管道工厂化预制技术在石化装置机电安装中的应用

(整期优先)网络出版时间:2021-02-24
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管道工厂化预制技术在石化装置机电安装中的应用

吉兴超

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摘要:随着社会经济的发展,石油及化工装置呈现大型化、集成化,其工艺管道呈现复杂化、分布高度密集化。管道施工量巨大,介质复杂、焊接量大、工艺质量要求高、信息繁多等。鉴于以上情况,为便于施工质量层层控制和施工进度的稳定调控,将管道施工划分为工厂预制及现场安装两个阶段。鉴于此,文章结合笔者多年工作经验,对管道工厂化预制技术在石化装置机电安装中的应用提出了一些建议,仅供参考。

关键词:管道工厂化;预制技术;石化装置;机电安装

引言

随着石油工业的发展,越来越多的跨国公司开始在国内进行建设和投资,我国石油化工业发展迅速,这也对其提出了更高的发展要求,提高了国际竞争优势。因此提高管道工程建设水平至关重要。因为在石化装置中管道工程的任务量最大,施工周期较长,通常情况需要使用大后壁高压管,对安装水平及焊接的要求较高,所以强化施工组织设计工作,高效地完成施工任务,对保证石化装置按期完成起到了重要的作用。

1工厂化管道预制的优势

1.1 在进度方面的优势

不受现场地方和施工流程的管制管道工厂化预制可以同时进行管道预制施工,不受现场施工场地的限制,只要图纸和材料具备了,即可开展相应管道预制工作。这样相当于可将管道施工工作提前,甚至与现场土建施工工作同步进行。例如,神华宁煤制油项目,在工厂开展管道预制工作时,现场还处在土建及钢结构施工状态。

1.2有利于质量控制

采用先进的焊接设备,焊接质量控制更加标准化,保证了焊接质量的稳定性。此外,通过预制安装管理软件、BIM和PDSOFTPiping设计软件以及二维码技术能够实现管道预制的精细化管理,确保工厂预制与现场实际的无缝对接,从而提升管道工程的整体质量水平。

1.3施工环境好,管道内洁度高

现场的施工预制场地都比较简陋,且场地环境方面也比较差。而专门的预制工厂通常都有比较宽敞的室内厂房,预制环境的内洁要求也更容易达到。在非常宽敞、干净的厂房预制,相对于现场的环境,更能保证管道焊接质量和焊接后管道内部的内洁程度,避免现场预制时管道内部常带有大量的泥沙和金属碎屑,增加后续管道吹扫的工作量和难度。施工机具专业化,配有大型自动焊接设备,有利于保证焊接质量,现场施工单位的机具也不如专业预制厂内的机具完备和专业。专业的预制工厂都有很好的机械装备,不但有宽敞的钢结构厂房、多的大型机械之外,还有管道专用的抛丸除锈机、管道很快切断坡口机、等离子切割机、预制弯管自动焊机、预制悬臂自动焊机、大型热处理和无损检测设备等;而现场施工单位预制时只有简单的切割机、砂轮机、小型单人电焊机设备、简易的热处理设备和小型无损检测设备等。

2管道预制加工工作流程

预制及验收工作流程:二次详图设计→设计交底→排料、领料、下料→坡口加工→组对点焊→点焊检验→焊接→外观检验→无损检测→标识→记录→封堵、存放→移交安装。流程说明:①预制加工厂负责人根据设计提供的管道施工图进行二次详图设计,并报工程技术科审核确认。将详图信息(详图号、管段、焊口、支架等)录入计算机数据库,作为预制管道管理依据。②预制加工厂负责人根据二次详图设计制定月(季)度预制计划和进料计划,并向物资装备科提供进料计划,作为进料、领料参考资料。③预制加工厂负责人按技术方案和焊接工艺对预制操作进行技术交底,并按预制计划发放详图。④预制加工厂负责人按预制计划和详图进行排料,到管段原材库领料,并安排下料。⑤坡口加工操作员操控锯床和切割机进行管段的切割、坡口加工及打磨。⑥机械组对操作员进行管段的组对工作,组对后由焊工进行点焊。⑦自动焊接操作员操控悬臂式管道自动焊机,按设计详图进行焊接。⑧由质检员进行外观检查和无损检测,完成的合格焊口由预制加工负责人录入计算机,并在详图上进行标识。无损检测结果由质检员录入电脑,定期检查探伤比例完成情况并向预制加工厂负责人汇报进展状况。需返修时,由质检员通知相关作业人员实施返修、确认、报批、复验、登记等工作。⑨管段预制整体完成后,由预制加工厂负责人在计算机中做出特殊标记,并通知质检员进行整体检查。⑩质检员检验合格后,报总工程师、监理进行抽查检验,全部检验合格后,附二维码标识,存放于成品库。

3管道工厂化预制技术在石化装置机电安装中的应用

3.1运用系统化数据库管理技术实现项目施工数字化管理

项目焊口总量多、施工工序复杂,由此产生的图纸管理、施工进度管理、材料管理、焊口无损检测管理、管段预制管理等方面的数据信息量十分庞大且繁杂,施工过程管理难度高。通过建立图纸、材料、焊接、管段四大数据库,实现对管道施工数字化全过程管理,使得施工计划有据可依、进度实时掌握、过程记录清晰详细。

3.2预制工厂的选择

由于工厂化预制要求原材料先运到工厂,预制后再将管段运到现场。因此预制工厂地点的选择就非常重要,应尽量处在原材料至现场的路线上,否则将会增加额外的运输费用。因此预制工厂应尽量靠近原材料所在地或靠近现场,涉外项目应尽量靠近港口。例如某国外项目所选预制工厂的位置既靠近原材料所在地又处在港口城市,预制好后可就近装船出港运到现场,几乎没有额外的运输费用增加。

3.3用氩弧焊内送丝打底+电弧焊盖面的焊接工艺实施要点

焊接方式采用氩弧焊内送丝打底+电弧焊盖面的焊接工艺进行焊接,采用内送丝焊接方式,焊丝端部始终处于管道内壁熔化,管道内壁焊缝成型面可靠,该焊接方式具有效率高、焊缝成型好等特点。(1)管道焊口定位焊的焊接工艺要求与正式焊接相同,并应由同一焊工施焊。打底(2)采用氩弧焊内送丝打底,第一道焊缝不合格就作废,内侧表面需要高出母材1mm~3mm,并且光滑均匀。氩弧焊焊接手法采用摇摆焊,把焊枪喷嘴直接压在管壁坡口内,利用手腕大幅度摆动,使喷嘴与坡口两侧摩擦缓慢向前移动,用电弧加热并熔化坡口钝边及填入焊丝来形成焊缝。(3)盖面焊,盖面焊(1)大管盖面大于3道小于等于5道,表面光滑均匀;小管盖面焊缝为2道,焊缝余高控制在2mm~3mm。(2)除工艺有特殊要求外,每道焊缝均应一次连续焊完,焊缝宽度不得超过3倍焊条直径,且不得大于10mm。(3)焊后外观检查不得有咬边、夹渣、余高过高、过度氧化、未焊透、未熔合、内凹等现象。

结束语

在施工现场安装过程中,预制管道组合件能否对口,管道具体位置及坡度是否符合设计要求,都是需要仔细考虑的问题。通常情况下会选择三次元管道作为石化安装管道,其管线较长,并且工作量非常大。因此在进行管道组合件工厂化时需要从该管道开始,选择合理的位置留置焊接接口,并合理延长预留管段。总的来说,提高管道施工工艺水平,应该加强对技术的研究力度,降低施工成本,确保工程质量,施工部门需要加大资金投入力度,提高工厂化预制水平,进而有效解决问题。

参考文献

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