CN108927587A - 石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,从高压高温管道自身特点出发,介绍了高压高温管道施工中的关键技术环节,结合项目特点,从坡口加工工艺,焊工管理、焊接工艺、热处理、检测及试验等方面对石油化工装置工程建设中高压高温管道施工技术进行分析,通过对施工过程关键技术环节的管理,提高施工质量。
Description
技术领域
本发明属于化工设备加工领域,具体涉及一种石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺。
背景技术
石蜡基润滑油加氢装置,属于典型的石化一体化装置,采用最新的高压加氢技术工艺,将沥青附属产品环烷基基础油料充分利用,生产齿轮润滑油和附加值高的特种润滑油,工艺管道中有一半以上是高压高温管道,这些管道壁厚都较厚,现场加工难度大,且容易产生加工缺陷,管道内输送的介质均为易燃易爆介质,安装要求高,施工难度大;高温高压管道安装质量是直接影响装置安全运行。装置的安装及使用过程中涉及到国家财产和人身安全,因此保证施工质量和质量目标的实现具有十分重要的现实意义。
发明内容
为解决上述问题,本发明公开了石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,结合项目特点,从坡口加工工艺,焊工管理、焊接工艺、热处理、检测及试验等方面对石油化工装置工程建设中高压高温管道分材质区别处理,提高施工质量。
为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)准备管道,管道种类分为1、不锈钢无缝管道,材质为A312/TP347,壁厚10-16mm,2、合金钢无缝钢管,材质为A335 P11,壁厚10-16mm;3、碳钢无缝管道,材质为20#/A106,壁厚10-16mm;
(2)坡口制备:管道坡口采用单面“V型”坡口,坡口角度α为60-70°,坡口表面进行清理、打磨,清除油污、毛刺、氧化皮;
不锈钢、铬钼合金钢和材料标准抗拉强度≥540MPa钢材的管道坡口进行100%着色检查;
(3)焊接管理:
a:奥氏体不锈钢管道 A312 TP347采用手工钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充和盖面,其中手工钨极氩弧焊采用H0Cr20Ni10Nb焊丝,手工电弧焊采用A137焊条,手工电弧焊填充时采用多层多道焊,焊接过程中要短弧焊接、小幅度摆动,灭弧动作快;
b:合金钢管道 A335 P11采用手工钨极氩弧焊打底定位,手工电弧焊填充和盖面,焊前进行预热,预热温度为200-250℃,达到此温度范围后保温30-40min开始施焊,手工钨极氩弧焊采用R30焊丝,手工电弧焊采用R307焊条,手工钨极氩弧焊采用过桥式氩弧焊,施焊后将定位焊缝磨掉,定位焊缝长10-20mm,高2-4mm,数目不少于4处,沿坡口圆周均匀分布;手工电弧焊填充时采用小摆动多层多道焊,焊接因故中断后重新施焊前要进行着色检验;
c: 碳素钢管道 20# A106采用手工电弧焊焊接,先用H08Mn2SiA打底一层,再用J427焊条填充盖面;
(4)焊接热处理:采用自动记录温控热处理加热带,
a:管道材质A312 TP347,热处理温度控制在900±10℃,升温速度控制在170℃/h-190℃/h,保温时间2-3h,结束后冷却至700℃时空冷;
b:管道材质A335 P11,热处理温度控制在720-760℃,升温速度控制在180-220℃/h,保温时间2-3h,结束后冷却至300℃空冷;
c:管道材质20# A106不需要热处理;
(5)检测与试验:
a:对焊缝进行100%拍片检测;
b:管道安装完毕后对管道系统进行强度试验和严密性试验;
c:管道强度试验与严密性试验完成后对高压高温管道做气密性试验。
作为本发明的一种改进,步骤(2)所述坡口的制备采用机械加工和等离子切割加工方式。
作为本发明的一种改进,步骤(3)c焊接后选用岩棉对管道进行覆盖缓冷。
作为本发明的一种改进,步骤(3)c使用J427焊条前,须将J427焊条经350℃烘焙1h,并随烘随用。
本发明的有益效果是:
本发明所述的石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,结合项目特点,从坡口加工工艺,焊工管理、焊接工艺、热处理、检测及试验等方面对石油化工装置工程建设中高压高温管道分材质区别处理,提高施工质量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明所述的石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,包括以下方面:
1、管道主要参数
名称 | 材质 | 设计压力MPa | 设计温度℃ |
不锈钢无缝管道 | A312 TP347 | 9.6-19.48 | 300-454 |
合金钢无缝钢管 | A335 P11 | 16.14-19.44 | 290-343 |
碳钢无缝管道 | 20#/A106 | 9.6-22.72 | 280-399 |
针对上述管道,工艺的第一步是坡口制备
高温高压管道焊接质量的首要因素是管道的坡口制备,有因管道壁厚较厚,现场加工难度大,且容易产生加工缺陷,给后续焊接带来质量缺陷;
本发明的管道坡口采用单面“V型”坡口,坡口制备采用机械加工和等离子切割加工方式,坡口加工时,对坡口角度进行检查,控制坡口角度α≈65°,严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸,以确保打底焊缝彻底熔透;坡口表面的应进行清理、打磨,不得有油污、毛刺、氧化皮等。
不锈钢、铬钼合金钢和材料标准抗拉强度大于或等于540MPa钢材的管子坡口进行100%着色检查,保证坡口加工质量。
第二步是不同材质的管道有不同的焊接方法
高压高温管道材质多如20#、A106、A312 TP347、A335 P11,且管壁厚。管道焊接是管道安装的关键工序,焊接质量是管道安装质量的重要环节。奥氏体不锈钢A312 TP347焊接时易出现晶间腐蚀和焊接热裂纹, A335 P11耐热钢的焊接性较差,容易产生冷裂纹,因此在实际的工程焊接施工中必须根据材质、焊接方法、焊接材料、焊口热处理类别选用焊接工艺评定,编制焊接作业指导书、焊接工艺卡指导现场焊接,以保证焊接质量。
(1)奥氏体不锈钢 A312 TP347焊接残余应力的存在加速了腐蚀的速度,焊接背面氧化影响焊接质量,因此采用手工钨极氩弧焊(H0Cr20Ni10Nb焊丝)打底,手工电弧焊(A137焊条)填充和盖面。手工电弧焊封底的第一层是保证焊接质量的关键,施焊时认真仔细,严格按焊接工艺规定操作,保证背面焊缝成形良好。手工电弧焊填充时采用多层多道焊、焊接过程中,应采用短弧焊接、小幅度摆动,灭弧动作要快,不得随意拉长电弧。
(2)合金钢管道 A335 P11 焊接性较差,容易产生冷裂纹,因此采用手工钨极氩弧焊(R30)打底, 手工电弧焊(R307焊条)填充和盖面。焊前应进行预热,预热温度通过红外线测温仪进行控制,预热温度控制在200-250℃,达到此温度范围后保温30min开始施焊。定位焊采用过桥式氩弧焊,正式施焊焊到该位置时要求将定位焊缝磨掉。定位焊缝长10-20mm,高2-4mm,数目不少于4处,沿坡口圆周均匀分布。手工电弧焊填充时采用小摆动多层多道焊,焊接因故中断后重新施焊前要进行着色检验。
(3) 碳素钢管道 20# A106采用手工电弧焊焊接,先用H08Mn2SiA打底一层,再用J427焊条填充盖面,焊接后选用岩棉对管道进行覆盖缓冷,以减少焊接裂纹。使用J427焊条前,须将J427焊条经350℃烘焙1h,否则易产生气孔、夹渣、裂纹等缺陷,并焊条随烘随用,不能反复烘焙(烘好了不用,下次使用前再烘),防止药皮酥脆、脱落。
第三步焊接热处理
高温高压管道焊接完成后需要进行焊后热处理,改善焊缝机械性能;
热处理施工尽可能安排在晴好的白天进行,如果在雨天实施热处理施工,必须采取有效的措施,保证热处理对象不被淋湿。焊接接头两端的管段应垫实、支撑牢固,防止高温下变形,被处理件的管道内不得有穿堂风、积水或蒸汽。保证热处理施工质量。
管道材质A312 TP347焊后易出现晶间腐蚀,应力腐蚀开裂,需要及时进行稳定化处理能够形成稳定碳化物,起到了牺牲Nb元素保护铬元素的目的,因而有效的消除了晶间腐蚀倾向。稳定化处理温度控制在900±10℃,升温速度控制在170℃/h-190℃/h,保温时间结束后冷却至700℃时空冷。
管道材质A335 P11焊接性较差,容易产生冷裂纹,焊后热处理能消除焊接残余应力,改善接头的组织和力学性能并能大幅度降低焊缝的含氢量,增加管道的塑性和韧性,从而减少产生冷裂纹的倾向。热处理温度控制在720-760℃,升温速度控制在180-220℃/h,保温时间结束后冷却至300℃自然冷却,以保证焊件使用性能。
管道材质20# A106焊接变形较小,焊接应力也非常小,不需要进行消除应力热处理。
第四步检测与试验
(1)高压高温管道在施工前对管子与管件外表面逐件进行表面无损检测。
(2)高压高温管道焊接完成后对焊缝进行100%拍片检测,保证焊接质量。
(3)高压高温管道安装完毕后应对管道系统进行强度试验和严密性试验,保证安装完成管道的力学性能和管道连接的质量。管道强度试验与严密性试验完成后应对高压高温管道做气密性试验,保证生产中安全运行。
本方面介绍了石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,在项目施工过程也取得了很好的效果,从坡口制备管理、焊工管理、焊接工艺管理、热处理施工管理、检测与试验管理保证了高温高压管道焊缝一次合格率达到99%,其中A312 TP347材质无损检测拍片一次合格率100%,高温高压厚壁管道在化工装置中越来越多的使用,安装质量是其安全运行的保证,此施工方法不仅能够满足其施工质量要求,另一方面也提高管道正常运行时间,有较好的实用性。为很好的掌握运用高温高压厚壁管道安装技术提供参考。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
Claims (4)
1.石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)准备管道,管道种类分为1、不锈钢无缝管道,材质为A312/TP347,壁厚10-16mm,2、合金钢无缝钢管,材质为A335 P11,壁厚10-16mm;3、碳钢无缝管道,材质为20#/A106,壁厚10-16mm;
(2)坡口制备:管道坡口采用单面“V型”坡口,坡口角度α为60-70°,坡口表面进行清理、打磨,清除油污、毛刺、氧化皮;
不锈钢、铬钼合金钢和材料标准抗拉强度≥540MPa钢材的管道坡口进行100%着色检查;
(3)焊接管理:
a:奥氏体不锈钢管道 A312 TP347采用手工钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充和盖面,其中手工钨极氩弧焊采用H0Cr20Ni10Nb焊丝,手工电弧焊采用A137焊条,手工电弧焊填充时采用多层多道焊,焊接过程中要短弧焊接、小幅度摆动,灭弧动作快;
b:合金钢管道 A335 P11采用手工钨极氩弧焊打底定位,手工电弧焊填充和盖面,焊前进行预热,预热温度为200-250℃,达到此温度范围后保温30-40min开始施焊,手工钨极氩弧焊采用R30焊丝,手工电弧焊采用R307焊条,手工钨极氩弧焊采用过桥式氩弧焊,焊接后将定位焊缝磨掉,定位焊缝长10-20mm,高2-4mm,数目不少于4处,沿坡口圆周均匀分布;手工电弧焊填充时采用小摆动多层多道焊,焊接因故中断后重新施焊前要进行着色检验;
c: 碳素钢管道 20# A106采用手工电弧焊焊接,先用H08Mn2SiA打底一层,再用J427焊条填充盖面;
(4)焊接热处理:采用自动记录温控热处理加热带,
a:管道材质A312 TP347,热处理温度控制在900±10℃,升温速度控制在170℃/h-190℃/h,保温时间2-3h,结束后冷却至700℃时空冷;
b:管道材质A335 P11,热处理温度控制在720-760℃,升温速度控制在180-220℃/h,保温时间2-3h,结束后冷却至300℃空冷;
c:管道材质20# A106不需要热处理;
(5)检测与试验:
a:对焊缝进行100%拍片检测;
b:管道安装完毕后对管道系统进行强度试验和严密性试验;
c:管道强度试验与严密性试验完成后对高压高温管道做气密性试验。
2.根据权利要求1所述的石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,其特征在于:步骤(2)所述坡口的制备采用机械加工和等离子切割加工方式。
3.根据权利要求1所述的石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,其特征在于:步骤(3)c焊接后选用岩棉对管道进行覆盖缓冷。
4.根据权利要求1所述的石蜡基润滑油加氢装置里的管道加工工艺,其特征在于:步骤(3)c使用J427焊条前,须将J427焊条经350℃烘焙1h,并随烘随用。
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