空分裝置氧氣管道的施工

張志良

我在2005年2月到2008年10月間參與了湖南岳陽(yáng)煤氣化工程的48000標(biāo)立空分裝置和福煉一體化兩套40000標(biāo)立空分裝置工藝管道施工技術(shù)管理工作，對(duì)空分裝置的氧氣管道的施工有了一定的認(rèn)識(shí)。以上裝置均采用LINDE公司的技術(shù)，管道材質(zhì)為304L和00C r19Ni10，主要口徑為DN250和DN200。

氧氣在煉鋼廠、化肥廠等工廠應(yīng)用廣泛。氧氣有助燃的作用，如管道內(nèi)的油脂含量超標(biāo)或雜質(zhì)過(guò)多就有可能在氧氣管道內(nèi)燃燒乃至發(fā)生爆炸。所以氧氣管道施工的重點(diǎn)為控制管道內(nèi)的油脂含量和清潔度。以下的各個(gè)施工步驟都圍繞這兩個(gè)重要控制點(diǎn)進(jìn)行。

一氧氣管道的材料檢驗(yàn)：

1、管道組成件及管道支承件必須具有制造廠的質(zhì)量證明書，其質(zhì)量不得低于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2、管道組成件及管道支承件的材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)、質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，并應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，不合格者不得使用

3、管子、管配件和閥門等材料應(yīng)在制造廠內(nèi)脫脂合格并應(yīng)有合格報(bào)告

4、管子、管配件和閥門等材料到場(chǎng)后應(yīng)對(duì)管道內(nèi)部清潔度進(jìn)行抽檢，清潔度要求應(yīng)符合林德標(biāo)準(zhǔn)LB 141-74要求。

5、閥門試驗(yàn)應(yīng)采用無(wú)油氣體作為試驗(yàn)介質(zhì)，閥門密封面不得抹防銹油。

6、管子、管配件和閥門等材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)及時(shí)封口，不得使污染物進(jìn)入內(nèi)部。

二、管道加工

1、管道切割應(yīng)采用機(jī)械加工或等離子切割

2、采用機(jī)械加工時(shí)內(nèi)外表面容易受到切割時(shí)的油污染，在接下來(lái)的脫脂工作要處理干凈。

3、采用等離子切割時(shí)產(chǎn)生的煙氣及氧化物容易發(fā)附著在管道內(nèi)表面，不易清除?？刹捎迷谒星懈罟茏樱懈顣r(shí)產(chǎn)生的煙氣及氧化物均在水中，或采用將浸滿水的石棉布伸到切割的部位，注意應(yīng)保證在切割的部位應(yīng)塞滿。采用以上兩種方法均能解決煙氣及氧化物容易發(fā)附著在管道內(nèi)表面的問(wèn)題。

4、切口表面應(yīng)平整，無(wú)裂紋、重皮、毛刺、凸凹、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等。

5、坡口角度應(yīng)控制在30-35度之間

三、管道的預(yù)制焊接及組對(duì)

1焊工應(yīng)選擇焊接技能比較好，合格率比較的焊工。在焊接之前對(duì)每位焊工做一個(gè)試件，考查焊工的焊道根部成形如何，由于焊縫根部余高太高，高速氧氣會(huì)對(duì)其沖刷造成粉塵狀顆粒掉落，積聚在管道內(nèi)有可能產(chǎn)生燃燒或爆炸。選擇焊道根部成形好的地焊工進(jìn)行氧氣管道焊接作業(yè)，而且不得更換。

2、管道焊接時(shí)的背面沖氬保護(hù)工作特別重要，所使用的氬氣的純度必須保證在99.99％以上，不然焊接時(shí)焊道內(nèi)表面氧化嚴(yán)重，影響管道內(nèi)部清潔度。

3、焊接時(shí)焊工應(yīng)密切注意焊道根部的成形情況，如焊縫余高太高，應(yīng)及時(shí)磨除根部焊縫余高不得超過(guò)2毫米。

4、組對(duì)時(shí)應(yīng)結(jié)合單線圖及現(xiàn)場(chǎng)情況預(yù)制，直管段對(duì)直管段不得超過(guò)兩根，以免影響到現(xiàn)場(chǎng)沖氬。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定固定口及預(yù)制口。

5、管道組對(duì)內(nèi)壁錯(cuò)邊量不宜超過(guò)壁厚的10％，且不大于2mm

6、預(yù)制完的管段應(yīng)及時(shí)封口，不得使污染物進(jìn)入管段內(nèi)部

7、應(yīng)做一個(gè)焊接試件，每瓶氬氣在使用前應(yīng)看看氬氣純度是否合格。

四管段的脫脂

1、脫脂劑選用三氯乙烯，不得使用四氯化碳作為脫脂劑。

2、根據(jù)到的管子長(zhǎng)度作一個(gè)脫脂槽，將脫脂劑加到能淹沒(méi)管子的深度，將管子及管配件放入脫脂槽內(nèi)。脫脂中過(guò)程中使管道反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使管道脫脂充分；局部位置，也可采用擦洗脫脂法，浸泡半小時(shí)撈出，晾干后應(yīng)及時(shí)封口，不得使污染物進(jìn)入管段內(nèi)部。

3、長(zhǎng)的直管段可采用鋼絲綁上布頭，放人管道內(nèi)部來(lái)回脫動(dòng)達(dá)到清洗的目的。

4、氧氣管道材料要進(jìn)行油脂抽樣分析。油脂含量符合LINDE技術(shù)要求。與氧氣接觸的管道、管件、附件等表面，其油脂的殘留量不得超過(guò)120mg／m2。

5、采用佛山分析儀廠OCMA—220型油脂分析儀，使用時(shí)按配置標(biāo)準(zhǔn)液、儀器零位標(biāo)準(zhǔn)、量程選擇、量距校準(zhǔn)順序進(jìn)行，管道(件)擦拭表面積應(yīng)符合要求，不得小于計(jì)算面積。

6、脫脂合格后出具脫脂報(bào)告。

五、現(xiàn)場(chǎng)安裝的焊接及組對(duì)

由于現(xiàn)場(chǎng)的氧氣管道長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，而且有不少?gòu)濐^，現(xiàn)場(chǎng)整體脫脂有一定的困難。采用預(yù)制廠脫脂，現(xiàn)場(chǎng)控制焊道附近的清潔度的方法。

所有管段材料應(yīng)盡量在預(yù)制場(chǎng)下料結(jié)束。

打磨坡口時(shí)應(yīng)在管道內(nèi)部加一塊略大于管道內(nèi)徑的厚度為3厘米潔凈海綿塊。防止打磨時(shí)的屑末進(jìn)入管道內(nèi)部。每次打磨完后將海綿塊取出清洗干凈。

為了保證現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)管道內(nèi)部沖氬質(zhì)量，應(yīng)盡量使充氬部分體積小，可采用如下的方法充氬，將厚度為3厘米的海綿塊制作成兩塊比管道內(nèi)徑大3厘米的圓塊，用兩根螺栓分別穿過(guò)海綿塊，兩邊分別加一個(gè)砂輪片，再用螺帽固定住，這樣就做成兩個(gè)隔斷塊，可以相對(duì)隔斷空氣及方便叢管道中取出。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)口時(shí)將一個(gè)海綿塊塞入焊道的一頭，距離焊縫30厘米左右，以免焊接時(shí)將海綿塊烤糊。將另一個(gè)海綿塊塞入焊道德另一端，兩個(gè)海綿塊之間用一根長(zhǎng)度約70厘米鐵鏈連接，鐵鏈外用塑料管套住，以免污染管道。后一個(gè)海綿塊通入氬氣管，再用一根鋼絲連上，以便焊接完后從管道內(nèi)將這兩個(gè)海綿塊拉出。這樣就能使充氬體積達(dá)到盡量小。

現(xiàn)場(chǎng)焊接時(shí)為了充氬的體積小，達(dá)到良好的充氬效果，采取管線的一端倒著干到管道的另一端。為了保證充氬效果，管段不宜超過(guò)10米，以便海綿塊容易從管道內(nèi)拉出來(lái)。

焊接完畢后應(yīng)等焊道冷卻后再將海綿塊拉出，并應(yīng)檢查是否有破損或有遺漏在管道內(nèi)，如有應(yīng)設(shè)法取出。

管道系統(tǒng)上的附屬的小管線隨主管段一起干完。

管道施工時(shí)如遇無(wú)損檢測(cè)不合格需返口時(shí)應(yīng)根據(jù)缺陷的所在位置采取一定的返口措施，如遇根部缺陷應(yīng)小心謹(jǐn)慎。盡量不使返口時(shí)將屑末進(jìn)入管道內(nèi)部。

焊接每道焊口前應(yīng)檢查兩個(gè)管段的清浩度，如不合格應(yīng)重新清洗。

六、管道系統(tǒng)的強(qiáng)度試驗(yàn)

1、氧氣管道強(qiáng)度試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)采用無(wú)油干燥氣體，可選用氮?dú)饣蚩諝狻?/p>

2、試驗(yàn)壓力取管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力的1.15倍，由于高壓氧氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為8.4MPa，試驗(yàn)壓力達(dá)到9.66MPa，壓力比較高危險(xiǎn)性比較高

3、強(qiáng)度試驗(yàn)前應(yīng)組織技術(shù)交底。

4、管道強(qiáng)度試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)立一個(gè)安全閥和一個(gè)緊急排放口，安全閥的起跳壓力為強(qiáng)度試驗(yàn)壓力的1.05倍，且壓力標(biāo)定合格有合格證，如試驗(yàn)過(guò)程中如遇緊急狀況可打開(kāi)緊急排放口釋放系統(tǒng)壓力。

5、試驗(yàn)區(qū)域附近應(yīng)設(shè)置明顯的警戒標(biāo)志，用警戒繩將試驗(yàn)區(qū)域圍起來(lái)，與試驗(yàn)無(wú)關(guān)人員不得人內(nèi)。

6、升壓過(guò)程如下：先將整個(gè)系統(tǒng)壓力升到0.3 MPa進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，檢驗(yàn)合格再升到試驗(yàn)壓力的0.5倍，停壓檢查；合格后再按10％試驗(yàn)壓力升壓，每次升壓停3-5分鐘觀察壓力是否異常變化；最后升到試驗(yàn)壓力，保壓10分鐘，降至設(shè)計(jì)壓力保壓30分鐘，檢查焊道、管道本體、密封面是否有泄漏，如無(wú)泄漏則為試驗(yàn)合格。

7、升壓過(guò)程中如有泄漏，應(yīng)泄壓處理，不得帶壓處理泄露。

8、試驗(yàn)過(guò)程中使用中性發(fā)泡劑混合水檢查焊道密封面。

七管道系統(tǒng)的吹掃

1、管道系統(tǒng)應(yīng)采用干燥無(wú)油氣體吹掃，吹掃壓力應(yīng)在0.4—0.6MPa之間，不得超過(guò)0.6MPa。用爆破的方法進(jìn)行吹掃，即在管道系統(tǒng)在一定壓力下突然釋放壓力，使管道中的雜質(zhì)隨氣流帶走。

2、在管道系統(tǒng)上拆開(kāi)一個(gè)與主管一致的法蘭口，法蘭口上再把上一塊規(guī)格一致的法蘭，中間加石棉板，等管道里面達(dá)到一定的壓力時(shí)，石棉板就會(huì)被吹破，管道內(nèi)的雜質(zhì)就會(huì)被帶出，達(dá)到爆破的效果。

3、石棉板的厚度可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)壓力及管道口徑?jīng)Q定。

4、在爆破區(qū)域附近應(yīng)做警戒標(biāo)志，在爆破區(qū)域應(yīng)用警戒繩圍起，無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入，以免受到損害。

通過(guò)以上的工作程序，湖南岳陽(yáng)煤氣化工程的48000標(biāo)立空分裝置和福煉一體化兩套40000標(biāo)立空分裝置的氧氣管道的施工質(zhì)量是受控的，這也保證了這幾套空分裝置的順利中交，現(xiàn)在這幾套空分裝置都已生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。