工艺管道工程施工组织设计.docx

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工艺管道工程施工组织设计

第一章

工程概况

1.1工程简述

本工程为上海金山石化股份有限公司2#炼油联合装置及配套工程（二期）。

有我公司承建的工程工艺管道总计约17962.5米，包括28000标米3/时制氢装置（包括PSA制氢单元）、80万吨/年航煤临氢脱硫装置及干气脱硫装置、4.2万吨硫黄回收装置。

具体工程量见管道实物工程量。

1.2工程特点

（1）道制安工作量大，材质有不锈钢、合金钢、碳钢等多种，管道焊接具有一定难度。

（2）工艺系统易燃、易爆介质多，尤其是氢气、酸性气含高度危害的H2S，管道条件复杂，防泄漏要求高。

（3）主要物流普遍温度较高。

（4）高压管道梯形槽法兰的密封面质量要求高，施工中法兰连接件紧固力和顺序要求高。

（5）与压缩机连接的管道安装精度要求高。

1.3施工方案综述

    根据本工程的具体情况和特点，应将航煤临氢脱硫及干气脱硫工程的工艺管道的地下部分予制安装完毕，以免影响土建地坪的施工。

由于除制氢装置之外，其余装置均与老装置相临，危险因素较多，故应提高管道的予制深度，尽量减少在危险区域的动火作业。

由于现场予制场地狭小，管廊管道的安装，直接在管廊上组对焊接、串管、敷设管线，在地面仅设很小的予制场进行补偿器的予制。

为解决作业空间小的矛盾，在材料管理上采用限额领料，用单线涂料表控制发料，班组用单线图领料，无单线图者按管线号，随用随领。

予制完成后及时安装，减小予制场地的压力。

材料余量的使用则由管道工程师批准。

第二章实物工程量

2.1制氢装置管道实物工程量

表2.1-1 制氢装置工艺管道工程量  单位：

米

材质规格K1C1D1A1A5A8A9SAWP-A13GWGT-X1小计

1/2″67.55893173.5

3/4″23.520.5143216.51474.5

1″1360.58116116.5

1.1/2″6.517.541.512281268.5

2″4532.5274.5166.516534.5

2.1/2″22

3″41.512.5489.512.533.5589.5

4″212294.573390.5

6″185387111.544.5728

8″0.518872260.5

10″72.516137366.5592

12″4632.5358121.5

14″121.51616.5154

16″76.519.596

18″4646

20″12.512.5

28″44.544.5

小计458450363391.51049.544.533.544.5975604.5

3.2航煤及干气脱硫装置管道实物工程量

表2.2-1 航煤及干气脱硫装置工艺管道工程量  单位：

米

材质规格K1K4A1A8A9GWGT-X1SPIW-A3SAWP-13小计

1/2″814.5814.5

3/4″65311538

1″285.518303.5

1.1/2″7.5904911.5

2″83784.5867.5

2.1/2″13.513.5

3″31.272364.5818.7

4″10011001

6″119.51127.8421190.3

8″1927.51927.5

10″39836875

12″3517126232

14″11.5705.5717

16″3434

18″21.521.5

28″20.520.5

小计50205.29858.86064.512620.510286

说明：

K1：

Oci18Ni10Ti；K4：

OOCr17Ni14Mo2；C1：

1.1/4Cr-1/2Mo；A1:

20#；A5:

20G；A8:

石油裂化20#；A9:

20#镀锌；SAWP-A13:

20R钢板卷管；GWGT-X1：

Q235-AF有缝镀锌管。

SPIW-A3：

Q235螺旋缝埋弧焊管。

2.3硫磺回收装置管道实物工程量

表2.3.1 硫磺回收装置管道实物工程量表面  单位：

米

材质规格1Cr18Ni9Ti20#Q235B小计

36″4040

32″6565

28″27.927.9

24″43.143.1

20″11.611.6

18″18.218.2

16″96.696.6

14″8.48.4

12″21.921.9

8″3535

6″23.723.7

4″73.473.4

3″4.054.05

2.1/2″8.08.0

2″28.5148.9177.4

1.1/2″1.089.990.9

1″2929

3/4″150.4150.4

1/2″9898

小计29.5690.65302.41022.55

2.4 PSA制氢装置管道实物工程量

表2.4.1  PSA制氢装置管道实物工程量表面  单位：

米

材质规格20#镀锌焊接钢管小计

14″13.513.5

12″80.580.5

10″145.5145.5

8″99.299.2

6″156.5156.5

4″190.0190.0

3″47.047.0

2″138.120.5158.6

1.1/2″1.71.7

1″112.941.0153.9

3/4″9.59.5

1/2″7.07.0

小计987.961.51049.4

第三章编制依据

3.1《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97 ；

3.2《石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范》SH3501-97；

3.3《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》SH3064-94；

3.4《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；

3.5《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HGJ229-91；

3.6《电力建设施工及验收技术规范（管道篇）》DL5031-94；

3.7《电力建设施工及验收技术规范（锅炉机组篇）》DL/T5047-95;

3.8 《电力建设施工及验收技术规范（活力发电厂焊接篇）》DL5007-92;

3.9《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999；

3.10《工程建设交工技术文件规定》SH3503-93；

3.11《单位工程施工技术资料管理若干规定》 （沪筑管（1988）技字315号）；

3.12中石化北京设计院提高的图纸；

3.13中石化齐鲁设计院提供的图纸；

3.14化学工业部西南化工研究院开发设计所提供的图纸。

第四章施工前的准备工作

   各参加施工的工程人员应熟悉图纸，熟悉各执行规范的具体要求，并进行质量安全、文明施工教育，以确保高质量地完成施工任务。

   现场已具备工艺管道施工条件，各种施工用机具、设备、材料及施工人员已到位。

所有配管材料按规定作好标记。

第五章材料检验

5.1一般要求

5.1.1管道组成件（主要指管子、管件、阀门、法兰、补偿器等）和管道支承建必须有制造厂的合格产品质量证明书。

5.1.2管道组成件在使用前应进行外观检查，其表面应符合下列要求，不合格者不得使用：

（1）无裂缝、缩孔、夹渣、折叠、重皮等缺陷。

（2）锈蚀、凹陷及其他机械损伤的深度小于产品相应标准允许的壁厚负偏差。

（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。

（4）有产品标识。

5.1.3所有合金管材、管配件100％进行材质光谱分析检验。

5.2.1管子质量证明书中应包括以下内容：

（2）钢的牌号。

（3）炉罐号、批号、交货状态、重量和件数。

（5）产品标准中规定的各项检验结果。

5.2.2若按相应标准校验有异议时应向上追溯直至产品制造单位，在异议未解决前，该批管子不得使用。

5.3阀门的检查

5.3.1阀门到货后的外观的抽检工作，有甲方供销公司负责。

5.3.2公称压力小于1Mpa，且公称直径大于600mm的闸阀，随系统压力试验时按管道系统的试验压力进行。

闸板密封试验用色印法进行。

5.3.3阀门液压试验的压力为公称压力的1.5倍，停压5min，无泄漏为合格。

5.3.4阀门的液压试验用水采用现场施工临时用水。

对于不锈钢阀门实验时，水中的氯离子含量不得超过25ppm。

阀门，封闭两端，达到试验压力后，可检查阀体的强度、填料的密封等。

检查完毕后，降至公称压力，带压关闭阀门，阀腔内留有一定的液体，然后将阀门从试压装置上取下，停压2min，检查其密封面。

5.3.6截止阀试验时，先关闭阀门，从入口端升压，升至公称压力，停压2min，检查其密封面。

然后封闭出入口，打开阀门，继续升压至公称压力的1.5倍，检查其阀体的强度及填料等。

5.3.7试验合格的阀门，立即排尽内部积水，用压缩空气吹干，关闭阀门，封闭其出入口，用记号笔作出记号，并填写“阀门试压记录”。

5.3.8安全阀安装前按设计开启的压力进行调试，调试时压力应平稳启闭试验不少于3次，合格后应填写“安全阀调整记录”。

5.4其他产品的检验

5.4.1管件按管子的要求，有甲方供销公司负责进行检验。

5.4.2螺栓、螺母的螺纹完整，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。

5.4.3法兰密封面、金属环垫、缠绕垫片不得有径向划痕、松散、翘曲等缺陷。

第六章管道予制和安装

6.1管道予制

6.1.1予制前，先清理平整予制场地。

6.1.2在清理平整好的场地上，每隔两米左右一排道木，以利于管道的对口与焊接。

6.1.3不锈钢管道的予制和其他管道的予制工作要分开进行，其工具和设备为不锈钢专用，不能用于其他管材。

6.1.4在主管上进行支管开孔时，要预先开好，并清理干净管道内部的杂物。

6.1.5管道材料切割下料时，应进行实测实量，并将测量结果标注于轴侧图上。

对于最后封闭的管段应考虑组焊位置和调节裕量，尽量减少固定焊口的数量。

6.1.6钢材的切割及管道坡口的加工：

DN≤50的碳钢管、镀锌钢管，采用机械切割；DN＞50的碳钢管和镀锌钢管可用氧乙炔气割后进行打磨；不锈钢管应采用机械或等离子的方法切割，如用等离子切割，切割后需用专用砂轮修磨，将热影响区磨去0.5mm以上。

管子切口表面应平整、无裂缝、重皮、毛刺、凹凸、缩口、溶渣、氧化物、铁屑等，切口端面倾斜偏差不大于管子外径的1％，且不超过3mm。

6.1.7壁厚相同的管道组成件组对时，应使内壁平齐，其错边量不超过壁厚的10％，且不大于0.5mm。

壁厚不同的管道组成组对，管道的内壁差超过0.5mm或外壁差超过2mm时，应按下图要求进行加工、组对。

6.1.8管道予制深度，管廊上一般为3根管，即18m左右，装置内设备之间的管道，视具体的复杂程度而定，一般为5、6m、3～5个弯头。

6.1.9伴热分配站和收集站集中予制，予制完后标好编号。

6.1.10管道原材料予制前，清理管子内部，封口运至现场。

予制完毕的管道（包括支架）清理完毕后，用记号笔做好图号标记，封闭管口，并堆放整齐，以备安装时查找。

6.2管道安装

6.2.1管道安装的基本顺序：

先地下管，后地上管；先大管，后小管；先主管，后伴管；先干线，后支线；先高压管，后中低压管。

6.2.2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，尽早安装正式支吊架。

管架制安严格按设计图纸进行，未经设计单位书面同意，严禁变动其型式和规格，特别是热力管线、机器出入口管线和高压管线更要一丝不苟。

6.2.3管道对口时，在距离接口中心200mm处测量平直度，当管子公称直径小于100mm时，允许偏差为≤1mm；当管子公称直径大于等于100mm时，允许偏差为≤2mm。

但全长允许偏差均为 10mm。

6.2.4管道连接时，不得用强力对口、加偏垫或加多层垫等方法来消除接口端面的偏斜、空隙、错口等缺陷。

6.2.5法兰连接应与管道同心，保证螺栓能自由穿入，安装方向一致。

螺栓紧固应均匀对称，松紧适当，紧固后的螺栓和螺母平齐。

设计温度高于100℃的管道用螺栓、螺母和不锈钢材质的螺栓、螺母安装时，涂抹指定的油脂（二硫化钼油脂石墨机油或石墨粉等）。

6.2.6不锈钢管道的安装，尽量避免与其他材质的接触。

6.2.7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。

6.2.8高压管道支吊架应按设计规定或工作温度要求，加置木块、软金属片、绝热垫木等垫层，并预先将支吊架绝热防腐；

6.2.9管道上仪表取源部件的开孔和焊接在管道安装前进行。

6.2.10管道安装允许偏差见表6.2-1。

表6.2-1管道安装允许偏差    （单位：

mm）

项    目允许偏差

坐标架空及地沟室外25

室内15

埋地60

标高架空及地沟室外±20

室内±15

埋地±25

水平管道平直度DN≤1002L‰，且≤50

DN＞1003L‰，且≤80

力管垂直度5L‰，且≤30

成排管道间距15

交叉管的外壁或绝热层间距20

注：

L－管子有效长度   DN－管子公称直径

6.3连接机器的管道安装

6.3.1传动设备配管时，先从传动设备侧开始安装，首先安装管道支架或者先做好临时支架。

这样，管道和阀门等的重量和附加力矩，就不会作用在机器上。

6.3.2连接机器的管道，其固定焊口要远离机器。

6.3.3管道安装完毕后，拆开设备进出口法兰螺栓，在自由状态下螺栓能自由从螺栓孔中穿过，检查法兰密封面间的平行度、同轴度及间距，其允许偏差符合表6.3-1规定。

表6.3-1  法兰密封面平行度、径向偏差及间距

机器转速（r/min）平行度（mm）同轴度（mm）间  距（mm）

＜3000≤0.40≤0.80垫片厚+0.5

3000～6000≤0.15≤0.50垫片厚+0.5

＞6000≤0.10≤0.20垫片厚+0.5

6.3.4管道与设备最终连接时，在设备上架设百分表监视联接部位的位移，设备转速大于6000rpm时位移应小于0.02mm，转速小于或等于6000rpm时位移应小于0.05mm。

百分表架设位置：

机泵设备－联轴器，往复式压缩机机－声或相邻列气缸。

6.3.5传动设备进出口管线与设备法兰连接处应设隔离盲板，并做好详细记录，待管道吹洗合格，试车前经确认后拆除。

6.4法兰的安装

6.4.1法兰安装前，再检查一遍法兰密封面及垫片，不能有影响密封性能的化痕等缺陷。

6.4.2连接法兰的螺栓能在螺栓孔中顺利通过。

法兰密封面的平行偏差及间距符合表5.4-1的规定：

6.4.3法兰连接使用同一规格的螺栓，安装方向一致，紧固后螺栓与螺母平齐。

表6.4-1法兰密封面间的平行偏差及间距   （单位：

mm）

管道级别平行偏差间距

DN≤300DN＞300

SHA0.40.7垫片厚+1.5

SHB0.61.0垫片厚+2.0

6.4.4安装垫片时，要使垫片与法兰同心，防止垫片插入管子内部。

6.4.5露天装置法兰螺栓应涂敷二硫化钼。

6.5阀门的安装

6.5.1阀门应在干净的前提下安装，除了焊接和热处理时将阀门开启之外，在配管过程中不得将阀门打开。

6.5.2安装有流向的阀门时应按照配管图使其与流向一致。

对于阀门流向与管线的流向相反时，要特别注意，并挂牌标注。

6.6支吊架的安装

6.6.1支吊架按照管架详图进行安装，部分予制好的支吊架稍作修整即可安装，支吊架安装牢固，并与管子接触良好。

6.6.2无热位移的吊架吊杆垂直安装。

有热位移的吊架吊点在相反方向位移量的1/2位置。

有热位移的管道的固定支架的安装方向要特别注意。

6.6.3管道安装过程中，有坡度的管道支架，安装时应保证管道的坡向和坡度。

6.6.4弹簧支吊架安装的高度，按照设计文件的要求进行调整，并做好调试记录。

管道未固定前，先用临时支架代替，待管道定位后，再安装弹簧。

弹簧的定位片，在开车前拆除。

6.6.5管道临时支架的使用应注意，不得将其焊在管道上，管道定位后，及时将临时支架更换为正式支架。

6.6.6安装完毕后，逐个核对，确认。

6.7静电接地管道

6.7.1PSA制氢单元中所有设备、管道均应有防静电接地。

管道、管架在适当位置（间隔15～20米）应设防静电接地，其接地电阻不应大于100Ω，本装置管道外壁间距小于100mm的平行管道，每隔20～25米要跨接一次；交叉管道间距小于100mm的管道，应采用导体跨接，跨接导体的电阻不应大于100Ω。

静电接地安装按GB50235-97的要求执行。

6.7.2接地线按设计要求安装，用作静电接地的材料和零件，安装前不得刷漆，导电接触面必须除锈并连接可靠。

6.7.3不锈钢管的静电接地，接地引线采用不锈钢板过渡，不得与管子直接接触。

6.8伴热管的安装

6.8.1伴热管允许的最大长度为：

工艺管道为35m，管廊外管为60m。

每隔20～30m设置膨胀环，当改变方向或遇到阀门时可视为一个膨胀环。

6.8.2伴热管与主管平行安装，并自行排液，一根主管有多根伴热管时，伴热管之间的距离应固定。

6.8.3水平伴热管安装在主管的下方或靠近支架的侧面，铅垂伴热管均分布在主管周围。

6.8.4不得将伴热管直接捆扎在主管上，与主管之间用石棉板隔开。

6.8.5从分配站到被伴热管和离开被伴热管到收集站的伴热管安装，必须排列整齐，尽量不要互相跨越和就近斜穿。

支架上钻孔，用卡子固定。

6.8.6采用镀锌钢丝等捆扎。

不锈钢管伴热捆扎采用不锈钢丝等非渗碳物弯头部位捆扎不少于三道。

6.8.7敷设时应尽量避免袋状。

当有袋装时必须设排凝点。

伴管袋高不得超过12m。

第七章焊接

7.1总体要求

7.1.1本工程管道主要为碳钢（20#）管道，不锈钢及其它合金钢的比例较小。

所有管道均采用氩弧打底，手工电弧焊盖面。

焊接前，根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡，焊工按照焊接工艺卡的要求进行焊接。

7.1.2焊工必须在合格的项目内进行管道的焊接，连续中断合格项目焊接工作六个月以上，仍需进行压力管道焊接时，必须重新进行考核。

7.1.3焊接环境温度低于下列要求时，采取措施提高环境温度：

（1）碳钢焊接         -20℃

（2）低合金钢焊接     -10℃

（3）奥氏体不锈钢焊接  -5℃

（4）其他合金钢焊接   -0℃

7.1.4在大风、雨、雪天气中施工，必须采取措施满足焊接工艺要求。

可用防雨布搭设一个小棚子，在小棚子里面焊接。

7.1.5焊接之前，焊件表面必须清洁干净，不允许存在铁锈、铁磷、油污、油漆、沙子等异物。

7.1.6用于清洁焊件的金属刷应分开，不同的材质使用不同的金属刷。

7.1.7不得在焊件表面引弧或试验电流。

7.1.8所有管道必须采取多层焊接，在上层的溶渣、裂纹或其他缺陷彻底清除后，再进行下一层的焊接，已完成的焊件周围的溶渣和溅出物在焊接完后，立即除掉。

7.2焊材管理

7.2.1焊材实行一级库和二级库管理，一级库为供应部门仓库，二级库为焊条烘干室。

7.2.2收到材料后，立即进行检查，以便确认材料的材质、等级、尺寸、数量是否与供货相符。

7.2.3任何焊材都要分类放在仓库的平台或垫木上，保证清洁干燥，并做好标记。

7.2.4在分发焊条之前，焊条必须按要求进行烘干。

焊条烘干要求参见焊条烘干管理规定。

7.2.5在现场使用的焊条必须放于焊条筒中，不允许放在其他地方，特别是潮湿的地方。

7.2.6未使用完的焊条及时返回烘干室，以便再次分发。

7.3管道的焊接

7.3.1管道焊缝位置

（1）直管段两道环缝的间距不小于100mm，且不小于管子外径。

（2）焊缝与支吊架边缘的距离不小于50mm，需热处理的焊缝距子吊架边缘的近距离大于焊缝宽度的五倍，且不小于10mm。

（3）管道上被补强圈或支座垫板覆盖的焊口，进行100％探伤合格后，才能覆盖。

（4）在水平管线上具有轴向焊缝的管子，其轴向焊缝不得置于管子顶部和底部。

7.4预热

7.4.1材料为15CrMo的焊缝，预热条件是壁厚δ≥10时，预热温度≥125℃。

其他材料的管子和管件预热无要求。

7.4.2预热时在坡口两侧均匀进行，内外热透并防止局部过热。

预热范围为坡口中心两侧不小于100mm，最好在加热区以外100mm范围内予以保温，预热采用烤把中性焰加热。

7.4.3焊接工作被强迫中断时，必须采取避免冷却的措施，可用岩棉被或硅酸铝被盖在焊口上，重新焊接时，如满足不了预热要求，再按预热要求进行加热。

7.5焊接工艺

7.5.1焊材选用，参见表7.5-1：

表7.5-1焊材选用表

序号材质焊条焊丝备注

1Q235-AJ422TGS-51T

220#、20RJ422/J426TGS-51T

320gJ427TGS-51T

416MnJ507TGS-51T

515CrMoR307H13CrMoA

6Ocr18Ni1OTiA132HOCr20Ni10Ti

7OOCr17Ni14Mo2A022HOCr20Ni14Mo3

7.5.2不锈钢管的焊接

（1）电弧焊时，焊口两侧各范围内涂上白垩粉，防止飞溅。

（2）氩弧打底时，管内充氩气保护，活动焊口内的充氩装置做成活动式的，焊完口后可以抽出。

固定焊口年的可溶纸保护垫使用浆糊粘贴，禁止使用不干胶纸、胶布，以防止吹洗不净，残留管内。

7.6焊后热处理

7.6.1为了消除焊接后焊缝的应力对于受酸碱腐蚀的管道，施工中要求热处理。

航煤及干气脱硫装置中的管线有MDEA-10025、MDEA-10026/1、MDEA-10028、MDEA-10029、MDEA-10031、MDEA-10030/1、GS-10004、GS-10005、RV-10007、RV-10008等，以及PSA制氢单元中所有的管线，均需焊后热处理。

7.7焊缝检查

7.7.1焊接外观检查

（1）焊缝外观成行应良好，且应平滑过渡；焊缝宽度应以每边不超过坡口边缘2mm为宜；焊缝表面不得低于母材表面；焊缝余高△h≤1+0.2b（b为焊缝宽度），且不应大于3mm，角焊缝的焊脚高度应符合设计规定。

（2）焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣和飞溅等缺陷存在。

（3）焊缝咬边深度应≤05mm，连续长度应≤100mm，且焊缝两侧咬边总长度不得超过该焊缝长度的10％。

（4）焊接接头错边量不应大于壁厚的10％，且不大于2mm。

7.7.2焊缝无损检查

（1）管道焊口的探伤比例按设计规定进行。

对于输送设计压力小于等于1MPa且设计温度小于等于400℃的非可燃、无毒流体管道的焊缝，可不进行射线照相检验，其他射线检验要求见表6.7-1。

（2）等级评定按照《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323-87执行。

（3）每发现一道不合格焊缝，再检验两道该焊工焊的同一批焊缝。

（4）两道焊缝都合格，该批焊缝合格，有一道不合格，再加倍检查该批焊缝。

（5）第三次检查合格，该批焊缝合格，有一道不合格，则该批焊缝100％检验。

（6）不合格焊缝必须返修，同一部位的返修次数：

碳钢不超过三次，其余钢种不超过二次。

         表7.7-1 焊接接头射线检测百分率

管   道级   别设计条件检 测合 格 率（％）合  格等  级