淺談鋁鎂合金管道施工中綜合脫脂技術(shù)的應(yīng)用

王智杰

摘要：針對毛烏素沙漠邊緣的榆林市郊區(qū)榆林煤化20萬噸/年醋酸項目中40000m3/h空分裝置的鋁鎂合金管道的管理和施工，總結(jié)出此類施工必須注意事項，作以簡單的闡述說明；同時希望在同類施工中，得以借鑒和推廣。

關(guān)鍵詞：鋁鎂合金 程序脫脂檢驗保護(hù)

一、前言

隨著我國化工行業(yè)的迅速發(fā)展，對大的化工和煤化工企業(yè)的氧氣生產(chǎn)需求量日益增加，同時制氧設(shè)備及氧氣管道的脫脂施工這個環(huán)節(jié)更突現(xiàn)出重要性；因氧氣管道屬于危險類介質(zhì)壓力管道，其壓力高、流速快，稍有不慎，極易發(fā)生燃燒、爆炸事故。對于施工過程管道的保護(hù)及脫脂不徹底導(dǎo)致事故的比例也較高。針對由我單位在毛烏素沙漠邊緣的榆林市郊區(qū)施工的20萬噸/年產(chǎn)醋酸項目40000m3/h空分裝置鋁鎂合金管道在施工中綜合脫脂技術(shù)的應(yīng)用簡單作以下介紹。

本裝置主要有空氣化工產(chǎn)品(中國)投資有限公司和華陸工程科技有限公司兩家共同設(shè)計完成，該界區(qū)內(nèi)的鋁鎂合金工藝管道共計1700米，管徑為DN8~DN1050不等，管件共計170余個，工藝管道設(shè)計壓力為液氧9.5MPa、氣氧11.6MPa、鋁鎂合金管道最高壓力7.93 MPa，氣氧操作壓力為8.7MPa、外送流量為20000~30000m3/h達(dá)到外部對氧氣使用需求；通過本次氧氣管線施工的工序連續(xù)性及較好的運(yùn)行、使用結(jié)果；值得在以后的同類項目中提供依據(jù)并加以推廣。

二、鋁鎂合金管道施工工序及方法

1、施工工序

施工準(zhǔn)備 材料驗收 管道加工 脫脂處理 管道預(yù)制 組對焊接 焊縫無損檢測管道安裝焊接 管道試壓 管道吹掃 鋁管裸冷檢驗 管道保溫 交工驗收

2、主要施工方法

簡要流程：

a．材料驗收

對于進(jìn)入施工現(xiàn)場的材料必須經(jīng)過檢驗合格后才能使用，如在施工中發(fā)現(xiàn)管子、管件的外觀存在以下缺陷：表面粗糙、裂紋、氣孔、夾渣、重皮等必須進(jìn)行100%射線檢測或全部材料進(jìn)行更換；且管道內(nèi)壁存在泥沙、油污等，必須進(jìn)行有效處理方可使用。

b．管道加工

材料出庫 下料號線 號線尺寸復(fù)查 做標(biāo)記 切割 凈料尺寸復(fù)驗 短管、管件及襯環(huán)脫脂 進(jìn)入脫脂工序

為了有效更好的控制組對間隙保證焊接質(zhì)量和其它外觀幾何尺寸，管道加工均采用機(jī)械切割和機(jī)械加工坡口及采用旋轉(zhuǎn)銼和圓盤鋸進(jìn)行開孔處理，采用機(jī)械加工的坡口較標(biāo)準(zhǔn)、對口的間隙容易控制；管道加工這個環(huán)節(jié)至關(guān)重要從材料的下料號線完成后進(jìn)行號線尺寸復(fù)查的環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格控制，為防止預(yù)制好的半成品材料在運(yùn)輸或脫脂的過程中搗混，給安裝過程造成工時延誤和浪費(fèi)，須采用電子刻字筆進(jìn)行圖號、管線號及焊口號的標(biāo)注以便正式安裝時查找；對于切割后的材料進(jìn)行凈料的復(fù)檢是為了保證材料在組對中的幾何尺寸，以免在材料下料過程出現(xiàn)錯誤，從而減少返工和材料浪費(fèi)。

c．管道焊接質(zhì)量控制程序

焊接結(jié)束后,必須對外觀進(jìn)行100%焊縫表面外觀檢查，采用焊接檢查尺測量。進(jìn)行檢查時焊縫表面應(yīng)平滑沒有凹凸，不允許有氣孔、夾渣、裂紋未焊透等缺陷。對焊接縫咬肉深度小于壁厚的5%且不大于0.5mm，焊縫連續(xù)咬邊長度不大于100mm，焊縫兩側(cè)的咬肉總長度不得超過該焊縫長度的10%。

斷續(xù)焊縫長度的允許偏差為0～+10mm，角焊縫的焊角高度的允許偏差為0～+2mm。

管對接焊縫加強(qiáng)高應(yīng)≤2mm，且不得低于母材。

經(jīng)檢查（外觀及內(nèi)部）發(fā)現(xiàn)焊縫有不符合規(guī)范和本方案焊接要求的，必須進(jìn)行返修，同一部位返修不宜超過兩次，對經(jīng)過兩次補(bǔ)修仍不合格的焊縫應(yīng)經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，報AP現(xiàn)場工程師審核批準(zhǔn)。并委派優(yōu)秀焊工采取可靠的技術(shù)措施方可進(jìn)行修補(bǔ)。

焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢驗探傷標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)探傷、評定。焊接質(zhì)量最終目標(biāo)：焊接施工一次優(yōu)良率達(dá)95%以上，一次合格率達(dá)98%以上。

d. 管道脫脂

管道脫脂準(zhǔn)備 堿洗 酸洗中和 水沖洗 氮?dú)饣驘o油空氣吹干 人工檢查 保護(hù) 進(jìn)入預(yù)制工序

管道脫脂的準(zhǔn)備工作相當(dāng)復(fù)雜首先考慮脫脂劑的選用，一般情況下按設(shè)計文件選用，如設(shè)計文件沒有對脫脂劑做具體規(guī)定，可根據(jù)脫脂的材料進(jìn)行選用；同時再選用脫脂劑時如材質(zhì)：AL5083的鋁管也要注意它的化學(xué)成分，以免材料結(jié)構(gòu)遭到破壞而降低了使用性。

化學(xué)成分:AL5083

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn

0.4 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25

該項目的鋁管采用浸泡方法進(jìn)行脫脂處理，首先將加工好的材料標(biāo)注完成后放入不銹鋼籠內(nèi)（圖一），

然后將裝有材料（鋁管、管件、襯環(huán)等）的不銹鋼籠置入盛滿脫脂劑的矩形槽內(nèi)，在含10％燒堿（NAOH）溶液浸泡20~30分鐘后提出，把堿液涳完晾干隨后移至到含12％的硝酸（HNO3）溶液中和15~30分鐘后提出，再用高壓水槍進(jìn)行水沖洗干凈，然后用無油干燥空氣吹干或把鋁管置于貨架上晾干,待用。（圖二）

脫脂現(xiàn)場如有蒸汽條件的情況下最好是將脫脂用的矩形槽內(nèi)通上蒸汽使含10％燒堿溶液和含12％硝酸溶液的加熱到30~40℃這樣脫脂的鋁管效果更佳。

矩形槽的大小應(yīng)以滿足現(xiàn)場的預(yù)制便于安裝的鋁管長度而定的，每一個矩形槽的尺寸一般控制在2米寬、8米長以內(nèi)，同時為了現(xiàn)場施工的連續(xù)性最好把兩個脫脂槽放在一起（見圖二）便于操作，為了減少施工成本，脫脂槽盛燒堿溶液的槽子可采用水泥和墻磚砌筑并加蓋厚塑料布、盛硝酸溶液的槽子可采用6毫米的不銹鋼板制作，置于現(xiàn)場地槽內(nèi)，加并加上防護(hù)欄桿。（圖三）

e. 管道脫脂的檢驗

脫脂后應(yīng)經(jīng)檢驗鑒定應(yīng)根據(jù)脫脂件在生產(chǎn)中的不同作用和因沾染油脂而造成的危險或危害程度，可采用下述任意一種方法進(jìn)行檢驗：

1、用波長3200－3800埃的紫外光檢查脫脂件表面，無油脂螢光為合格；

紫光燈無具體型號要求，但需滿足下列條件：

波長在325-400nm之間

帶有合適濾光鏡的水銀燈或鹵化物燈

其光強(qiáng)度在30cm的范圍內(nèi)，至少為每平方厘米5.0毫瓦。

不得采用熒光燈管

2、用清潔干燥的白色濾紙擦抹脫脂件表面，紙上無油脂痕跡為合格；

3、用無油蒸汽吹洗脫脂件，取其冷凝液，放入一小粒（直徑1毫米以下）純樟腦，以樟腦料不停旋轉(zhuǎn)為合格；

4、不能用上述方法檢驗的脫脂件，可取樣檢查脫脂后的溶劑油脂含量不得超過350毫克／升為合格。

5、用濃硝酸清洗的設(shè)備和管道應(yīng)分析其酸中所含有機(jī)物總量，以不超過0.03％為合格。

6、用溶劑脫脂的脫脂件必須將殘存溶劑徹底吹除直至無溶劑氣味為止。用堿液脫脂者必須用無油清水沖洗潔凈至中性，然后干燥。用蒸汽吹除者，應(yīng)及時將脫脂件干燥。用于沖洗奧氏體不銹鋼的無油水，其氯離子含量不得大于25ppm。

f. 管道脫脂后的半成品保護(hù)

加工好的管子坡口，在管段組對前應(yīng)采取保護(hù)措施。管坡口用塑料管帽及塑料布密封。

經(jīng)過除銹處理后管子加入干燥劑后用管帽密封。

加工完畢的管子螺紋及管端密封面應(yīng)涂油脂（不銹鋼除外）并包塑料布封閉或采取其它保護(hù)措施。

預(yù)制件其管端、管咀、開口處需要封閉保護(hù)，其管帽、塑料膜、膠帶等應(yīng)清潔油脂，否則不得做為封包材料。

對部件進(jìn)行亮光燈或白光燈檢查，應(yīng)該表面無濕氣，無清潔劑殘留物，尤其是那些死角位置的清潔劑殘留物，無腐蝕水垢顆粒等雜質(zhì)。無油漆或涂料，無碳?xì)浠衔锘蛴袡C(jī)物。在紫光燈下檢查沒有碳?xì)浠衔镲@示的瑩光，用脫脂后的清潔布擦拭然后在白光燈和黑光燈下檢查沒有污染物和瑩光顯示。對清洗過的管材用塑料管帽密封，管外表用潔凈的塑料布纏繞；注意防止二次污染。

預(yù)制件未安裝使用前，不論何種材質(zhì)管件均應(yīng)墊置，有序擺放，不得大小混堆；根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況，須將清洗好得管子按材質(zhì)、規(guī)格分開存放在現(xiàn)場臨時搭建庫房。

g．脫脂過程中的安全注意事項及安全技術(shù)措施

1、脫脂現(xiàn)場周圍應(yīng)清除一切易燃易爆物及其它雜物，劃分脫脂專責(zé)區(qū)域，無關(guān)人員不得進(jìn)入。嚴(yán)禁煙火，消除一切可能發(fā)生火花的來源，并設(shè)置“嚴(yán)禁煙火！”、“有毒物品！”、“閑人勿入！”等標(biāo)示牌。脫脂現(xiàn)場必須具有必要的防火、防毒設(shè)施，并定期定員檢查，使之處于良好的備用狀態(tài)。

2、脫脂工作應(yīng)在室外或有通風(fēng)裝置的室內(nèi)進(jìn)行。工作時要加強(qiáng)個人防護(hù)，應(yīng)穿戴工作服、口罩、防護(hù)眼鏡、膠皮手套、圍裙及長筒套靴，必要時應(yīng)戴防毒面具。脫脂場所嚴(yán)禁吸煙或進(jìn)食，并應(yīng)定期檢查脫脂工作地點(diǎn)空氣中的有害物質(zhì)含量，其濃度不應(yīng)超過規(guī)定值：

(見下表)

名稱 最高容許濃度， 毫克／立方米 備注

苛性堿（換算成NaOH） 0.5 易灼傷皮膚

濃硝酸（換算成NO2） 5

3、硝酸能侵害皮膚粘膜。用濃硝酸脫脂的人員應(yīng)穿毛料、絲綢或膠質(zhì)工作服，戴耐酸膠皮手套、防護(hù)眼鏡和夾有小蘇打的雙層口罩，必要時應(yīng)戴防毒面具。

4、苛性堿能腐蝕皮膚粘膜。用堿液脫脂時，操作人員應(yīng)穿戴膠質(zhì)工作服、圍裙、手套、長筒套靴和防護(hù)眼鏡。

5、用濃硝酸或堿液脫脂的現(xiàn)場應(yīng)安裝臨時沖洗水管。當(dāng)酸或堿液滴于皮膚時，應(yīng)立即用清水沖洗凈，不得搓揉。

6、濃硝酸是一種強(qiáng)氧化劑，與有機(jī)物、松節(jié)油、水、有機(jī)織物接觸即自燃，燃燒時產(chǎn)生過氧化氮等有毒氣體。貯存時必須將容器封嚴(yán)，防止受潮、漏損，且應(yīng)專設(shè)庫房，并與有機(jī)物、可燃物、酸類及其它氧化物隔離。

7、應(yīng)防止脫脂劑濺出和溢到地面上。溢出的溶劑應(yīng)立即用木屑、砂子等將其吸干并和脫脂用過的織物一起收集在專用的密閉金屬容器內(nèi)，但對溢出的酸，堿應(yīng)立即用大量的水沖洗至中性。

8、把溶劑從一個容器倒入另一個容器時應(yīng)在露天，且穿戴好防毒面具等防護(hù)用具后，方可進(jìn)行。

9、嚴(yán)禁不同的溶劑混合和不按適用范圍使用。

10、脫脂殘液及污物的排放，必須按《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》GBJ4－73的規(guī)定執(zhí)行。

11、脫脂現(xiàn)場必須加強(qiáng)管理和保衛(wèi)，以免發(fā)生意外事故。

h. 管道脫脂后的安裝

安裝過程在此不做詳細(xì)介紹，但標(biāo)準(zhǔn)必須執(zhí)行相關(guān)的管道施工、驗收規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；同時，應(yīng)注意鋁鎂合金管道在安裝過程中嚴(yán)禁使用一般的大錘或榔頭敲擊，通常宜采用橡膠錘；并應(yīng)注意在施焊過程中，采用防火材料（如：潔凈的防火帆布）覆蓋施焊位置下方及附近管道，避免管道表面損傷。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。