作原理為含有油氣水的原油由入口進入旋流預(yù)分離裝置，大部分氣體經(jīng)頂部捕霧器處理后排出，其余液體有次序的進入流型改進裝置，對流型進行調(diào)整。與此同時，經(jīng)過流型處理后的油滴進行水乳破乳，此后，油水混合物進入穩(wěn)流和聚結(jié)裝置，完成油水氣的三相高效分離。

2 三相分離器質(zhì)量控制

三相分離器的質(zhì)量控制主要包括：原材料質(zhì)量控制、工藝文件質(zhì)量控制、焊接質(zhì)量控制以及外觀質(zhì)量控制，在實際質(zhì)量控制時，應(yīng)加強對原材料的復(fù)驗、工藝文件的審核、底片的評定以及成品外觀的抽查，對于具體工序質(zhì)量控制要點詳見表1。

3 三相分離器常見問題及處理

圖1 三相分離器工作原理示意圖

3.1 在環(huán)焊縫上開孔

在實際生產(chǎn)三相分離器時，經(jīng)常會碰到開孔開在環(huán)焊縫上的問題，這時應(yīng)首先查看圖紙要求，如果圖紙技術(shù)要求開孔應(yīng)不在焊縫上，則應(yīng)該通過設(shè)計單位走圖紙變更程序，如圖紙無要求，則按照GB/T150.3要求[1]，開孔可以開在焊縫上，但是應(yīng)保證在開孔中心開孔直徑范圍內(nèi)的接頭不存在任何超標(biāo)缺陷，必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求對開孔中心開孔直徑范圍內(nèi)的接頭進行射線檢測，以保證不存在任何超標(biāo)缺陷。

3.2 以厚代薄

按照TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定：壓力容器制造或者現(xiàn)場組焊單位對主要受壓元件的材料代用，應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計單位的書面批準(zhǔn)，并且在竣工圖上做詳細記錄[2]。但是實際三相分離器生產(chǎn)過程中，原材料以厚代薄問題經(jīng)常發(fā)生，以厚代薄容易出現(xiàn)以下問題：

（1）材料的變化。原材料鋼板以厚代薄容易造成材料要求的變化，比如使用性能的變化。如表2所示，當(dāng)鋼板厚度從60mm提高至62mm時，鋼板抗拉強度、屈服強度以及伸長率均發(fā)生變化。

表1 三項分離器焊縫控制點

表2 Q345R鋼板力學(xué)性能及工藝性能（圖）

（2）無損檢測的變化。原材料鋼板以厚代薄后，其殼體用鋼板的無損檢測要求可能發(fā)生變化，例如：當(dāng)Q345R的鋼板厚度由36mm提高至38mm時，Q345鋼板超聲檢測合格要求由III級變成II級；當(dāng)Q345R的鋼板厚度由30mm提高至32mm時，其A/B類焊接接頭要求發(fā)生了改變，由僅要求局部射線或超聲檢測變成要求全部100%射線或超聲檢測。此外，原材料以厚代薄后，還會對三相分離器強度、結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力等方面造成影響，同時，以厚代薄設(shè)備的重量也會增加，需要對支座和基礎(chǔ)強度進行重新核準(zhǔn)設(shè)計，因此，在三相分離器實際生產(chǎn)制造時，以厚代薄并不代表以高級別代替低級別。而是要根據(jù)實際工況、具體設(shè)備及結(jié)構(gòu)等進行計算，以保證三相分離器的運行安全。

3.3 煤油滲漏試驗代替盛水試漏

油、水室是三相分離器最為重要的腔體，保證其密封性能是實現(xiàn)分離功能的重要保障，一般技術(shù)圖紙均要求水壓實驗前對油水室做盛水試漏，檢查隔板焊縫是否存在泄漏。而工廠經(jīng)常會采用煤油滲漏試驗代替盛水試漏，即在油、水室隔板外壁焊縫涂粉筆液，待干燥后再于內(nèi)壁焊縫噴或涂煤油2-3次，30分鐘后白粉上沒有油漬為合格，煤油滲漏試驗如圖2所示。

工廠用煤油滲漏試驗代替盛水試漏主要有兩點原因：第一，夏季為生產(chǎn)高峰期，此時由于空氣濕度大，設(shè)備盛水后容易產(chǎn)生水霧，很難及時觀察是否泄漏；第二，如果發(fā)現(xiàn)泄漏，需要放水后再修補，而后再試，這樣消耗相當(dāng)?shù)墓r。但是，盛水試驗?zāi)軌虍a(chǎn)生一定的靜水壓，模擬了實際工況，這也是對設(shè)備密封性的一個綜合考量，煤油滲漏無法做到這一點，因此煤油滲漏無法完全取代盛水試漏。正確做法為：每臺設(shè)備都保留煤油滲漏試驗，發(fā)現(xiàn)泄漏點及時修補，而后水壓試驗時先進行盛水試漏，再整體進行水壓試驗，如果遇到天氣惡劣工期緊張等因素，如此安排可以保證產(chǎn)品質(zhì)量并減少返修的難度。

圖2 煤油滲漏試驗

4 結(jié)論

（1）三相分離器制造必須加強材料驗收、無損檢測、開孔劃線、壓力試驗和總體驗收控制。

（2）三相分離器必須從原材料質(zhì)量控制、工藝文件質(zhì)量控制、焊接質(zhì)量控制以及外觀質(zhì)量控制等四個方面加強質(zhì)量控制。

（3）在焊縫上開孔必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求對開孔中心開孔直徑范圍內(nèi)的接頭進行射線檢測，以保證不存在任何超標(biāo)缺陷。

（4）鋼板以厚代薄并不代表以高級別代替低級別。而是要根據(jù)實際工況、具體設(shè)備及結(jié)構(gòu)等進行計算，以保證三相分離器的運行安全。

（5）煤油滲漏試驗不能完全代替盛水試漏，正確做法為每臺設(shè)備都保留煤油滲漏試驗，發(fā)現(xiàn)泄漏點及時修補，而后水壓試驗時先進行盛水試漏，再整體進行水壓試驗。

[1]GB150-2011，固定式壓力容器[S].

[2]TSGR0004-2009，固定式壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程[S].

TE977

A

1671-0711（2016）10（下）-0117-02