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基于石油化工管道安装新技术的要点分析

2020-01-13

化工设计通讯 2020年12期
关键词:吊架防腐蚀石油化工

张 勇

(辽宁省大连市金普新区逸盛大化石化有限公司,辽宁省大连 116600)

石油化工产业是我国国民经济的重要组成部分,对我国国民经济的发展具有重要意义,很多行业都离不开石油化工产业发展,而管道运输在石油化工产业中发挥着重要作用,石油与天然气通过管道运输可以大大提高运输效率,简化工艺流程和减少能耗,而管道的安装在很大程度上决定了石油的运输质量、运输安全与运输效率,所以对于石油化工管道的安装,国家、企业以及施工人员都要予以一定程度的重视,要想提高管道的安装质量,从而保障油气运输的安全性,必须要加强对新技术的使用,利用技术创新来防患未然,减少后续工作中的一系列问题也是未来石油化工产业发展的必然趋势。

1 石油化工管道安装的复杂性分析

1.1 材料与安装对象具有复杂性

首先,管道管件本身的类型具有复杂性,除了直管与弯管等管件类型,用于管道连接的相关配件也具有复杂性,管道变径时的相关配件、接头用的配件,为了达到控制油气输送的目的还要用到各种类型的阀门,为了减少冷热交替给管道造成的影响还要用到膨胀节,此外,管路上用于与各种仪器仪表相连接的接头也类型繁多,在管道安装过程中还要考虑各种配件的各种材质,管道安装过程中需要用到的各种元件与配件的规格与质量都是相当复杂的,选择与应用难度很大。

1.2 安装过程的复杂性

油气管道的线路具有复杂性,与管道线路相关的支撑系统复杂,在安装过程中所用到的支吊架结构又多,这些都增加了管道安装过程的难度。

1.3 管道安装的紧密性要求比较高

为了防止油气泄漏,管道与管道之间一定要连接得够紧密,这就要求施工人员不仅要操作熟练,对管道与管道之间连接的紧密程度有所了解,还要掌握一些先进的焊接与其他连接技术。

1.4 施工环境的复杂性

石油化工管道工程跨越我国大多数的省份,而我国幅员广阔,为此施工气候条件、施工的土地条件一定会随着施工地点的变化而变化,所以说石油化工管道安装的施工环境复杂,如果施工人员不能够根据施工环境的变化而相应的改变施工方式,一定会因为环境的不同而影响施工质量。

2 石油化工管道安装新技术要点

2.1 管道焊接新技术要点

石油化工管道的焊接操作新技术的控制要点主要包括定位焊、不锈钢管道焊接、异种钢管道焊接和焊接无损检测软件化管理。

石油化工管道的分布区域十分广泛,运输距离较长,影响因素较多,导致管道本身经常会出现这样那样的问题,为此,一定要加强管道焊接的强度,其中定位焊技术可以在很大程度上保证焊接质量,从而减少管道事故的发生,采用定位焊技术进行操作的施工人员要求持有焊工证,焊接材料最好选择与根部焊道相同的材料,焊缝长度最好保持在10~15mm,焊接厚度控制在2~4mm,同时焊缝厚度不要超过壁厚的三分之二且焊缝要保持光滑,不要有裂痕。

在进行不锈钢管道焊接时,首先要保证焊透和熔合条件的良好,在焊接方式的选择上可以采用小线能量、短电弧、不摆动或摆幅度小的操作方法。为了保证焊接质量,可以进行多层焊接操作,要注意在进行下一层的焊接时要保证前一层的焊接温度已经小于10℃,同时在进行下一层的焊接之前要清理好焊接表面的杂质,保持焊接表面的光滑,从而进一步加强焊接强度。

在进行异种钢管道焊接时,要选择合适的焊接材料,如果是在铬钼耐热钢与碳素钢或不同钢号的铬钼耐热钢之间进行异种钢焊接接头焊接,焊接材料的选择原则应该是就低不就高,也就是说,要根据合金含量小的钢材来选择焊接材料。对于有预热要求的异种钢管道焊接,应根据就高不就低的原则来选择预热温度,也就是说结合硬度大一端的钢材来进行预热,预热方式上可以采用电加热的预热方式,在预热过程中,坡口两侧的预热应保持均匀,预热范围应该是大于等于三倍壁厚,对于容易产生裂纹的材料要适当提高标准。

对于一些大型的石化装置管道,可以加强对焊接检测软件的应用,因为这样的大型管道焊接量巨大,单靠人力的话很难做好焊接管理工作,对焊接质量进行很好的控制。随着网络信息技术的发展,可以通过软件来提高焊接管理的软环境,在实施过程中,会有专门的技术人员来辅助施工人员进行焊接操作,从而实现焊接完成量与质量的控制。在这一过程中,要注意保证管线号、焊缝编号、焊工号、焊接日期、施工班组等信息的准确,然后再将这些信息输入计算机,再由监理公司完成焊缝外观检查、指定无损检测焊口号信息输入计算机,无损检测单位最终将无损检测结果输入计算机。

2.2 管道防腐新技术要点

在了解管道防腐新技术要点前,首先要清楚管道为什么会被腐蚀。首先,管道被腐蚀同管道本身的材质有关,当前我国的油气管道材质仍然以金属为主,金属容易被氧化,但凡暴露在空气和水中,就会产生一系列的化学反应产生铁锈,在铁锈的作用下管道的腐蚀程度将会越来越严重。再加上管道内部、管道接口处等位置本身采取的防护就相对薄弱,就很容易发生泄漏与穿孔,从而影响油气运输。此外,管道通常是埋在土里,土壤中的杂质和微生物同样会影响管道,此外,在管道安装的时候一定要避免管道被地下水侵蚀,但是地下水位是会变化的,一旦因为自然原因地下水位升高,就会严重腐蚀管道,所以必须要采用新技术来缓解管道的腐蚀,从而减少管道腐蚀对油气运输的影响。

对于管道的防腐,主要有两种思路。一种是利用介质将管道与完成管道腐蚀的因素与环境隔离开来,由此达到防腐的目的,可以通过涂层防护技术来实现这种思路;另一种思路是加强内外管道本身的防腐能力,现在可以通过钢塑复合管防腐蚀工艺来实现。

涂层防腐技术又分为有机防腐蚀涂层和无机防腐蚀涂层,沥青等有机材料本身就具有很好的耐酸碱和耐腐蚀性,因此常被当作有机防护涂层来使用,最早被当作管道有机防腐蚀涂层的材料就是沥青,这种材料不仅具有良好的防水、防酸和防碱性,还具有绝缘性能,比较特殊的是,沥青还具有黏性,所以可以将它牢固的黏在金属管上,沥青作为管道有机防腐涂层不足之处在于机械强度不够,遇热容易变软改变性质,还容易老化,在应用广泛的同时具有一定的局限性。为此出现了能够代替沥青的环氧涂层,同传统的管道有机防腐蚀涂层相比,这种涂层具有更好的防腐蚀性,主要是由环氧树脂和固化剂等组成,黏结力也很强。无机防腐蚀涂层包括陶瓷涂层、搪瓷涂层和热喷玻璃涂层等,同有机防腐蚀涂层相比,不仅具有不错的耐酸耐腐蚀性,同时耐高温能力与抗老化能力也比较强。其中搪瓷涂层作为近些年来新兴起的异种管道防腐蚀涂层,它具有极强的抗酸抗腐蚀性,可以抵抗除了氢氟酸以外的各种酸性腐蚀物质,耐盐性能也要高出其他涂层。近些年来还出现了将搪瓷涂层技术与热喷技术结合起来的热喷玻璃涂层,这项技术是当前最好的管道抗腐蚀技术,不仅抗腐蚀能力强,还可以有效地降低液体运输时的耗能。

为了更好地做到管道抗腐蚀,尝试着将普通的碳钢管和热塑性塑料管结合起来发明了钢塑复合管防腐蚀工艺,这种工艺使得管道防腐涂层结构更稳定,耐腐蚀性也更好,虽然两种材料很难完全融合,但是这项技术始终在不断成熟,经过发展工艺的稳定性有所提升,为了避免出现鼓泡、皱和不耐负压等不良现象,施工团队可以使用钢骨架塑料复合管技术、钢丝编网并高速点焊技术等新技术,从而提高工艺的稳定性。

2.3 阀门管道安装新技术要点

阀门安装也是管道安装工程的重点,相关施工人员在安装阀门的时候一定要按照有关规定来操作,熟悉管道阀门安装的技术要点,从而提高阀门工艺的安全性。对于重量比较大的阀门,在安装之前要先设计施工方案,经过审批之后再进行安装,从而让阀门安装工作更严谨。在安装阀门的时候一定要做好试压工作,不同的阀门压力会有所差异,气压与方向等因素都会影响阀门安装的施工。对于工程的管理人员来说,必须要仔细观察阀门上的编号、标识以及单项阀门的介质流向,严格根据单向阀门的介质流向以及工艺流程图进行安装,并要避免损坏阀门,确保阀门能够做到各司其职。为了进一步保障阀门安装的安全,每个阀门由谁负责一定要做好登记,从而加强工人的责任心,使整体的施工质量得以提升。

2.4 支吊架施工技术要点

在管道安装过程中,必然会使用到支吊架,这项技术同样影响管道的安装质量,当前的新型支吊架的应用效果还不错,比如恒力支吊架、弹性支吊架和限制性支吊架,基本上能够满足当前管道安装的需求,为管道提供更好的稳定性和可靠性。在利用支吊架的过程中,要注重辅助工具的使用,比如可以通过不锈钢垫板来达到防腐的目的,还可以通过运用橡胶垫来辅助复式压缩机及其相关管道的安装。为了减小滑动块的运动摩擦阻力,在使用活动支架和导向支架时可以在滑动块和支撑面之间铺设一层四氟乙烯塑料软垫,从而减少阻力和增加耐温性。在安装支吊架的过程中,如果是在混凝土柱或者是梁上进行安装,应该先凿掉混凝土抹面层再将其固定在吊架根部。如果在安装管道的过程中,运用到了临时支架,一定要做好标记,避免影响正式支架的使用,在管道安装完后及时将其拆除。为了提高工作效率和支吊架的利用率,如果是对几条平行管道同时进行铺设,可以共用同一个托架,但是要注意如果是两条管道的位移方向相反或者是位移距离不等,哪怕是差距很小也不能共用同一支架。在使用恒作用力支吊架时一定要严格按照设计要求来调整支架,在调整完成后,要带满各个连接件的螺杆丝扣,拧紧螺母,避免螺丝松动。在应用弹簧支吊架时,操作之前必须对所有的弹簧组件进行逐一检查并将处于锁定状态的组件进行解锁处理。

2.5 醋酸,纯碱,氢溴酸类介质下的腐蚀问题处理

石化管道多用PTA 装置,随着装置运行的时间越来越长,装置的腐蚀程度也越来越高,这是因为PTA 装置中存在一些腐蚀元素,包括醋酸、四溴乙烷、碱液和氢气等各种流动液体,要想将管道腐蚀所带来的危险最小化,就要在各个关节进行预防、控制与治理,首先要对工艺操作进行优化,从而降低溶剂中Br-对装置的腐蚀作用,可以采取加大洗涤塔的喷淋量来降低废气中的酸含量,还可以减少工艺碱洗的次数来减少碱液的腐蚀作用,通过这些措施可以有效地对下腐蚀状况进行处理。

3 结束语

尽管石油化工管道从规划、设计、安装到运营的每一个阶段都严格按照有关标准来严格执行,还会出现一些管道安全问题,其原因根本在于技术还是过于落后,石油化工管道的安装新技术为管道安全提供了保障,为此,国家与企业必须要加强对新技术的引进与使用。施工人员要熟悉管道安装新技术的技术要点,在管道安装过程中严格按照施工标准来进行施工,避免工作失误,从而保证管道质量,提高管道运输效率。

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