郭勤智

中国核工业第五建设有限公司 上海 201512

空分装置对管道的清洁度要求很高，无油、无水，比如氧气管道的清洁，氧气有助燃作用，管道内的油脂含量超标或者杂质过多就有可能在氧气管道内燃烧乃至发生爆炸，所以空分装置管道施工的重点应该控制管道内部的油脂含量和清洁度。我们通过对福建LNG冷能空分项目管道清洁度的控制，形成了一套完善的方法，在这个装置管道施工中严格执行，保证管道清洁度，项目在试车期间也开创了工艺管线不吹扫直接开车的先例，同时也表明了我们掌握了管道清洁施工的方法，为同类装置施工积累了丰富的经验。

1 概况

空分设备的脱脂清洗，就是为了去除部件表面的油脂，以达到符合标准规定的表面油脂残留量的要求。标准所规定的残油量越低，对清洗设备的要求也将越高，清洗工艺也将更繁琐，劳动强度、清洗成本均将大幅度提高。油及油脂含量国内、外标准对油及油脂含量的要求不太相同。国外一些标准根据不同的设备种类，将清洁度要求分为四个不同等级，要求油及油脂含量控制在50-1500mg/m2范围内；我国JB/T6896—2007行业标准规定：凡与氧气接触的零件表面及运转中残油可能带入氧气的零件表面，油脂的残留量不得超过125mg/m2[1]。

按照JB/T6896—2007规定，凡与氧接触的零部件表面，及在运转中残油可能带入与氧接触的零部件表面，油脂的残留量要符合下表1一类和二类的规定；介质为除氧以外气体（如氮气、氩气等）的设备、管道及其零部件表面的油脂残留量要符合下表1三类的规定。

表1 空分设备表面油脂残留量

在福建LNG冷能空分项目，根据图纸设计要求，工艺管道清洁度分为三个等级，SC级、B级、AA级三种。验收标准为4WP1-SW70001SC级别验收标准、4WP1-SW70002B级别验收标准、4WP1-SW70003氧气清洗（AA级）标准。以上标准均为美国空气化工产品标准。

2 清洁采用的方法

空分设备禁油零部件的脱脂清洗就是通过物理或化学的方法，选用适当的清洗剂通过特定的清洗工艺对其表面进行处理，保证其表面有机物的浓度控制在爆炸极限以下。这是空分设备安全运行的必要措施，经表面处理后，还要经严格的检查与检验，才能投入使用。在空分系统中，清洗起到防爆的作用，是空分系统中不容忽视的、至关重要的一环。制造空分设备所使用的材料多种多样，既有不锈钢制品，又有铝及其合金，铜及铜合金制品。外形尺寸相差很大，对清洗精度的要求也不一样。因此，我们针对不同的工况采用不同的清洗剂制定了不同的清洗工艺，但产品的最终清洗一般均采用四氧化碳浸泡或擦洗，以符合表面油脂残留量≤125mg/m2的行业标准。那么残油量≤125mg/m2是怎么样的一个概念呢？直观的说就是在一平方米大的平面上，只要滴上3～4滴油，并让其均匀地铺展整个表面，这时表面上油膜厚度仅为14×10-8米。对于如此高的清洁度要求，显而易见，工艺难度较大。溶剂型清洗剂四氯化碳因其具有脱脂性能好、价廉、沸点为76.8℃、能在常温下挥发干燥等优点，曾被空分行业广泛使用。但四氯化碳有轻度的麻醉作用，对人体的脏器，特别是肝和肾有严重损害，同时四氯化碳的气味难闻，对操作人员的刺激很大，更因为它属ODS（人们把这些破坏大气臭氧层的物质称为“消耗臭氧层物质”Ozone Depleting Substances）物质，破坏臭氧层，所以为了操作人员的身体健康，为了保护环境、造福子孙后代，我们必须尽快禁止使用四氯化碳。2003年6月1日国家环保总局明令规定不得使用四氯化碳清洗剂。事实上，杭氧集团公司已经自觉地在四氯化碳替代技术方面进行了多年的工作。针对福建LNG冷能空分项目管道清洁度要求，我们分为以下几种清洁方法：

（1）对于B级清洁度要求，分为以下两种情况。碳钢管线清洁方法：①对于大口径管线、管件（口径大于等于DN80）采用管线内部喷砂处理，喷砂等级为Sa2级，喷砂完成后申请验收，验收合格后采用管帽、管塞之类的耐用密封件对管口进行封堵。②小口径碳钢管线内部采用蓝星公司的除油、除锈、钝化“三合一”清洗剂（水基型清洗剂）在常温下以“浸泡”的清洗方式交替进行清洗。不锈钢管线清洁方法：采用无纤维棉布拖拉擦拭法和槽浸法脱脂，脱脂液选用三氯乙烯（CCI2CHCI），对于大口径的不锈钢管线、管件用无纤维棉布拖拉擦洗，对于小口径不锈钢管线、管件现场采用不锈钢板制作脱脂槽（10米长×1米宽×0.5米高），将管线、管件进行浸泡，除去管线内部的油脂、杂物。利用完的脱脂液进行回收[2]。

（2）对于SC级清洁度要求的管线、管件，由于其清洁度要求低于B级清洁度要求，根据现场实际情况，我方采用和B级清洁度要求相同的清洁方法。

（3）对于AA级清洁度要求，分为以下三种情况：对于大口径碳钢管线、管件（口径大于等于DN80）采用管线内部喷砂处理，喷砂等级为Sa2级，喷砂完成后申请验收，验收合格后采用管帽、管塞之类的耐用密封件对管口进行封堵。小口径碳钢管线内部采用蓝星公司的除油、除锈、钝化“三合一”清洗剂在常温下以“浸泡”的清洗方式交替进行清洗。不锈钢管线清洁方法：采用无纤维棉布拖拉擦拭法和槽浸法脱脂，脱脂液选用三氯乙烯。对于大口径的不锈钢管线、管件用无纤维棉布拖拉擦洗，对于小口径不锈钢管线现场采用不锈钢板制作脱脂槽将管线、管件进行浸泡，除去管线内部的油脂、杂物。利用完的脱脂液进行回收[3]。

（4）阀门清洗：对于甲方提供的阀门出厂时均已进行脱脂，现场将不再进行清洁处理，安装过程中注意保护。我方采购的普通阀门，现场采用擦洗的方法进行脱脂。

3 质量验收标准及检验方法

针对福建LNG冷能空分项目管道清洁度要求，我们采取以下方法进行检验控制：

3.1 SC级别清洁度检查方法

按照AP标准，SC级别清洁度符合以下要求：在强烈的白光下进行肉眼检查，没有大面积的锈蚀，没有水分，没有氧化皮，没有杂物；无松散的铁锈、外部物质、焊渣、切屑等；无油，没有油漆等[4]。

3.2 B级别清洁度

按照AP标准，符合下列要求：在强烈的白光下进行肉眼检查，没有大面积的锈蚀，没有水分，没有氧化皮，没有杂物；无粘结的铁锈、外部物质等；无松散的铁锈、外部物质、焊渣、切屑等；要求无油，没有油漆等。可以采用擦拭的方法，用干净白色无纤维棉布擦拭或者用白色无纤维滤纸擦拭无可见油脂为合格[5]。

3.3 AA级清洗的检查方法

按照AP标准，氧气级清洗必须符合以下三个标准的任何一个：必须在强烈的白光下进行肉眼检查，推荐的光线强度至少为500Lux（普通的40瓦灯管要在距离0.2米左右才能达到3000勒克斯），无可见的锈迹，焊渣、铁屑等；必须在紫外线（UV）下进行肉眼检查。紫外线检查要在除紫外线外不存在其他光源的暗室或遮光罩内进行。UV光源必须是一只30厘米长的水银蒸气灯或者黑光灯，灯管上配备一只合适的滤光器，能提供325-400nm的波长。强度至少为5.0milliwatts/cm2的紫外光。无可见的荧光为合格。

检验灯具选择下列型号：

图1 手持式紫外线固化灯

产品名称：手持式紫外线固化灯；产品型号：EN180L；配置：一支8-W紫外线灯管及滤色片；紫外线强度为：1165μw/cm2；长波UVA（320-400nm，中心波长365nm）；擦拭检查，在强烈的白光和紫外线检查后必须进行擦拭试验，擦拭试验时，必须使用一块干净的白色无纤维滤纸擦拭。每个被检查的区域都要使用一块新的布或者滤纸。每次擦拭的面积大约为0.1平方米（1平方英尺）。然后，在强白光下和紫外线下检查白布或滤纸，无可见油脂为合格[6]。

采用在强白光下和紫外线灯下外观检验判断空气分离设备表面有否油脂。由于现场安装过程复杂，采用油分浓度测定仪对油及油脂进行定量分析难度较大，需要花费大量时间，为提高检验工作效率，我们采取了这种方法。由于现场拍摄的照片很难反映清楚，所以摘取了其他照片。

对部分主要部位需要定量检验时，我们采用油分浓度测定仪对油及油脂进行定量分析：用四氯化碳清洗被测表面，对于不便清洗的部位，可用镊子夹无油干净的纱布浸四氯化碳擦抹被测表面，挤出擦抹后的四氯化碳，取其中四氯化碳用中速定性滤纸过滤，再按规定注入油分浓度测定仪，测出含有四氯化碳的油分浓度。被测表面油脂残留量按照下式进行计算：

式中：P——被测表面油脂残留量，mg/m2

M——油分浓度测定仪，ppm

B——检查清洗液四氯化碳用量，mL（对擦抹后挤出的含有四氯化碳）

A——清洗或擦抹检查面积，m2

0.85——油的平均密度，mg/mL

表2 在强白光和紫光灯下清洁度检验图片对比（本图片参考中国化工仪器网）

4 结语

通过采用合理的施工工艺和施工方法，顺利实现了福建LNG冷能空分项目管道清洁度的控制，过程中对空分装置管道技术管理的总结和质量控制目标的实现，对空分装置的工艺管道安装有了更深刻的认识。随着科学技术的不断发展，新型工艺不断推出，对我们的施工技术管理提出了更高的要求。所以，我们应不断完善我们的技术管理，以适应市场需求，提高我们的市场竞争力。