化工裝置管臺的焊接施工26萬t/a丙烯腈裝置為例
——以浙石化一期

張辛未

(中國化學第十一建設有限公司 第一工程公司，河南 開封 475000)

1 管臺基本定義

在管道系統中，支管臺連接被普遍應用，支管臺是管道系統中一個連接部件，用于連接主管與支管，在工藝管道上常用在管道壓力較高以及溫度較高的管道系統中。

其連接分為三種:螺紋連接、承插連接、對接連接。支管臺與主管連接方式統一為對接連接。對比三通連接，支管臺結構更緊湊、焊縫體積更小，安裝更加便捷、檢驗更加方便。同時管臺自身的加強形式取代了主管開孔補強板的作用，有利于降低支管連接處的殘余應力，同時減少了焊接面積降低了焊接量。

在筆者參與施工的丙烯腈項目中，支管臺的安裝形式多根據管道介質和管道等級的不同多采用對焊形式以及承插形式。

2 施工背景概況

該項目位于浙江省舟山市魚山島綠色石化基地，4000 萬t/a煉化一體化項目一期工程 26萬t/a丙烯腈裝置 本裝置工藝管道達因口45萬吋左右，工作量較大。主要有丙烯腈、乙腈、氫氰酸等有毒有害物料管線。裝置內工藝系統操作溫度高，危害性大，管道材質多，主要包括20#、A106 GR.B、304、304L、316、316L、15CrMoG。本工程施工場地相對狹小，海島施工環境惡劣，工作量大工期緊。丙烯腈部分包含反應、空壓、制冷、回收、精制、四效蒸發、廢水/廢氣焚燒及配套的中間罐區、廢水罐區、催化劑沉降、除氧水站等單元。筆者以精制單元為代表單元進行闡述該區管臺施工中的存在問題以及解決方法。

3 施工過程中存在部分問題

30單元為丙烯腈的精制單元，總達因口在4.6萬吋左右，劇毒管線涉及較多，總計涉及管臺463個管臺安裝，其中碳鋼管臺163 不銹鋼管臺300，其中DN25以下管臺共計236，是整個丙烯腈裝置中較具有代表性的單元，在初期施工過程中出現了如下問題：

(1)該單元涉及工程排污管線較多，多為45°斜管臺。

(2)初期開孔不規范，開工孔徑與管臺孔徑不能很好的吻合。

(3)較大的焊接量，預制安裝時間長，焊接隊伍的流動。

(4)因管道等級多為SHA1/GC1管道涉及較多檢測工作，部分碳鋼管道涉及熱處理。

4 施工過程中的處理方法

4.1 前期處理

針對筆者在上面出現的(1)(2)兩個問題，在施工過程中做了如下調整，管臺的開孔大小根據支管臺的內徑來控制，特別是斜管臺在主管上用圖樣定位，這種方法很好的解決的初期部分管臺開孔過小的問題，在開孔工具的選擇上有磁力鉆，氧氣乙炔以及開孔器，在施工初期采用氧乙炔焰進行切割開孔，后采用磁力鉆開孔器進行開孔。不管何種切割方式均要保證管道的清潔，特別是對火焰切割后周邊氧化鐵毛刺的打磨。

針對(3)問題，在準備過程中，選擇焊接資質的焊工進行施焊，再上崗之前對作業隊伍進行技術交底，要求持證上崗，同時必須配有合格的焊條筒，且焊條桶的保溫性能良好，開關正常。對于受潮、藥皮褪色、脫落、焊芯有銹蝕的焊條及表面銹蝕嚴重的焊絲禁止使用。針對大風、下雨、早晚海島環境空氣濕度較高等影響焊接質量情況，采取搭設遮雨棚以及加熱等措施。針對焊工的作業情況要求每日上報焊接工作量，對于管臺口的焊接給與標注，以便定期對管臺的焊接質量進行外觀檢查。

4.2 焊接方法

在該丙烯腈項目中管臺形式主要為騎坐式和插入式，在具體操作中主要遵循如下方法：

圖1 騎座式

圖2 插入式

(1)前期檢查，在施焊前對主管開孔位置進行外觀檢查，要求開孔表面周邊2 cm范圍內的毛刺、銹垢等清理干凈，對與主管內側也打燈進行觀察確保內部無熔渣、毛刺、氧化皮等，如有用軸向磨光機進行打磨，對支管臺的外觀進行檢查不得有裂紋、夾層等外觀缺陷，其坡口也要確保清潔。

(2)在組對過程中，該項目中對焊形式支管臺坡口為成品坡口，主管開孔與管臺坡口角度35～50°為宜，間隙3.5～5 mm為宜，如圖1所示。插入式管臺如圖2，角度在50～60°為宜，間隙在2～3 mm為宜。間隙距離的留置一方面保證根部焊縫的全焊透，避免間隙過小而產生未焊透情況，另一方面防止間隙過大而在根部產生焊瘤。

(3)焊接方法，在焊接中選用同材質的焊條焊絲，由于是坡口全熔透焊縫，且屬于單面焊雙面成型，所以在焊接中采用氬弧焊打底，保證根部焊縫的全熔透，手工電弧焊填充蓋面。在焊接過程中先將坡口周邊點焊，固定好支管臺，焊接到點焊位置時將點焊點打磨去除。需注意的是支管臺根部的焊接一定要確保根部全熔透，支管臺焊縫最容易出現的缺陷為根部未焊透，可以從支管臺上部開孔處檢查根部是否焊透。

4.3 質量把控

針對問題(4)對管道等級多為SHA1/GC1管道提前做好數據統計，在每日的焊接上報后及時委托與檢測公司聯系，做好日常的焊接質量檢測工作，定期進行檢測，確保大部分在預制后安裝之前檢測全部完成。對于需要熱處理管線，做好焊前預熱，焊后熱處理，大管臺的焊接時注意控制層間溫度。在焊接后及時進行檢測委托，定期進行檢測，確保大部分在預制后安裝之前檢測全部完成。