論沙特Wasea Bluk Plant項目工藝管道安裝

中石化第十建設有限公司 山東青島 266555

沙特Wasea項目是中石化第十建設有限公司（以下簡稱十建公司）在沙特承建的第二個項目，項目全稱Wasea Bulk Plant，為沙特3#罐區項目，主要為沙特利雅得地區的加油站提供汽油和柴油，業主是沙特阿美石油公司。項目于2010年2月16日簽署合同并立即生效，主要工作是Wasea 3#泵站油庫罐區的設計、采購、施工試運行等工作，交付物主要包含4臺30000m3柴油儲罐和4臺30000m3汽油儲罐在內的15座儲罐群及相應的附屬設施，其他還包括16套多用途的裝車撬、柴油汽油供給管線、廠區居住宿舍、新建及擴建入場管道、電氣系統及API分離器，以及控制系統、消防系統、基礎設施、其他建筑物圍墻等，原定機械竣工日期為2011年11月30日。十建公司主要承擔柴汽油罐的管道、設備、結構、地管、電氣系統等的安裝工作。

1 工藝管道焊接前的準備工作

1.1 項目難點

對于工藝管道的安裝，十建公司并不陌生，但是因為沙特Wasea項目是公司與沙特阿美的第一個合作項目，缺乏彼此的合作經驗和不熟悉沙特阿美施工規范成為本項目的最大難點，特別是沙特阿美對施工中的各種要求，對本項目我方人員的施工帶來了很大挑戰。

1.2 焊接資料的準備

首先要熟悉項目合同上的要求及工作范圍，通過合同的學習，了解各種規范和要求，尤其是沙特阿美的各種規范要求。

沙特阿美的施工是根據各個專業而特定的各種代碼，此代碼貫穿于項目的各個部門、各個專業、各項施工和各種資料，其部分內容如表1所示。

上述專業代碼在各個專業的規范中都會涉及到，如 SAES、SAEP、SATIP、SAIC 和 SATR 等，項目人員須提前熟悉。在此基礎上，項目開始之前尤其要熟悉各個專業的相關規范。因為我方與沙特阿美合作的施工經驗少，對規范了解少，在安裝過程中處于被動狀態，熟悉相關規范的工作至關重要。針對該項目工藝管道施工中應用較多的規范見參考文獻[1-12]。

表1 沙特阿美施工專業代碼一覽表

1.3 人員資質的準備

按照合同要求，工藝管道施工前需配備足夠的焊接質檢員和機械質檢員。質檢員的配備在SCHEDULE Q中有明確規定，要求每25個工人配備1個管道質檢員。質檢員要具備5年以上的施工經驗，同 時 熟 悉 ASME B31.3： Process Piping，ASME B31.4 Liquid Petroleum Transportation Piping Systems和沙特阿美的關于L的各種規范。質檢員要提交相應的簡歷，經過層層審核，最終由業主質量總管面試通過。

1.4 工藝管道方案及焊評WPS的選擇

沙特Wasea 工程項目涉及的管道材料種類不多，主要為普通的碳鋼管道，還有316L不銹鋼、CU-Ni合金鋼。項目開始之前應查看SCHEDULE Q以及阿美的各種相關規范，以確定項目上所需要準備的各種方案。

項目的焊評規范主要包括：

（1） WPS-008：規范為ASME SEC IX/SAES-W-011，主要針對廠區Process piping現場的工藝管道 ASMEB31.3，焊接包括 GTAW：GAS TUNGSTEN ARC WELDING和SMAW：Shielded Metal Arc Welding。一般為GTAW一遍打底，SMAW填充和蓋面。

（2） WPS-007：規范為API1104/SAES-W-012，主要針對廠區中的pipeline。

（3） WPS-006：規范為ASME SEC IX/SAES-W-011，主要應用于不銹鋼316L /SA312。針對大管徑的不銹鋼管道焊接包含GTAW和SMAW兩種，但本項目由于只涉及2英寸的小管徑管道，因此項目關于不銹鋼的部分只是應用WPS-005：GTAW，同時還有CU-NI合金的焊評，WPS-004關于2英寸碳鋼管道只適用于GATW；選擇焊評的過程中還需要考慮現場焊接管道的壁厚，實際焊接壁厚范圍為焊評試件壁厚的2倍。

項目開始一般由焊接工程師根據項目中所用管道的材料、壁厚等來進行焊評；由施工單位的焊工做焊接工藝評定報告 （PQR）的試件來證明焊評的可行性；焊接焊評試件的焊工，若焊評通過，此焊工則自動通過此焊評的相關焊接范圍。

焊接中所雇傭的焊接質檢員需要持有AWSCWI（American Welding Society Certified Welding Inspector）或 CSWIP 英國證書。

2 工藝管道的焊接

2.1 焊條選擇

本項目應用的焊條為E7018，焊絲型號為ER70S-2。E7018中的70為抗拉強度KSI，1表示適應所有焊接位置（F/H/OH/）；8表示低氫，因而此焊條需要烘烤。

選擇的焊條的抗拉強度必須大于或接近現場材料的抗拉強度。

2.2 焊條烘烤、保存

焊條使用前，需在溫度為260～430℃的烘干箱內至少烘烤2h。如果焊條的包裝箱上有明顯標識，表明提供的電焊條是干燥以后并處于密封完整或者真空包裝的，可以在開箱第一次使用時省去烘烤的這一步驟。電焊條只能重復烘烤一次。

電焊條烘烤以后，需要放置在溫度至少120℃左右的恒溫箱內。焊條一旦移出烘烤箱、恒溫箱或者密封完好的包裝箱后，暴露于大氣下不得超過4h；如果放置在65℃以上的焊條桶內，可以使用8h。超過暴露時間的焊條在二次保溫后可重復使用，但變濕或變潮的焊條不能繼續使用，應當作為垃圾處理。

現場焊接中所用的焊機、烘烤箱都需要校驗，周期為6個月。

2.3 管道的焊接

（1） 現場焊接中需要檢查管道的坡口在35±5°，組對的間隙應該為2～3mm。焊接要先打底，打底后需盡快進行填充和蓋面，以免溫度下降。如打底之后需要暫停，則必須填充一遍，但下一次焊接前需預熱。

（2） 根據沙特阿美規范的要求，大于16英寸的管道需要使用對口器（內對口器或者外對口器）；若使用外對口器，需要增加探傷比例。

（3） 對口的時候，點焊的長度一般在 12.5～25.4mm，一般點焊3處位置以上。若焊接過程中未打磨點焊部分，則點焊時需要遵循焊評及相關焊接規范的要求，如采用擋風棚等；若此點焊部分不包含在正常焊縫中，建議直接采用搭橋點焊，以便于打磨去除。

（4） 焊接過程中，按照 SAES-W-012 中規定，管道需要固定焊接，焊接過程中不能滾動，并且需要給焊工足夠的焊接間隙，距離地面不小于900mm。

（5） 按照SAES-W-012的規定，當管徑大于16英寸時，需要兩個焊工同時并且對稱焊接。

（6） 兩個相鄰的環焊縫的最小距離不小于20mm或者 3倍管道厚度（取這兩個值當中的最大值）。

（7） 因沙特風沙較多，焊接過程中必須有擋風棚，以保證焊接的合格率，。

（8） 若冬天焊接，焊口的溫度低于10℃或者外界濕氣過大時，需要預熱。

（9） 焊接之前需要把管道的管道號（PN）和管件的爐批號（HN）寫在焊口的一側作為記錄，同時圖紙號和管線號也必不可少。焊口標識見表2。

表2 焊口標識

（10） 焊工需要隨身攜帶JCC焊工證，因為在開始焊接之前沙特阿美質檢員需要檢查焊工證。

（11） 當修改焊口的時候，切割后的管件部分需要做著色探傷，防止出現裂紋。

2.4 焊接口的探傷

（1） 項目開始時由設計人員根據業主規范及相關國際規范確定探傷比，每條管線根據材料的不同有不同的探傷比。項目由于遵循阿美規范SAES-W-012，當涉及過路時，埋地周圍60m范圍中都要求100%探傷。

（2） 探傷比率按照SAES-W-011計算，若探傷比率為10%，當出現一個不合格的焊口時，要求擴探2個。

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3 工藝管道的安裝

3.1 工藝管道材料的標識

按照規定，當項目涉及多種材料時，需要對材料進行顏色標識，以免出現混亂。同時還需要編寫關于材料標識的方案。由于此項目的材料種類偏少，十建公司和沙特阿美協商后決定不進行材料標識。

3.2 工藝管道安裝程序的報驗

（1） 在阿美項目上，開展每一項工作需要相關質檢員提前24h對此項工作提交報驗檢查申請（RFI，request for inspection）。此項工作主要是和業主質量檢查部門（PID）溝通，需要在每一天的早上進行報驗，然后向PID 說明。

（2） 項目中應用的主要是 SATIP-L-350-01：On-Plot Metallic Piping Installation；報驗項目內容見表3，其中類似于3.11的號碼為序列號（Active No），每一項活動對應一個相應的阿美質量檢查表（SAIC）或者阿美質量檢查報告（SATR）。

（3）若一整條管道復位完成，則報驗此RFI（需要包含到試壓包當中），當某一條線全部完工時候便通知業主質檢部門進行報驗。

（4） SATIP中已規定了對應的工作質檢員檢查的嚴格程度，如表4所示。

表3 報驗內容及構成

表4 SATIP中檢查嚴格程度的規定

3.3 工藝管道安裝中的注意事項

（1） 管道安裝之前一般首先要確認管道是否有損壞，確保有縫鋼管兩根管道的縫需要錯開至少100mm，并且焊縫不能落在基礎上。

（2） 管凸臺安裝之前需要對管道進行開孔，一般一寸左右的倒淋和放空需要機械開孔，在規范中不允許采用熱切割；一般開孔大小需要小于管凸臺的內徑，管凸臺焊接也是由氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面，具體依據標準圖紙。

（3） 墊片的安裝應注意，墊片要按照項目開始時候的方案，在發放之前進行色標，如表5所示。

表5 墊片色標方案

（5） 在項目開始之前需要對圖紙上的每個法蘭標記好法蘭號，便于報驗螺栓把緊。螺栓把緊一般與螺栓的材質、粗細，以及摩擦系數有關。

（6） 項目中很多地方需要用到絲接的管道和管件。絲接管道安裝參照SAES-L-110規范進行，該規范對各個寸徑的絲接絲扣數有明確規定，如表6所示。

表6 NPS

絲接的管道或者管件用到的縮略詞包括：TOE ：THREAD ONE END，一端絲接；TBE：THREAD BOTH END，兩端絲接；POE：PLAIN ON END，一端無坡口；PBE：PLAIN BOTH END，兩端無坡口。

公制螺紋用螺距表示，美英制螺紋用每英寸內的螺紋牙數來表示，這是他們的最大區別。公制螺紋是60o等邊牙型，英制螺紋是等腰55o牙型，美制螺紋是60o。

（7） 現場導向固定的安裝應注意：與管道的間隙為3mm。焊接時候注意為內外側都焊接；同時，假腿支架焊接時候注意淚孔。

（8） 關于埋地的工藝管道， 采用 FBE（Fusion Bonded Epoxy，熔結環氧粉末防腐）外防，同時應用陰極保護；與地上管道連接部分采用絕緣墊片。

（9） 關于管道安裝，管道與管道之間必須保持有50mm的間距（見SAES-L-310）。

（10） 管道安裝后管道的倒淋放空與固定的障礙物之間必須有610mm的間距（見SAES-L-310）。管道與地坪之間必須有至少300mm的間距。

3.4 閥門試壓

（1） 關于此項目上的閥門安裝，首先應確認好閥門的試壓。

（2） 根據SCHEDULE B合同中規范，我方需要依據04-SAMSS-048和API-598進行高壓密封性試壓；其中04-SAMSS-048主要是針對廠家的要求，我方試壓應根據API598和SAES-L-108來確定需要進行試壓的閥門主要為起隔斷作用的閥門，主要包含閘閥、截止閥、球閥、蝶閥和針型閥。

（3） 首先從總包方得到廠家閥門試壓的壓力值（日后可能涉及到罐口MOV/ZV的密封性試壓），然后校驗安全閥和壓力表。通知現場隊長和鉗工相關的試壓，再通知機械質檢員相關的閥門試壓；閥門試壓完畢需要用吹風機吹干水分并且在密封面上涂抹黃油，然后密封。現場若再有閥門試壓便依次報驗。

（4） 現場出現爭議的主要是現場的MOV、ZV是否要試壓。根據 SAES-J-601中定義 MOV：Motor Operated Valve，MOV是用電機控制的蝶閥，理論上需要試壓；但根據API-598Table1-A，針對蝶閥的High-pressure closure test 為 Optional，不需要100%試壓；同時根據SAES-J-700 4.1.10的規定，control valve不需要試壓。但是MOV、ZV是否為Control valve還存在爭議。

（5）閥門試壓時要注意：閥門上標注TN和SN，其中TN 為從項目開始閥門試壓到現在第幾個閥門；SN號為閥門自帶的號，為閥門的序列號。TN/SN要列在SATR-A-2001V中，各類閥門的SATR已經準備好，只需選擇合適的SATR，并修改里面的壓力表和安全閥的相關信息即可。

（6）關于項目上所用的閥門描述：以“CL150 RF A216 WCB BODY 13Cr BALL PTFE SEAT BB-F-TE API608”為例，其中：CL150是壓力等級150（150LB 為2.0MPa、300LB 為 5.0MPa、600LB 為11MPa、900LB 為 15.0MPa、1500LB 為 26.0MPa）；

WCB是美國ASTM A216-WCB 標準材料牌號，屬于碳鋼鑄件。例如，美國材料牌號A216-WCB，其中A216代表碳鋼大類，旗下常用的牌號有A216-WCA/B/C、 A216-WC9、A216-WC6、A216 WCC等；W的含義為焊接WELD，代表此鋼材有很好的焊接性能；C的含義為碳鋼，基本牌號有A、B、C 3種，其中A最差，C最好，B中等且最常用。WCB為普通鑄鋼碳鋼，最高使用溫度為425℃；WC6/WC9的最高使用溫度為550℃；WCC為低溫鑄鋼碳鋼，最低使用溫度為-50℃）。Body為閥體，STL 密封面司太立； RF是凸面法蘭；A216是鑄材；13Cr表示閥體材質，13%Cr，是馬氏體不銹鋼；BALL是球閥；PTFE是聚四氟乙烯；BB-F-TE （BOLTED BONNET， FULL PORT，TOP ENTRY） 是球閥的結構描述，指栓聯閥蓋—全通徑—頂裝式；API608是對焊和法蘭端金屬球閥。

4 小結

本文以沙特Wasea Bulk Plant 工程項目工藝管道安裝為例，介紹了沙特阿美項目工藝管道安裝的流程和規范中的各種要求，望在同行進行沙特阿美的項目施工時能夠起到借鑒作用。