VRDS中低压工艺管道施工方案.docx

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VRDS中低压工艺管道施工方案

档案号：

齐鲁炼油改扩建工程

150万吨/年渣油加氢（VRDS）装置

中低压工艺管道施工技术方案

编制：

张冬玲

施工技术审核：

王昌银

质量保证审核：

万荫岭

安全技术审核：

顾维志

审定：

王存廷

批准：

杜振东

中国石化集团第十建设公司

齐鲁炼油改扩建工程项目部

一九九九年六月

齐鲁炼油改扩建工程

150万吨/年渣油加氢（VRDS）装置

中低压工艺管道施工技术方案

建设单位：

审批：

中国石化集团第十建设公司

齐鲁炼油改扩建工程项目部

一九九九年六月

目次

1概述

2施工工序流程图

3管道组成件及支撑件检验

4管道预制

5管道安装

6管道系统试验

7管道防腐绝热

8.质量保证措施

9安全技术措施

10施工劳动力需用计划

11施工技措用料

12施工机具

13交工技术文件

14施工进度计划

1.概述

1.1工程概况

150万吨/年渣油加氢（VRDS）装置是齐鲁炼油改扩建工程中的短平快改造项目之一，操作介质多为高温、高压、临氢、有毒介质，施工高峰集中，施工难度较大。

本装置管道设计分成16个区，目前已收到11个区的图纸，分区情况详见管道分区图（图１）。

新增工艺管道19459.5m，阀门1500多个，拆除量设计未明确，需现场测量确认，并编制专项技术交底。

管道工程量分布见表1。

VRDS装置改造工艺管道工程量统计表

表1

区号

区域名称

安装工程量（m）

材质

延长米（m）

平均管径（mm）

平均壁厚（mm）

1

总管带区

4132.2

0Cr18Ni9Ti

168.5

202.0

8.65

20#

3713.0

99.5

7.5

2

炉反区

4786.9

0Cr18Ni9Ti

95.0

180.8

7.13

20#

3343.5

46.0

4.49

3

高压管带区

2255

0Cr18Ni9Ti

335.0

168.7

7

20#

1499.0

60.9

4.83

20g

53.0

168.0

11

4

急冷油罐区

531

0Cr18Ni9Ti

17.0

114.0

6

20#

514.0

69.2

4.74

5

高压分离区

1076

0Cr18Ni9Ti

157.5

125.6

5.69

20#

621.0

60.0

5.01

6

常压分馏区

1134.5

0Cr18Ni9Ti

114.0

236.95

8.25

20#

1001.0

134.0

6.17

Cr5Mo

1.0

34.0

4.5

7

构-4区

1629

0Cr18Ni9Ti

35.0

179.8

5.5

20#

1596.0

112.6

5.8

8

分馏管带区

1653.5

0Cr18Ni9Ti

60.0

249.4

8.2

20#

1600.0

128.6

6.1

9

低压脱硫区

1044

0Cr18Ni9Ti

31.0

160.3

5.1

20#

1007.0

180.5

7.96

10

脱硫管带区

466

0Cr18Ni9Ti

6.0

34.0

3.5

20#

455.0

180.0

8.1

11

补充氢压缩区

134

20#

29.5

88.3

6.3

注：

12区循环氢压缩机区；13区进料泵区；14区贫氨液泵区；15区急冷油泵区；16区过滤器区。

本装置管道密集，施工空间小，大型机具操作困难，安装高峰集中在1999年9月22日～11月6日，工期紧，任务重，且适逢雨期，为保质保量，安全高效地完成施工任务，特编制本方案．因高压管道施工具要求尚待明确，另行编制专项技术措施。

本方案仅适用于中低压管道施工。

1.2方案编制依据及施工中执行的规范标准∶

（1）中国石化集团北京设计院提供的施工图；

（2）《石油化工剧毒、可燃、介质管道工程施工及验收规范》（SH3501-1997）；

（3）《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）；

（4）《现场设备、工业金属管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ236-82）；

（5）《石油化工高温管道焊接规范》（SH3523-92）；

（6）《阀门检验与管理规程》（SHJ518-91）；

（7）《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收规范》（SH3064-94）；

（8）《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》（HGJ229-91）；

（9）《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GBJ126-89）；

（10）《压力容器无损检测》（JB4730-94）；

（11）《炼油化工施工安全规程》（SHJ505-87）；

（12）《工程建设交工技术文件规定》（SH3503-93）；

（13）《质量程序文件》（QG/P44.0000-98）；

（14）150万吨/年渣油加氢（VRDS）改扩建工程施工组织设计。

2施工工序流程图

施工工序流程图见图2。

3管道组成件与支承件的检验

管道组成件（管子、阀门、管件、法兰、补偿器、安全保护装置等）与支承件必须具备质量证明书或合格证,无质量证明书或合格证,不得入库使用。

3.1管道组成件与支承件的材质、规格、型号、数量应符合设计文件的规定,外观检查应符合下列要求:

3.1.1无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮等缺陷。

3.1.2锈蚀、凹陷及其他机械损伤的深度不应超过产品相应标准允许的壁厚负偏差。

3.1.3螺纹、密封面、坡口的加工精度及粗糙度应达到设计要求或制造标准。

3.1.4产品标识齐全。

3.2管子及管件检验

3.2.1管子、管件在使用前应按单线图核对其规格、数量和标记，并审查质量证明书的内容。

对合金管道、管件应进行光谱检验。

3.2.2不锈钢管道组成件及支承件在储存及施工期间不得与碳素钢接触。

所有暂时不用的管子均应封闭管口。

3.3阀门检验

阀门安装前，对阀门的阀体和密封面，以及有特殊要求的垫片和填料的材质进行抽检，每批至少抽检1件。

合金钢的阀门的阀体应逐件进行快速光

谱分析，并对内件材质进行抽查，每批抽查数量不得少于1个。

若不符合要求，该批阀门不得使用。

3.3.3阀门试验

3.3.3.1下列管道的阀门应逐个进行壳体压力试验和密封试验，不合格者作退库处理：

1剧毒、可燃介质管道（SHA.SHB级）管道的阀门；

2输送设计压力≥1MPa或设计压力<1MPa但设计温度大于186℃的非可燃流体、无毒液体管道的阀门；

3.3.3.2输送设计压力小于1MPa且设计温度为≤186℃的非可燃流体、无毒流体管道的阀门，应从每批中抽查10%,且不少于1个，进行壳体压力试验和密封试验。

当不合格时，应加倍抽查，仍有不合格时，该批阀门不得使用。

3.3.3.3阀门壳体试验压力为公称压力的1.5倍，停压5min,以壳体填料无渗漏为合格，试验介质为工业水。

不锈钢阀门液体压力试验时，水中氯离子含量不得超过100mg/L.

3.3.3.4阀门密封试验介质为水时，试验压力为阀门公称压力的1.1倍；试验介质为气体时，试验压力为0.6MPa。

液体采用洁净工业水，气体采用压缩空气。

做密封试验时，阀门密封试验最短保压时间按表2执行。

阀门密封试验最短保压时间

表2

公称直径

DN（mm）

最短保压时间（s）

蝶阀

止回阀

其它阀

≤50

30

120

30

60～150

60

120

120

200

60

120

240

250～300

120

120

240

〉350

120

240

240

进行密封试验时，没规定介质流向的阀门（如闸阀、球阀、蝶阀等）应分别沿每端引入介质和施加压力；规定介质流向的阀门应按规定介质流向引入介质和施加压力；止回阀类应沿使阀瓣关闭的方向引入介质和施加压力。

进行密封试验时，在保压时间内，阀瓣、阀座、静密封面和蝶阀的中间轴处不允许有可见的渗漏，阀门结构不得损伤。

在保压时间内通过密封面的允许泄漏量应符合下表规定。

密封面的允许泄漏量

表3

阀门种类

公称

直径

DN（mm）

非金属弹性材料密封

金属密封阀门

（止回阀除外）

金属密封止回阀

液体试验

（滴/min）

气体试验

（气泡/min）

液体试验

（滴/min）

气体试验

（气泡/min）

≤50

无可见渗漏

0

0

96

465

80

12

72

153

744

100

12

72

192

930

150

12

72

288

1395

200

20

120

384

1860

250

20

120

480

2325

300

20

120

576

2790

350

28

168

672

3255

3.3.3.5安全阀按设计文件规定的定压值进行调试，允许偏差为±3%。

调试介质优先采用氮气，调试时压力应稳定，每个安全阀启闭次数不少于3次。

要求起跳压力明显，无前漏、后漏现象。

由于安全阀进出口压差较大，不进行壳体压力试验，密封试验时，压力小于定压值不得泄漏，可在安全阀出口贴纸进行目测。

试验过程中建设单位和车间代表应在现场监督确认。

3.3.3.6压力试验和密封试验均合格的阀门，及时排净内部积水，并吹干，关闭阀门，封闭进出口，按规定做好标记，并填写阀门试验记录。

3.3.4螺栓、螺母的螺纹应完整、无划痕、毛刺等缺陷，螺栓螺母应配合良好，无松动或卡涩现象。

合金螺栓、螺母应进行快速光谱分析,每批抽检５％，且不少于１件。

3.3.5法兰密封面、八角垫、缠绕垫不得有径向划痕、松散、翅曲等缺陷,石棉垫表面应平整光滑,不得有气泡、分层、折皱等缺陷。

4管道预制

该工程停车改造时间短,且设计院绘制的单线图滞后，故需提前自行绘制单线图,确定拆除的准确位置，停车前，中低压管道预制深度达70%以上，合理选择自由段和封闭段,封闭段以现场实测值为准。

4.1管子切割和坡口加工

4.1.1管子切断前应移植原有标记,不锈钢钢管严禁使用钢印。

4.1.2碳素钢管、合金钢管宜用机械方法切割，当采用氧乙炔焰切割时,必须保证尺寸正确和表面平整,并用磨光机磨去热影响区。

4.1.3不锈钢管应采用机械或等离子方法切割,不锈钢管采用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片，不得与碳钢管用工具混用。

4.1.4镀锌钢管宜用机械方法切割。

4.1.5管子切口质量应符合下列规定:

4.1.5.1切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。

4.1.5.2切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%,且不得超过3mm。

4.1.6坡口加工

碳钢、合金钢管道可用氧乙炔焰加工,不锈钢管道用等离子加工，但必须用磨光机磨去热影响区。

坡口加工完毕,要检查坡口表面质量,以保证焊接质量。

坡口形式见图3。

图2管道坡口形式

4.2焊口的组对

4.2.1焊口组对按轴测图进行,对口应做到内壁平齐,其错边量要求为:

4.2.1.1SHA级管道为壁厚的10%,且不大于0.5mm.

4.2.1.2SHB级管道为壁厚的10%,且不大于1mm.

4.2.1.3其它级别不宜超过壁厚的10%,且不大于2mm.

4.2.2不同壁厚的焊口组对，见图4。

①内壁尺寸不相等②外壁尺寸不相等③内外壁尺寸均不相等

图4不同壁厚的焊口组对形式

4.2.3承插焊口的组对，见图5。

图5承插焊口的组对形式

4.2.4焊缝位置要求

4.2.4.1焊缝位置应避开应力集中区,不允许有丁字型焊缝。

4.2.4.2直管段上两对接焊口间距大于150mm。

4.2.4.3焊缝距离弯管（不包括压制）起弯点,不得小于100mm。

4.2.4.4卷管的纵向焊缝应置于易检修的位置,且不宜在底部。

4.2.4.5环焊缝距支、吊架净距离不应小于100mm.。

4.2.4.6不宜在管道焊缝及其边缘上开孔,否则被开孔周围一倍孔径范围内的焊接接头,应进行100%射线检测。

4.3焊口的定位焊

定位焊要求与正式焊接工艺要求相同,定位焊长度一般为10～15mm,高度为2～4mm,且不超过管壁厚的2/3,焊肉不应有裂纹等缺陷,在施焊第一层前要用磨光机将定位焊焊肉两侧磨成缓坡形。

4.4管道的焊接

焊接在管道施工中是非常重要的工序,它直接影响管道施工的质量,要对其高度重视。

焊条型号和规格选用应严格按焊接工艺评定执行。

焊接前要检查、修正焊口间隙、错边量、角变形等；焊接作业期间要认真检查其焊接工艺是否合适；注意自然环境对焊接作业的影响,焊后检查焊缝表面质量,及时作出质量评定,并按要求进行无损检测。

4.4.1焊接方法的选择

4.4.1.1SHBⅡ级及其以上级别的管道：

DN50以下的（不包括DN50）承插口采用手工电弧焊,对接口采用氩弧焊；DN50以上的焊口采用氩弧焊打底,手工电弧焊盖面。

挖孔三通也采用氩弧焊打底,手工电弧焊盖面。

4.4.1.2其它级别的采用手工电弧焊。

4.4.2焊材选用及工艺要求见表4。

焊材选用及工艺要求

表4

钢种

材质

焊丝

焊条

焊条烘干温度

保温温度℃

预热温度℃

层间温度℃

焊后热处理

碳

钢

20#

20g

.

Q235

TGS-50

TGS-51T

E4316

J507

E4303

300～350℃×1h

350～400℃×1h

（120～150）℃×1h

100～150

不用

300

根据工艺介质定，另行交底。

不

锈

钢

0Cr18Ni9Ti

TGS308

A137

A132

300～350℃×1h

150～200℃×1h

100～150

不用

150

合金钢

Cr5Mo

TGS-5CM

250～300℃

150

750～780℃

4.4.3焊接注意事项

4.4.3.1焊接前焊接工艺评定应合格并制定相应焊接工艺卡。

4.4.3.2焊工应持有相应类别钢种和位置的合格证,否则不得从事焊接工作。

4.4.3.3.焊材应有合格证。

焊条必须按规定烘烤合格后方可使用.每名焊工必须配备焊条保温筒,随用随取。

焊条从烘干箱取出后,立即放入保温筒,并盖封好

4.4.3.4不锈钢管道焊接前,坡口两侧各100mm范围内,应涂白垩粉或其它防粘剂。

4.4.3.5当对螺纹接头采取密封焊时,外露螺纹应全部密封.

4.4.3.6机组的循环油、控制油、密封油管道,当采用承插焊时,承口和插口的轴向不宜留有间隙。

4.4.3.7不得在焊接件表面引弧或试验电流,不锈钢及Cr5Mo焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。

4.4.3.8在焊接中,一条焊缝应一次焊完。

收弧时应将弧坑填满,多层焊的接头应相互错开。

4.4.3.9铬镍奥氏体钢,在保证焊透的条件下,应选用小的工艺规范参数和多层多道焊的工艺,层间温度不宜过高。

为防止合金元素烧损,必须尽量缩短电弧,以直线前进为好，且收弧处宜用砂轮打磨,防止残留裂纹。

4.4.3.10雨天、风速8m/s（氩弧焊时风速2m/s）,或相对湿度90%时停焊。

4.4.3.11焊接完毕后,应及时清理焊缝表面的熔渣及附近的飞溅。

4.5管道焊接检验

4.5.1外观检查

4.5.1.1焊缝外观应成形良好,宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜；角焊缝的焊角高度应符合设计规定,外形应平缓过渡。

4.5.1.2焊缝外表面不得有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、飞溅存在。

4.5.1.3不锈钢和Cr5Mo钢管焊缝表面不得有咬边现象。

20＃、20g管道焊缝咬边深度不应大于0.5mm,连续咬边长度不大于100mm,且焊缝两侧咬边总长度不大于该焊缝全长的10%。

4.5.1.4焊缝余高△h10.2b（b为焊缝接头组对后坡口的最大宽度mm）,且不大于3mm。

外观检查合格后,对每名焊工的同材质、同规格管道焊口按规定比例进行无损检测。

4.5.2无损检验

对接焊缝的无损检验采用x射线探伤的方法，探伤比例及合格标准见表5。

无损探伤比例及合格标准

表5

管道级别

设计条件

检测比例

（%）

合格标准

JB4730—94

（RT）

压力

（MPa）

温度

（℃）

SHA

——

——

100

Ⅱ

SHB

Ⅰ

≥4

400

100

Ⅱ

≥4

－29～400

20

Ⅱ

∠4

400

Ⅱ

∠4

－29～400

10

Ⅱ

Ⅱ

＿

＿

5

Ⅲ

其它

>1.0

5

Ⅲ

＞400

5

Ⅲ

角焊缝采用渗透检测，抽查比例为：

SHA级不少于30%；SHBⅠ不少于10%；SHBⅡ不少于5%．

4.5.3焊缝检查后的处理

4.5.3.1对外观检查不合格的焊缝应进行返修和补焊。

4.5.3.2同一管线的焊接接头抽样检查，若有不合格时，应按该焊工的不合格数进行加倍抽查，仍有不合格，则应全部检查。

4.5.3.3不合格焊缝同一部位的返修次数，非合金钢管不得超过３次，其余钢种管道不得超过２次．

.4.5.3.4ＳＨＡ级管道的焊缝编号、焊工号、焊接日期、返工情况、活动口或固定口，应标注在单线图上。

4.5.4焊后热处理

焊后热处理范围及要求待定，在设计确定热处理范围后，另行编制专门的技术措施。

5管道的安装

管道预制完毕应在地面将其装配成组合件，对安装时不需要焊接的组合件，可在地面进行压力试验，以减少不必要的高处作业。

管道安装前要检查安装条件是否具备，条件具备后，可进行管道的安装。

5.1安装要求

5.1.1管道安装按管道平面布置图和单线图进行，重点注意标高、介质流向、支吊架型式及位置、坡度值、预拉值、管道材质、阀门的安装方向；管道安装原则按先公用工程后工艺物料配管,先管廊后设备配管,先大管后小管,先主管后伴管的顺序进行。

在施工中若出现管线相碰,尽量减少高压管道的修改,避免受材料影响而造成施工进度的减慢。

5.1.2管道安装时,不宜采用临时支吊架,更不得用铁丝、麻绳、石块等作为临时支吊架,须安装正式支吊架。

管架制安严格按图进行,特别是热力管线和机器出入口管线,未经设计书面同意严禁变动其型式或规格、材质。

支吊架焊接同正式焊接施工工艺,焊肉要饱满,焊接完毕须经检查人员检查合格后,方可安装。

5.1.3管道安装时,不允许给设备（特别是传动设备）以附加应力。

5.1.4固定口可采用卡具来组对,但不得采用强力对口、加热管子、加置偏垫或多层垫片等来消除接口端面的过量空隙偏差、错口、不同心度等缺陷,若有这样的缺陷应查明原因进行修改。

固定口需充氩气保护焊时,采用可溶性纸预先贴入固定口两边的管内,以节约氩气用量。

5.1.5垫片使用严格按设计图进行,不得混用。

垫片周边应整齐,尺寸与法兰密封面相符,偏差允许范围（平面型）：

垫片尺寸允许偏差（mm）

表6

公称直径

内径允许偏差

外径允许偏差

∠125

+2.5

-2.0

≥125

+3.5

-3.5

5.1.6法兰连接必须用同一规格螺栓,安装方向一致,紧固后的螺栓与螺母宜平齐，并涂指定油脂。

因螺栓规格比较多，需照图施工，不得用乱。

高温螺栓在试运时要分次热紧。

5.1.7不锈钢管道与碳钢支吊架之间,要垫入氯离子含量不超过50ppm的橡胶石棉垫,以防止不锈钢因渗碳而腐蚀。

5.1.8对压缩机出口管、换热器出入口管、蒸发器出口管等,在安装时应尽可能考虑管道的自我补偿能力。

5.2管道安装允许偏差

管道安装允许偏差见表7

管道安装允许偏差

表7

项目

允许偏差

坐标及标高

15mm

管子水平度

公称直径>DN100

1.5L/1000,且不大于20mm；

公称直径≤DN100

1.0L/1000,且不大于20mm

立管垂直度

5L/1000,且不大于30mm

成排管道间距

15mm

5.3高温管道安装

5.3.1高温管道不得变动其安装位置与尺寸,若有变更时,必须有设计部门的变更通知单。

5.3.2.支吊架按要求加置木块、软金属垫、石棉板、热垫等垫层时,不要随意取消垫层。

5.4与传动设备连接的管道安装

5.4.1传动机器进出管要严格清理内部,油系统管道,具体清理方法可采用喷砂法和酸洗法,朝上的机器口法兰处要夹一层铁皮，水平或朝下的机器口法兰处夹一层铁皮或石棉板,并做好详细记录,管道安装前不要预先打开法兰的保护罩。

5.4.2应先从机器侧开始安装管道,先装管道支架,管道的重量和附加力矩不得作用在机器上。

管道的水平度或垂直度应小于1mm/m。

5.4.3固定口应选定在远离机器管口的位置。

5.4.4管道安装完毕后,拆开机器进出口法兰螺栓,在自由状态下,检查接口法兰平行偏差、径向位移及间距允许偏差如表8。

法兰平行偏差、径向位移及间距允许偏差表8

机器旋转速度

（r/min）

平行偏差（mm）

径向偏差（mm）

间距（mm）

∠3000

≤0.40

≤0.80

垫片厚+1.5

3000～6000

≤0.15

≤0.50

垫片厚+1.0

>6000

≤0.10

≤0.20

垫片厚+1.0

5.4.5对于国外进口机泵的配管,首先满足供货商的要求。

5.5伴热管安装

伴热管施工时要做到排列整齐、美观、定位可靠。

5.5.1蒸汽伴管应从被伴热的物料管或设备的最高点引入,从最低点排出,避免形成袋状,以便凝水能自泄排尽。

5.5.2管道或设备上的仪表一次件伴热时,应从自身伴热线上引出。

5.5.3伴热蒸汽必须从蒸汽总管上部引出,高于蒸汽总管的水平伴管应坡向蒸汽总管。

5.5.4蒸汽伴管的直管部分,每隔20m应设有膨胀圈。

5.5.5蒸汽伴管累计总长度的最大值如表9

蒸汽伴管累计总长度的最大值（m）

表9

蒸汽压力（MPa）

钢管

累计垂直管升高值

3/4"

1"

0.2-0.4

45

70

3

0.4-0.7

50

75

3.5

0.7-1.0

60

80

4

5.5.6伴管应用镀锌铁丝进行绑扎固定,若主管为不锈钢材料,绑扎处与伴管间应垫一块石棉板,弯管处的绑扎3-5处;直管部分绑点间距如表10。

蒸汽伴管直管部分绑点间距

表10

伴管公称直径

绑点间距（m）

3/4"

1.5

1"

2.0

5.6阀门的安装

5.6.1阀门在安装时处于关闭状态,但焊接阀门在焊接时不应关闭,对焊接头宜采用氩弧焊打底,防止焊渣划伤密封面。

5.6.2有流向要求的阀门,安装时注意阀门上的方向与工艺要求一致。

5.6.3阀门手轮方向施工图未注明的，以方便操作即可,但手轮不宜朝下。

5.6.4升降式止回阀、旋启式止回阀安装位置和方向应符合设计要求。

5.6.5安全阀最好在系统试压吹扫合格后，经调校合格进行安装，安装倾斜度不得超过0.5‰。

5.6.6安全装置安装完毕后，要进行共检，共检人员：

建设单位代表、车间代表、施工单位代表，共检合格后，填写记录并签字盖章。

6管道系统的试验

因VRDS装置为改造装置，