石油化工裝置蒸汽管道施工質(zhì)量控制

王立松

中國寰球工程有限公司北京分公司 北京 100020

石油化工裝置的蒸汽管道是熱力管道的一種，指設(shè)計(jì)壓力等于或大于0.1MPa（表壓），公稱尺寸大于25mm 的蒸汽介質(zhì)管道。蒸汽管道輸送的都是高溫、高壓介質(zhì)，具有一定的危害性，所以在管道設(shè)計(jì)、施工、使用各個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。尤其施工過程中要接受檢查、檢驗(yàn)，以保證蒸汽管道的施工質(zhì)量。因此，在蒸汽管道的施工中要嚴(yán)格按照制定好的質(zhì)量控制點(diǎn)進(jìn)行過程控制。

1 蒸汽管道的施工程序

蒸汽管道施工遵循一般管道安裝程序，如圖1 所示。

圖1 蒸汽管道施工工序示意圖

石油化工裝置蒸汽管道施工過程中應(yīng)注意的主要質(zhì)量控制點(diǎn)包括材料質(zhì)量、焊接質(zhì)量、管支架安裝質(zhì)量、試壓和吹掃質(zhì)量等。

2 蒸汽管道的施工質(zhì)量控制

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

在蒸汽管道施工前，要嚴(yán)格審核施工圖紙，仔細(xì)閱讀對(duì)蒸汽管道施工有要求的設(shè)計(jì)文件和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；根據(jù)實(shí)際施工情況編制管道施工方案并履行審批程序，合理確定管線的預(yù)制口、安裝口，并在圖紙上標(biāo)識(shí)清楚。

2.1.2 材料、機(jī)具準(zhǔn)備

根據(jù)圖紙的設(shè)計(jì)要求確定材料、機(jī)具，石油化工裝置中蒸汽管道所用材料一般為P91、P22、P11 等合金鋼材料，并根據(jù)材料所對(duì)應(yīng)的焊評(píng)選擇焊接材料；根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇機(jī)加工設(shè)備，所需機(jī)具一般包括坡口機(jī)、切割機(jī)等。

2.2 蒸汽管道的預(yù)制和安裝質(zhì)量控制

2.2.1 材料檢驗(yàn)質(zhì)量控制

材料檢驗(yàn)質(zhì)量控制是蒸汽管道施工中的第一道質(zhì)量控制，對(duì)保證蒸汽管道整體施工質(zhì)量有著重要的作用。在蒸汽管道預(yù)制前，要對(duì)所用材料進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)分為兩部分，一部分為現(xiàn)場實(shí)物檢查，主要檢查材料的表面質(zhì)量，要求管子和管件有清晰的標(biāo)識(shí)，內(nèi)容包括制造廠的代號(hào)或商標(biāo)、許可標(biāo)識(shí)、材料（牌號(hào)、規(guī)格、爐批號(hào)）產(chǎn)品編碼等，這些都要符合安全技術(shù)規(guī)范及其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并且從產(chǎn)品標(biāo)識(shí)能追溯到產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。對(duì)于設(shè)計(jì)壓力大于10MPa 的管子和管件，外表面應(yīng)逐件進(jìn)行表面無損檢測。另一部分是材料的質(zhì)量證明文件的檢查，主要審查質(zhì)量證明文件的參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，是否為質(zhì)量合格產(chǎn)品。

蒸汽管道上所用的閥門必須在現(xiàn)場做強(qiáng)度試驗(yàn)。但根據(jù)石化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，部分閥門可不進(jìn)行現(xiàn)場壓力試驗(yàn)，前提是必須在閥門出廠前的試壓過程中進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2.2 管道預(yù)制質(zhì)量控制

依據(jù)圖紙下料時(shí)，要根據(jù)石化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)管道坡口進(jìn)行檢驗(yàn)，并做好相應(yīng)的施工記錄。由于蒸汽管道材料的特殊性，管道下料一般采用機(jī)械加工方式，以更好地保證下料的質(zhì)量，如保證坡口表面平整性、減少坡口裂紋的產(chǎn)生、杜絕氧化物的產(chǎn)生、增強(qiáng)下料尺寸的準(zhǔn)確性等，并且減少材料的浪費(fèi)。由于現(xiàn)場制作難以保證施工質(zhì)量，所以要盡量減少管件的現(xiàn)場制作。下完料的管段要及時(shí)進(jìn)行管段標(biāo)識(shí)和材料標(biāo)識(shí)的移植，確保所有材料都能追溯到原始信息。

蒸汽管道的預(yù)制要嚴(yán)格按照管道單線圖進(jìn)行。預(yù)制過程中，管道的焊接工作是最重要的施工步驟。根據(jù)管道材質(zhì)的不同，焊接工藝的選擇也不同，焊接操作要嚴(yán)格按照焊接工藝卡進(jìn)行。目前氬弧焊比較普遍，蒸汽管道大口徑管道焊接一般采用氬弧焊打底，手工焊蓋面；小口徑管道焊接一般直接采用氬弧焊。

蒸汽管線的所有焊縫都必須進(jìn)行外觀檢查，焊縫的圓滿度應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，外形應(yīng)平緩過度，焊縫表面不得有裂紋、氣孔等質(zhì)量缺陷。在完成焊縫表面檢查后，要根據(jù)石化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢測，最終根據(jù)所選用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范判定是否合格。焊縫外觀檢查和無損檢測是管道施工質(zhì)量控制中最重要的一步，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。為了更好地控制焊接質(zhì)量，在蒸汽管道焊接前要對(duì)其作業(yè)班組進(jìn)行技術(shù)交底，確保每位施工班組成員都能熟悉蒸汽管線的焊前、焊中和焊后的相關(guān)要求。

2.2.3 管道安裝質(zhì)量控制

蒸汽管道安裝質(zhì)量直接關(guān)系到管道的試壓、吹掃及運(yùn)行全過程安全，包括管道安裝焊接、管道支架安裝、法蘭面檢查等。

蒸汽管道的支吊架安裝也是質(zhì)量控制的重要一步。支吊架主要分為固定支架、滑動(dòng)支架和彈簧支架三類。管道上的每個(gè)支架都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行安裝，特別是固定支架和彈簧支架的安裝位置一定要經(jīng)過專業(yè)技術(shù)人員確認(rèn)。支架安裝時(shí)滑動(dòng)面應(yīng)平整，不得有傾斜和卡澀情況。由于管道的位移量都在管道應(yīng)力設(shè)計(jì)時(shí)給出，所以現(xiàn)場不需要偏裝，嚴(yán)格按照施工圖紙所給的位置安裝即可。由于石油化工裝置蒸汽管道的溫度較高，所以在運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)“掉炕現(xiàn)象”，為了避免出現(xiàn)這類管支架安裝質(zhì)量問題，在安裝過程中要加強(qiáng)現(xiàn)場檢查，確保每個(gè)支架都是按照?qǐng)D紙施工，不得隨意更改原設(shè)計(jì)方案。

2.3 蒸汽管道的試壓、吹掃質(zhì)量控制

蒸汽管道試壓是檢驗(yàn)管道施工質(zhì)量的最后一步，通過壓力試驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)焊接質(zhì)量、安裝質(zhì)量和設(shè)計(jì)質(zhì)量。蒸汽管道在試壓前要按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，完成準(zhǔn)備工作，具體包括以下幾方面：系統(tǒng)查線、無損檢測核查、材料復(fù)驗(yàn)檢查、設(shè)計(jì)復(fù)核和試壓方案的編審批。系統(tǒng)查線要嚴(yán)格，特別是管道材質(zhì)的在線檢查，在以往承建的石油化工裝置中都會(huì)或多或少的發(fā)現(xiàn)了材料問題，所以在線材料檢查是管道試壓前較重要的一項(xiàng)質(zhì)量控制。

由于蒸汽系統(tǒng)是高壓系統(tǒng)，所以一定要采取有效的安全措施保證試壓安全。蒸汽管道一般以水為試驗(yàn)介質(zhì)，管道的實(shí)驗(yàn)值一般都在管道數(shù)據(jù)表中給出。如沒有給出試驗(yàn)壓力，可根據(jù)石化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范計(jì)算得出，液體壓力試驗(yàn)的壓力值是設(shè)計(jì)值的1.5 倍。當(dāng)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度大于試驗(yàn)溫度時(shí)根據(jù)公式（1）確定。

式中：Pt——試驗(yàn)壓力；

P0——設(shè)計(jì)壓力；

[σ]1——試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力；

[σ]2——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力。

在吹掃過程中，要按照審批完成的吹掃方案進(jìn)行引氣、升溫、降溫等操作，最后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及進(jìn)入設(shè)備的要求。

3 存在的主要問題及整改措施

3.1 超高壓蒸汽管線與設(shè)備口連接處的焊縫易泄漏

措施方法：在超高壓蒸汽管道焊接時(shí)，盡量采用預(yù)留直管段，以便于調(diào)整；先測量設(shè)備焊口與管道焊口的外徑，以確定最佳對(duì)口位置。

3.2 超高壓蒸汽管線與閥門法蘭連接處采用八角墊

措施方法：法蘭面用八角墊密封屬于“硬密封”，安裝時(shí)采用斷線檢查的方法，確認(rèn)八角墊與法蘭接觸面是否為全接觸。

3.3 在石油化工裝置蒸汽管線施工中，容易出現(xiàn)螺栓用錯(cuò)問題

措施方法：為了杜絕這類問題的發(fā)生，在蒸汽管道安裝前應(yīng)對(duì)所用螺栓進(jìn)行再次材料檢驗(yàn)，以降低螺栓用錯(cuò)發(fā)生率。

4 結(jié)論

蒸汽管道系統(tǒng)是高溫、高壓系統(tǒng)，一旦發(fā)生泄漏或爆炸，具有很大的危害性。在蒸汽系統(tǒng)的施工過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件要求，嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，嚴(yán)格控制好質(zhì)量控制點(diǎn)的施工質(zhì)量，并采用合理的施工方法和機(jī)具進(jìn)行施工，確保蒸汽管道施工質(zhì)量和施工安全，為蒸汽管道長周期安全運(yùn)行打好基礎(chǔ)。