三相分離器質量控制及常見問題探討

王長安，劉騰躍

（1.中國石油集團石油管工程技術研究院，石油管工程重點實驗室，陜西 西安 710077；2.中國石油技術開發公司管道分公司，北京 100028）

三相分離器質量控制及常見問題探討

王長安1，劉騰躍2

（1.中國石油集團石油管工程技術研究院，石油管工程重點實驗室，陜西 西安 710077；2.中國石油技術開發公司管道分公司，北京 100028）

簡要介紹三相分離器制造工藝和工作原理，詳細闡述了三相分離器質量控制要點，最后對三項分離器生產制造過程中常見問題進行了剖析并提出了處理方案。

三相分離器;制造;質量控制

三相分離器是將原油的油、水、氣進行分離的綜合處理設備，經處理的原油能達到脫油、脫水、除砂的目的而得到純凈的石油。該設備投資少、工藝操作簡單、便于維護和保養，有利于實現原油處理工藝的密閉。目前，三相分離器在各行業用途廣泛，已經在能源工業、石油化工產業、軍工等各大部門發揮積極作用，因此，對三相分離器進行研究極其重要。

1 三相分離器生產工藝及分離原理

1.1 生產工藝

三項分離器屬于鋼制壓力容器的一種，一般其生產工藝為：原材料入廠復檢工序→原材料放樣→卷制、校圓→焊接工序→射線檢測工序→劃線開孔工序→安裝內件工序→總體安裝工序→熱處理工序（如有）→靜水壓強度試驗工序→防腐防火工序→成品檢驗→成品發運，其中壓力容器制造階段的主要控制點有5個：材料驗收、無損檢測、開孔劃線、壓力試驗和總體驗收。

1.2 分離原理

三相分離器結構示意圖如圖1所示，三相分離器工作原理為含有油氣水的原油由入口進入旋流預分離裝置，大部分氣體經頂部捕霧器處理后排出，其余液體有次序的進入流型改進裝置，對流型進行調整。與此同時，經過流型處理后的油滴進行水乳破乳，此后，油水混合物進入穩流和聚結裝置，完成油水氣的三相高效分離。

2 三相分離器質量控制

三相分離器的質量控制主要包括：原材料質量控制、工藝文件質量控制、焊接質量控制以及外觀質量控制，在實際質量控制時，應加強對原材料的復驗、工藝文件的審核、底片的評定以及成品外觀的抽查，對于具體工序質量控制要點詳見表1。

3 三相分離器常見問題及處理

圖1 三相分離器工作原理示意圖

3.1 在環焊縫上開孔

在實際生產三相分離器時，經常會碰到開孔開在環焊縫上的問題，這時應首先查看圖紙要求，如果圖紙技術要求開孔應不在焊縫上，則應該通過設計單位走圖紙變更程序，如圖紙無要求，則按照GB/T150.3要求[1]，開孔可以開在焊縫上，但是應保證在開孔中心開孔直徑范圍內的接頭不存在任何超標缺陷，必須按照標準要求對開孔中心開孔直徑范圍內的接頭進行射線檢測，以保證不存在任何超標缺陷。

3.2 以厚代薄

按照TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》的規定：壓力容器制造或者現場組焊單位對主要受壓元件的材料代用，應當事先取得原設計單位的書面批準，并且在竣工圖上做詳細記錄[2]。但是實際三相分離器生產過程中，原材料以厚代薄問題經常發生，以厚代薄容易出現以下問題：

（1）材料的變化。原材料鋼板以厚代薄容易造成材料要求的變化，比如使用性能的變化。如表2所示，當鋼板厚度從60mm提高至62mm時，鋼板抗拉強度、屈服強度以及伸長率均發生變化。

表1 三項分離器焊縫控制點

表2 Q345R鋼板力學性能及工藝性能（圖）

（2）無損檢測的變化。原材料鋼板以厚代薄后，其殼體用鋼板的無損檢測要求可能發生變化，例如：當Q345R的鋼板厚度由36mm提高至38mm時，Q345鋼板超聲檢測合格要求由III級變成II級；當Q345R的鋼板厚度由30mm提高至32mm時，其A/B類焊接接頭要求發生了改變，由僅要求局部射線或超聲檢測變成要求全部100%射線或超聲檢測。此外，原材料以厚代薄后，還會對三相分離器強度、結構以及應力等方面造成影響，同時，以厚代薄設備的重量也會增加，需要對支座和基礎強度進行重新核準設計，因此，在三相分離器實際生產制造時，以厚代薄并不代表以高級別代替低級別。而是要根據實際工況、具體設備及結構等進行計算，以保證三相分離器的運行安全。

3.3 煤油滲漏試驗代替盛水試漏

油、水室是三相分離器最為重要的腔體，保證其密封性能是實現分離功能的重要保障，一般技術圖紙均要求水壓實驗前對油水室做盛水試漏，檢查隔板焊縫是否存在泄漏。而工廠經常會采用煤油滲漏試驗代替盛水試漏，即在油、水室隔板外壁焊縫涂粉筆液，待干燥后再于內壁焊縫噴或涂煤油2-3次，30分鐘后白粉上沒有油漬為合格，煤油滲漏試驗如圖2所示。

工廠用煤油滲漏試驗代替盛水試漏主要有兩點原因：第一，夏季為生產高峰期，此時由于空氣濕度大，設備盛水后容易產生水霧，很難及時觀察是否泄漏；第二，如果發現泄漏，需要放水后再修補，而后再試，這樣消耗相當的工時。但是，盛水試驗能夠產生一定的靜水壓，模擬了實際工況，這也是對設備密封性的一個綜合考量，煤油滲漏無法做到這一點，因此煤油滲漏無法完全取代盛水試漏。正確做法為：每臺設備都保留煤油滲漏試驗，發現泄漏點及時修補，而后水壓試驗時先進行盛水試漏，再整體進行水壓試驗，如果遇到天氣惡劣工期緊張等因素，如此安排可以保證產品質量并減少返修的難度。

圖2 煤油滲漏試驗

4 結論

（1）三相分離器制造必須加強材料驗收、無損檢測、開孔劃線、壓力試驗和總體驗收控制。

（2）三相分離器必須從原材料質量控制、工藝文件質量控制、焊接質量控制以及外觀質量控制等四個方面加強質量控制。

（3）在焊縫上開孔必須按照標準要求對開孔中心開孔直徑范圍內的接頭進行射線檢測，以保證不存在任何超標缺陷。

（4）鋼板以厚代薄并不代表以高級別代替低級別。而是要根據實際工況、具體設備及結構等進行計算，以保證三相分離器的運行安全。

（5）煤油滲漏試驗不能完全代替盛水試漏，正確做法為每臺設備都保留煤油滲漏試驗，發現泄漏點及時修補，而后水壓試驗時先進行盛水試漏，再整體進行水壓試驗。

[1]GB150-2011，固定式壓力容器[S].

[2]TSGR0004-2009，固定式壓力容器安全監察規程[S].

TE977

A

1671-0711（2016）10（下）-0117-02