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第一节 基本施工技术

 汇聚0005 2017-10-16

焊接热处理整体热处理无损检测超声波检测脱脂酸洗和钝化水压强度试验气密性试验吊装桅杆滑移法吊装扳转法吊装设备组对与安装坡口检查及加工施工质量检验焊接质量检验单体试车联动试车

一、切割与焊接

工程中常用的热切割方法有氧-燃气切割,等离子切割及碳弧气刨等。

(一) 切割

1. 氧——燃气切割

氧——燃气切割是利用可燃气体在氧气中剧烈燃烧时所产生的火焰热量,将工件切割处预热到一定温度后,喷出高速切割氧流,使金属燃烧并放出热量而实现连续切割的方法。氧一燃气切割简称气割。常用的气割用可燃气体有乙炔、液化石油气和氢气等。

气割过程是预热—燃烧—吹渣的过程,是依靠氧化(燃烧)反应来顺利进行切割,因此被气割的金属必须符合一定的条件:

(1)金属燃烧时产生的溶渣(氧化物)的熔点必须低于金属的熔点,且流动性要好。

(2)金属的燃点应低于金属的熔点。

(3)金属在切割氧中燃烧的发热量与预热火焰提供的热量之和能保持切口达到燃烧温度。

符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢等,钢中随着含碳量的增加,熔点降低,燃点却增高,使气割不易进行。含碳量大于0.7%的高碳钢,其燃点比溶点略高,必须将割件预热到400~700℃才能进行切割。当含碳量大于1%~1.2%时,割件就不能进行正常切割。

氧——燃气切割的工艺参数有预热火焰能率、氧气压力、切割速度、割炬离工件表面的距离及割炬的倾角等。

预热火焰的作用是把金属加热到能在氧气流中燃烧的温度,同时使钢材表面的氧化皮剥离和熔化。预热火焰的能率由割炬的型号和割嘴的大小决定。火焰能率太大,会使切口上边缘的棱角变圆,并使粘附在工件下表面的熔渣增多,而影响切割质量。当火焰能率过小时,割件得不到足够的热量,使切割速度减慢,甚至切割过程发生困难。预热火焰的能率应根据切割工件的厚度来选择。

氧气压力根据切割工件的厚度选择。切割氧压力太小,气割过程氧化反应缓慢,在切口背面形成溶渣粘结物,甚至使切割无法正常进行。氧气压力太大,不但浪费氧气,而且会使切口变宽,切口表面粗糙,切割速度反而减慢。

切割速度与工件厚度和使用的割嘴形状有关。切割速度合适时,火焰和熔渣以接近于垂直的方向喷向工件的底面,切口质量好,粘渣少。切割速度过慢时,会使切口上缘熔化,切口宽度增加。切割速度过快时,使后拖量增大,甚至切割不透。切割速度合适与否通常根据割缝的后拖量判断。所谓后拖量是切割过程中工件底层金属比上层金属燃烧迟缓的距离,也就是切割氧流的轨迹在切割工件上的始点与终点间沿水平方向的距离,如图 7-1-1所示。

后拖量为切割工件厚度的10%~15%时,可以认为切割速度是合适的,切口质量也较好。产生过大后拖量的原因主要与氧气的纯度和氧流的供应量不足有关。

图7-1-1 切割时的后拖量图

割嘴离工件表面的距离,根据预热火焰及工件的厚度而定,一般为3~5mm。当工件厚度较大时,由于预热火焰能率较大,割嘴与工件表面间的距离可适当增大,以免因割嘴过热和喷溅的熔渣堵塞喷嘴孔而引起回火。

割炬的倾角,直接影响切割速度和后拖量。当割炬沿切割方向后倾一定角度时,能使氧化燃烧而产生的熔渣吹向切割线的前缘,这样可充分利用燃烧反应产生的热量来减少后拖量,提高切割速度。当工件厚度大于20mm时,一般应使割炬垂直于工件表面进行切割。

氧——燃气切割有手工切割、半自动切割和自动切割之分。手工切割方便灵活,但生产率低,劳动强度高,同时要求操作者有较高的技术熟练程度,而半自动切割和自动切割是局部或完全依靠机械装置完成切割,因而生产率高,劳动强度小,切割成本低,质量好。目前,光电跟踪切割和数控切割等机械化自动切割技术已在生产中得到应用。

2. 等离子弧切割

等离子弧切割是利用高温高速的等离子弧为热源,将被切割件局部熔化,并借助高速气流的机械冲刷力,将已熔融的金属强制吹走而形成一个狭窄割缝,以实现切割过程。

由于等离子弧切割具有能量集中,温度和热效率高等特点,所以是一种比较理想的切割热源,它可以切割氧—乙炔焰和普通电弧所不能切割或难以切割的铝、铜、镍、钛、不锈钢和高合金钢等以及任何难熔的金属和非金属。且切割速度快,生产效率高,热影响区小,变形小,割口比较狭窄、光洁、整齐、不粘渣、质量好。目前铝合金切割的厚度可达250mm,不锈钢可切割厚度为180mm。

等离子弧切割均采用具有陡降外特性的直流电源,要求具有较高的空载电压和工作电压。通用电源类型有两种:一种是利用两台以上普通旋转直流弧焊机串联;另一种是专用硅整流器电源,电极多采用钍钨极或铈钨极二种。工作气体通常采用氮、氩、氢以及它们的混合气体。使用最广的是氮气,因为它的成本低,化学性能不活泼,使用时危险性较小。氮气纯度应不低于99.5%,若其中含氧或水气量较多时,会造成钨极严重烧损。氩气是惰性气体,它的电离电位较氮、氢低,容易热电离,使电弧燃烧稳定,可获得较高的温度,但其成本较氮气高。氩气纯度一般在95%以上即可满足要求。氢气具有较大的热传递能力,在工作气体中混入氢气,会明显地提高等离弧的热功率。但氢是一种可燃气体,与空气混合后易燃烧或爆炸,故不常单独使用,多与其它气体混合使用。

近年发展起来的空气等离子弧切割在生产中得到了广泛的应用。空气等离子弧切割以压缩空气作为工作气体和排除熔化金属的气流,气体来源方便(由空气压缩机提供),切割成本低。压缩空气在电弧中加热后分解和电离,生成的氧与切割金属发生放热反应,加快了切割速度。但是由于空气等离子弧切割时,电极会受到剧烈的氧化,所以一般采用镶嵌式纯锆或纯铪电极,不能采用纯钨电极或氧化物钨电极。即使采用纯锆、纯铪电极,它的工作寿命一般也只有5~10h。

等离子弧切割的工艺参数有切割电流、空载电压、气体流量、切割速度、割炬距工件距离、电极端部与喷嘴的距离等。

切割电流应根据一定的电极和喷嘴来选择。电流过大易烧损电极和喷嘴,且容易产生双弧,烧毁喷嘴。

空载电压高,易于引弧和稳定燃烧,一般切割时,空载电压应为150~200V。切割大厚度板材和用双原子气体作为工作气体时,要相应提高空载电压。由于空载电压高,需特别注意安全。

增加气体流量,既能提高工作电压,又能增强对电弧的压缩作用,使等离子弧的能量更集中,有利于提高切割速度和切割质量,气体流量应与喷嘴孔径相适应。当气体流量过大时,由于电弧能量被冷却的气流带走,使切割速度降低,还会使电弧不稳定,导致切割过程不能正常进行。

切割速度主要取决于材质、板厚、切割电流、切割电压、工作气体种类和流量、喷嘴形状和结构等。在电弧功率不变的情况下,提高切割速度能提高生产率,并使割缝变窄、割缝两侧的热影响区较小。合适的切割速度能消除割口背面的粘渣。

割炬的喷嘴距工件表面的距离一般为4~7mm,这样不仅能得到较窄的割缝,而且切割过程稳定。空气等离子弧切割时,距离还可略小。割矩应与工件表面垂直,但有时为了便于排除熔渣,割矩也可采用一定的后倾角。

钨极端部与喷嘴的距离是关系到电弧是否能得到良好的压缩。距离太大,对工件加热的效率降低,甚至破坏电弧的稳定性。距离太小,在切割过程中易造成钨极与喷嘴短路而烧坏喷嘴。这段距离一般取8~11mm。

表7-1-1、表7-1-2列出了等离子弧切割的工艺参数选择实例。

表7-1-1  一般等离子弧切割工艺参数

材料 工件厚度(mm) 喷嘴孔径(mm) 空载电压(V) 切割电流(A) 工作电压(V) 氮气流量(L/min) 切割速度(cm/min)
不锈钢 8 3 160 185 120 32~36 75~83
20 3 160 220 120 35~38 53~67
30 3 230 280 135 42 58~61
45 3.5 240 340 145 45 34~42
铝合金 12 2.8 215 250 125 73 130
21 3.0 230 300 130 73 125~130
34 3.2 240 350 140 73 58
80 3.5 245 350 150 73 17
碳钢 50 7 252 300 110 17.5 17
85 10 252 300 110 20.5 8

表7-1-2 空气等离子弧切割工艺参数

材料 工件厚度(mm) 喷嘴孔径(mm) 空载电压(V) 切割电流(A) 工作电压(V) 氮气流量(L/min) 切割速度(cm/min)
不锈钢 8 1 210 30 120 8 20
6 1 210 30 120 8 38
5 1 210 30 120 8 43
碳钢 8 1 210 30 120 8 24
6 1 210 30 120 8 42
5 1 210 30 120 8 56

3. 碳弧气刨

碳弧气刨是利用碳棒或石墨棒作为电极,与工件之间产生的高温电弧,把金属的局部加热到熔化状态,同时利用压缩空气的气流将熔化金属吹除,从而达到对金属进行“刨削”或切割的目的。

碳弧气刨操作方便,灵活性高,可进行全位置操作。与砂轮或风铲相比噪音小、效率高,在某些机械可达性差的部位更有优越性。特别是在清除焊缝缺陷或清理焊根时,能在电弧下清楚地观察到缺陷的形状和深度。

碳弧气刨能切割氧-乙炔焰无法切割的一些金属,如铸铁、有色金属及其合金。但是碳弧气刨的烟雾和粉尘污染较大,弧光辐射强烈,对被切割材料有渗碳的可能。对有耐腐蚀要求的不锈钢材料不宜采用。

碳弧气刨的工艺参数有电源极性、电流与碳棒直径、空气压力、刨削速度等。

碳弧气刨采用直流电源,对电源的特性要求与手工电弧焊相同,即要求具有陡降的外特性和较好的动特性。直流手工电弧焊机和具有陡降特性的各种直流弧焊设备都可以充当碳弧气刨电源。因碳弧气刨一般使用电流较大,连续工作时间较长,应选用功率较大的直流电源。极性多采用直流反接,气刨过程稳定,刨槽光滑。

刨削电流与碳棒直径成正比关系,一般可按经验公式选用刨削电流。

I = (30~50)d    (7-1-1)

式中:I——刨削电流(A);

d——碳棒直径(mm)。

对于一定直径的碳棒,如果使用较小的电流,则电弧不稳定,容易产生夹碳缺陷。一般使用较大的刨削电流,不但可提高刨削速度,而且刨槽表面光滑。但电流过大时,碳棒烧损严重,甚至熔化,造成渗碳。

碳棒直径还与刨槽宽度有关。直径越大,刨槽越宽。一般碳棒直径应比要求的刨槽宽度小2~4mm。

压缩空气的压力,会直接影响刨削速度和刨槽的表面质量。应注意限制压缩空气中的水份和油份,在管路上装设过滤分离装置,予以去除。

刨削速度对刨槽尺寸和表面质量、刨削过程的稳定性有一定影响。刨削速度需与刨削电流相匹配。刨削速度过快,易造成碳棒与工件短路,使电弧熄灭,影响刨削过程的正常进行。

手工碳弧气刨时,碳棒的外伸长度一般为80~100mm。由于碳棒的烧损,刨削过程中要断续调整外伸长度,以保证压缩空气能及时将熔渣顺利吹除。

(二) 焊接 TOP

焊接是通过加热或加压,或两者兼用,并且用或不用填充材料,使焊件达到原子结合的一种加工方法。焊接不仅可以连接金属,还可以连接塑料、玻璃、陶瓷等非金属。在石化建设中,焊接主要用于连接金属材料。

按焊接时的工艺特点和母材金属所处的状态,可以把焊接方法分为熔化焊、压焊和钎焊三类。熔化焊是目前应用最广泛的焊接方法,最常用的有手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊及气焊等。

1.手工电弧焊

手工电弧焊简称手弧焊,是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。操作时,焊条和焊件分别作为两个电极,利用焊条与焊件之间产生的电弧热量来熔化焊条及焊件金属,冷却后形成焊缝。

(1)焊接特点:设备简单、操作灵活。可在室内、室外及各种空间位置焊接,对于不同接头形式,均能方便地进行焊接。同时,焊条品种齐全,可按技术要求选配与母材相应的焊条,能获得性能优良的焊缝。合理的焊接程序可以控制焊件的焊接变形。

(2)适用范围:可焊接碳钢、低合金高强度钢、不锈钢及耐热钢。也可用于铸铁、铝、铜及其合金的焊接。

手工电弧焊由于受到使用电流范围和焊条长度的限制,其熔敷率较低,进行长焊缝焊接时需不断地更换焊条,每道焊缝焊后必须清除溶渣,增加了辅助时间,降低了焊接生产率、劳动强度大,焊接质量受焊工操作水平和体力影响。但是,随着重力焊条、铁粉焊条、立向下焊焊条等高效或专用焊条,以及低毒焊条不断地被广泛应用,故手弧焊方法仍在某些焊接上被广泛应用,并得到进一步的发展。

2.埋弧焊

埋弧焊是一种靠电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其实质与使用焊条的手弧焊一样,属于以熔渣保护为主的气-渣联合保护的电弧焊。埋弧焊分自动埋弧焊和半自动埋弧焊两种。自动埋弧焊的送丝、行走全由机械装置完成,应用很普遍。半自动埋弧焊的送丝由机械装置完成,但行走靠手工操作,目前已很少应用。埋弧焊的焊接材料主要是焊剂和焊丝。

(1)焊接特点

埋弧焊的熔敷率高,是手弧焊的5~10倍。焊缝成形美观、质量好,由于采用焊剂保护,可采用大电流进行焊接,能获得较大的熔深,根据焊件不同的厚度,可采用I形坡口或开小角度坡口,提高了生产率、节省了焊接材料。

容易实现焊接过程自动化,同时无弧光辐射,改善了焊工劳动条件。

一般用于长焊缝的焊接。对短焊缝、小直径环缝纵缝、形状不规则焊缝、以及处在狭窄空间位置焊接,薄板的焊接等均受到限制。

埋弧焊焊接看不见电弧,对坡口加工与装配要求较高,同时这种方法占地面积较大,设备投资费用也较高。目前,多丝、带极和窄间隙埋弧焊等特种形式的工艺方法已应用于生产,提高了产品质量和效率。

(2)适用范围

主要用于碳素钢、低合金高强钢、耐热钢以及不锈钢长焊缝的水平位置焊接,特别适用于板厚20mm以上的纵、环缝焊接。也可以进行不锈钢和低合金高强钢的带极堆焊,这种焊接方法已在锅炉压力容器、金属结构等广泛应用。

3.气体保护电弧焊

气体保护电弧焊是用外加气体作为电弧介质,并保护电弧、金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属性能的电弧焊方法。在施工中常用的外加气体有氩气、氦气、二氧化碳气、氩和二氧化碳的混合气体等。

(1)焊接特点

明弧焊接,熔池可见度好,操作方便,适用于各种空间位置的焊接,有利于实现机械和自动化。

电弧在保护气体的压缩下热量集中,焊接熔池和热影响区较小,因此焊件的变形和裂纹倾向不大,尤其适用于薄板焊接。

采用氩、氦等惰性气体作保护,焊接化学性质活泼的金属和合金时,具有很高的焊接质量。但引弧较困难(因氩、氦电离电位高)。

焊接区的保护气体,抗外界干扰能力弱,电弧的光辐射较强、焊接设备较复杂。

(2)适用范围

用氩气作为保护气体的电弧焊,特别适宜焊接化学性质活泼的金属,例如不锈钢、铝、镁、钛及其合金。通常适用0.5~5mm范围的薄板或管子的全位置焊接。氩弧焊还常使用在锅炉及压力容器重要受压元件根部的打底焊,从而确保焊缝根部的焊接质量。

用CO2气体或其它混合气体作为保护气体的电弧焊,可用于低碳钢、低合金钢的薄、中及厚板的全位置焊接。在压力容器、锅炉制造中,一些支座角焊缝、容器附件、膜式水冷壁的焊接,CO2气体保护焊已逐步取代手工电弧焊。

4.气焊

气焊是利用气体火焰作热源的焊接方法,最常用的是氧乙炔焊。气焊是一种由化学能转为热能的熔化焊方法。气焊工艺参数一般包括火焰种类、火焰能率、焊炬倾斜角、焊接方向和焊接速度等。焊接材料包括焊丝牌号及直径、气焊熔剂。气焊与电弧焊比较,有以下特点:

(1)气焊火焰温度低,热量较分散,热影响区变形大,生产效率低,不易焊接较厚的工件。

(2)焊接时焊缝金属的保护较差。气焊通常采用光焊丝作为填充金属,即使在焊接有色金属、铸铁等焊件时,采用硼酸、硼砂等熔剂作为保护措施,其效果也不如电焊条的药皮,且氧—乙炔火焰的气流直接和熔池接触,氧、氮、氢等有害气体侵入机会增加,容易产生气孔、夹渣等缺陷。

(3)气焊设备简单,移动方便,在无电力供应地区也可以方便地进行焊接。气焊适合于焊接薄钢板(厚度为0.5~2mm)、有色金属和铸铁等焊接。气焊工艺参数一般包括火焰种类、火焰能率、焊炬倾斜角、焊接方向和焊接速度等。焊接材料包括焊丝牌号及直径、气焊熔剂。

二、热处理  TOP

把金属加热到一定的温度并保持一段时间,然后以一定的速度或方法使之冷却,得到所需要的显微组织或性能的操作工艺,称为热处理。现场施工中的热处理对象主要指管道或容器的焊接接头,通过不同的热处理工艺能有效地防止焊接部位的脆性破坏、延迟裂纹、应力腐蚀等。通过不同的热处理,既可以使焊接残余应力松弛,淬硬区软化;也可以改善金相组织,降低含氢量,提高耐腐蚀性、冲击韧性、懦变极限等。

(一) 焊前预热

焊前预热可以减少焊缝与母材金属间的温度差,是防止焊接裂纹产生的有效措施之一,可以减小焊接应力与变形。尤其是对低合金高强度钢的焊接,焊前预热是防止焊接裂纹产生的主要工艺措施,当焊接条件比较恶劣(如产品结构刚性大、钢材可焊性差或环境温度低等)时,如果采取较好的预热方法,可保证焊接质量。

一般来说,预热加热的范围,对于焊接接头每侧,其加热宽度不小于板厚的5倍,且不小于100mm。在坡口两侧一定范围内保持一个均热带,其方法有火焰加热、工频感应加热、红外线加热等。

预热温度的选择与很多因素有关,主要与钢材的淬火倾向大小(即决定于钢材的碳当量)、焊接时的冷却条件以及结构的刚性有关。钢材的淬火倾向大,冷却速度快,结构刚性大,其预热温度就越高。但预热温度太高,对焊接质量也是不利的,会使焊接接头中的碳化物沿晶界析出,或形成铁素体组织,韧性大大下降。常用金属材料焊前预热温度参见表 7-1-3。

表7-1-3 常用管材焊前预热及焊后热处理工艺条件

钢种 焊前预热 焊后热处理
壁厚δ(mm) 温度(℃) 壁厚δ(mm) 温度(℃)
C ≥26 100~200 >30 600~650
C-Mn ≥15

 

150~200 >20
Mn-V 560~590
C-0.5Mo 600~650
0.5Cr-0.5Mo  

650~700

1Cr-0.5Mo ≥10 150~250 >10
1Cr-0.5Mo-V ≥6 200~300  

>6

700~750
1.5Cr-1Mo-V
2.25Cr-1Mo
9Cr-1Mo 250~350 任意壁后
2Cr-0.5Mo-WV  

750~780

3Cr-1Mo-Vti
12Cr-1Mo-V
5Cr-1Mo 任意壁厚 200~300 700~750
2.25~3.5Ni 100~150 ≥19 600~630

(二) 焊后热处理

1.焊后热处理的目的

焊后热处理的目的,一是改善焊接接头的组织和性能,使淬硬区软化,降低硬度,提高冲击韧性和蠕变极限,防止焊接结构的脆性破坏;二是可以使焊接残余应力松弛,防止延迟裂纹的产生,提高焊件的可靠性和寿命;三是提高焊接接头的抗腐蚀性能。根据不同的热处理工艺,可得到不同金相组织,以获取所需的性能要求。

2.焊后热处理的范围

除设计图纸有明确规定外,常用钢材焊接接头热处理范围按下述规范确定:

(1) 压力容器的焊后热处理执行GB150-1998《钢制压力容器》的有关规定

(2) 管道焊接接头焊后热处理执行SH3501-1997《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》的有关规定;

(3) 现场设备,工业管道焊后热处理执行GB50236-1998《现场设备、管道焊接工程施工及验收规范》的有关规定。

3.焊后热处理的分类

(1) 高温回火

高温回火又称消除应力退火,是将焊件加热到Ac1以下某一温度,保温一段时间,然后缓冷。其主要目的是用来提高焊接接头的冲击韧性和消除焊接残余应力,也可以降低焊缝硬度、改善机械加工性能。高温回火常用于锅炉合金钢管及压力容器焊缝的焊后热处理。在进行高温回火时,应注意以下问题:

为防止焊件产生较大的热应力,初始温度不能过高,通常不大于400℃,对于某些合金钢,初始温度还要低些。

升温速度取决于钢材的化学成分、工件厚度及形状。钢中含碳量或合金元素越高,则钢的导热性能越差,升温速度则应慢些。工件的厚度越大,升温速度也应慢些。对于低碳钢及低合金钢,升温速度范围宜为120~220℃/h。

由于高温回火温度较低,不超过相变温度,所以保温时间长些不会引起晶粒长大,还可使畸变的晶格得到充分恢复,碳素钢可按每毫米厚度2~2.5min计算,合金钢为3min,其保温时间应不小于30min。

冷却速度亦要缓慢,一般与升温速度相同。

(2) 正火或正火加回火

正火是将焊件加热到Ac3以上,经保温后在空气中冷却。正火用来改善钢的组织、细化晶粒和均匀化学成分,从而提高焊接接头的各种机械性能。对较高强度等级的低合金钢,正火后还要进行回火,以消除正火后的内应力。正火应注意以下事项:

升温速度一般不大于150~200℃/h。

加热温度一般在Ac3以上30~50℃。

因正火温度较高,为防止材料过多氧化和晶粒长大,保温时间不宜太长。在保证钢材的金相组织有充分时间进行转变的前提下,保温时间要短,一般按每毫米厚度0.5~1min计算。

在静止空气中冷却。

(3) 消氢处理

消氢处理也称焊后后热,其目的是加速焊缝中的氢向外扩散和防 止冷裂纹产生。应在焊后立即均匀地将焊件加热到200~350℃,并进行保温缓冷(根据焊件厚度保温2~6h)。

(4) 焊后热处理的一般要求

常用钢材焊后热处理温度见表 7-1-3。其保温时间一般根据板厚来确定。最短不小于30min。加热区的宽度(指局部热处理时),从焊缝中心至每侧不小于焊缝厚度的三倍,而且随着加热方法的不同,有效加热宽度也不同。热处理的加热和冷却速度不宜过快,应力求焊件内外壁温度均匀,其温差一般不宜大于50℃,尤其是300℃以上的加热和冷却速度更应严格控制。对于厚壁容器,其加热和冷却速度一般为50~150℃/h。

凡需热处理的焊件(除铬钼耐热钢等有热裂纹倾向的焊件以外),应在焊缝无损检验合格后进行热处理,否则热处理会3去作用。因为热处理不可能消除焊缝中的各种缺陷,而经无损检验不合格的焊缝返修后还要重新进行焊后热处理。铬钼耐热钢等有热裂纹倾向的焊件,应在热处理后进行无损检验。因有热裂纹倾向的焊件,在热处理过程中可能出现热裂纹等缺陷,为此检验应在热处理后进行。

对于管子进行热处理时,管子两端应堵塞住,以防管内穿堂风影响焊缝根部热处理质量。

(5) 焊后热处理的加热方法

焊后热处理的加热方法很多,常用的有:电感应炉或电阻炉加热法,中频感应或工频感应加热法,燃烧油加热法等等。应以均匀加热为目的,选用既经济、操作又灵活、方便的加热方法为宜。施工中常用的几种焊后热处理加热方法简介如下:

履带式电热毯加热法。使用履带式电热毯对焊件局部加热的方法目前最为简便易行。它是采用高导热系数的双孔及单孔陶瓷元件与优质镍铬丝缆穿制而成,可以与被加热件的表面紧密相贴,减少导热损耗,并具有转动灵活,自由折叠、高效、便于携带等特点,适用于各种形状的工件焊前预热和焊后热处理。

选用履带式电热毯加热时,可按被处理工件厚度的10倍选择电热毯的宽度及规格型号,根据功率选择相应的供电电源及控制设备。

履带式电热毯的使用方法很简单,首先将测温热电偶与工件被测点牢固接触,然后将电热毯包在热处理工件上,电热毯中心要对准焊缝,用钢带或铁丝捆紧,在其外层包扎一定厚度的绝热材料,将引出线接在电源上,将热电偶引出线接在控制设备或仪器、仪表上,检查全部连接线无短路、断路和重叠现象后,即可通电加热。

燃料加热法。燃料加热法多用于容器的整体热处理。它是采用轻柴油或其它燃料在容器内燃烧完成加热的工艺。加热装置由燃料供给系统、空气供给系统和烧嘴组成。这种方法操作安全、效果显著、成本较低、热源易解决。但需要掌握一定的操作技术,使用专用机具较多。

采用燃料加热时,先用绝热材料在容器外保温,在容器上部安一个烟囱,然后将燃料油经齿轮泵送入喷头,在容器内与压缩空气混合出喷头后高速雾化,用点火器点火,用石油液化气引燃。调节进风量、进油量使温度符合焊后热处理曲线要求。

氧—乙炔焰加热法。氧—乙炔焰加热法主要适用于预热、后热和小直径、薄壁、小面积、小批量的焊件焊后热处理。采用氧—乙炔火焰加热方法,热量损失大,保温温度难以控制,但是不需专门设备。

(三) 整体热处理 TOP

整体热处理是为了消除焊接产生的应力,稳定各种几何尺寸,提高金属的韧性和抗应力腐蚀能力,阻止裂纹的产生。

由于焊接时局部加热,金属产生内应力,同时,焊接金属金相组织的变化也会产生内应力。为消除残余应力和减轻焊缝附近金相组织的局部硬化,改善焊缝的机械性能常采用整体热处理方法。如球罐组装焊接后,就是采用整体热处理的方法。

球罐焊后整体热处理有两种方法:一种是内燃法(采用燃料油或燃料气加热),另一种是电热法(采用电加热)。目前施工大多采用内燃法。内燃法是把焊接完毕并检验合格的球体作为炉子,在球罐的下部人孔内布置若干个燃烧喷嘴,当用燃料油加热时,以被高压风雾化过的轻柴油为燃料,以液化石油气作为点火器的燃料,使液体燃料在球罐内部不断燃烧,产生热对流和热辐射对球体加热,以达到热处理的目的。为防止热量的散失,球罐外壁用隔热材料进行保温,同时在罐壁上安装若干热电偶以测量和控制罐壁温度。

当施工现场采用火焰加热有困难时,一般选用电加热法进行球罐的整体热处理。电加热的原理和方法是把专门设计的电热元件放置在球罐的下方,电热元件的引线从底部人孔引出接至电源,球罐做表面隔热,人孔以及所有管口均用隔热材料封闭。整个球罐形成封闭式电炉,加热时借助于罐内空气的对流把电热元件放出的热量均匀地传给罐壁,从而达到加热的目的。

电加热法热处理的加热装置由电源变压器,电源控制箱和远红外电热板组成,电热板的功率和数量应满足热工的要求,其最高温度一般大于热处理恒温温度200℃以上。电热板导线和金属支架,应有可靠的安全措施及与球体绝缘措施。

三、无损检测

无损检测是利用声、光、热、电、磁和射线等与物质的相互作用,在不损伤被检物使用性能的情况下,探测材料、构件或设备(被检物)的各种宏观的内部或表面缺陷,并判断其位置、大小、形状和种类。

常用的无损检测方法有射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等。怎样使用和使用什么方法来进行无损检测,是根据无损检测的目的和要求来确定的。必须根据各种要求,有针对性选择合适的检测方法和检测规范。

每种无损检测方法均有其优点和局限性、各种方法对缺陷的检出机率既不能达到100%,也不会完全相同。无损检测方法中,超声波和射线检测方法主要用于探测被检物的内部缺陷;磁粉检测用于探测被检物的表面和近表面缺陷;渗透检测仅用于探测被检物表面裂纹缺陷。

(一) 射线检测

射线检测是利用射线的易于穿透物体,而又能在穿透被检物的过程中受到吸收和散射而衰减的性能,在感光材料上获得被检物内部结构和缺陷相对应的黑度不同的图象,从而发现被检物内部缺陷的种类、大小、分布状况,并作出评价判断。

射线检测易发现焊缝中的未焊透、气孔、夹渣等缺陷,一般能确定缺陷平面投影的位置和大小以及缺陷的种类。对于裂纹和未熔合,由于其缝隙宽度极窄,且射线探伤方向不易与裂纹和未溶合的方向一致,故射线探伤不易发现焊缝中的裂纹和未熔合。射线检测的穿透深度,主要由射线能量决定。根据射线源的不同,射线检测可分为普通X射线检验、高能X射线检验和γ射线检验三类。400kV X射线透照钢铁的厚度可达100mm左右,钴60 γ射线透照钢铁的厚度可达200mm左右。因此,对厚度在100mm以上的被检物,一般采用高能X射线或γ射线检测,对厚度100mm以下的被检物,一般采用普通X射线检测。

由于射线检测比较直观,对缺陷的尺寸和性质判断比较容易,并且有射线照相作为原始档案资料长期保存,因此,射线检测(尤其是X射线检测)已成为现代各工业部门广泛采用的一种检测手段。

(二) 超声波检测 TOP

超声波检测是一种通过超声波的发射和接收界面反射回波,来确定工件内部缺陷大小和位置的检测方法。

超声波检测能检出焊缝中的裂纹、未焊透、未溶合、夹渣和气孔等缺陷,能检测原材料内部及表面的裂纹、折叠、分层、片状夹渣等缺陷。能测定缺陷位置和相对尺寸,但较难判定缺陷的种类。超声波检测不适用奥氏体不锈钢和形状复杂或表面粗糙工件的检测。这是因为超声波在粗晶材料中衰减大,易形成“林状回波”,给检测带来困难。

超声波检测对于面状缺陷,不管其厚度如何薄,只要超声波是垂直地射向它的,就可以获得很高的缺陷回波。对球形缺陷,如缺陷不是相当大,或者不是较密集,就不能得到足够的缺陷回波。因此,超声波对钢板的裂纹、折叠和分层的探伤检出率是很高的,而对单个气孔的探伤检出率则很低。

超声波检测由于可探测的厚度大、成本低、速度快、操作方法对人体无害以及对危害较大的平面型缺陷的探测灵敏度高等优点而获得广泛应用。超声波的缺点是没有明确的记录,对缺陷的定性需要操作者要有丰富的经验、高度的责任心和熟练的技术。

(三) 磁粉检测

当铁磁性材料被磁场强烈磁化以后,如在材料表面或近表面存在与磁化方向垂直的缺陷(如裂纹)既会造成部分磁力线外溢,形成漏磁场,在漏磁场施加磁粉或磁悬液,漏磁既对磁粉产生吸引从而显示缺陷的痕迹。

磁粉检测能发现铁磁性材料表面和近表面的裂纹、折叠、夹层、夹渣、气孔等缺陷。能确定缺陷的位置、大小和形状,但难以确定缺陷的深度。磁粉检测不适用奥氏体不锈钢和非磁性材料的检测。

磁粉检测对工件表面的缺陷探测灵敏度最高,但随着缺陷的埋藏深度增加其探测灵敏度也迅速降低。因此,磁粉探伤限于对磁铁材料的表面和近表面缺陷进行检测。

(四)渗透检测

渗透检测是在被检工件表面施加着色或荧光渗透剂,在“毛细”作用下,渗透剂渗入表面开口的缺陷中去,去除表面多余的渗透剂后,在工件表面上施加一层显像剂,经“毛细”作用,缺陷中残留的渗透剂被吸附到工件表面形成放大了的缺陷显示。

渗透检测是一种用于检测非多孔性材料表面开口的裂纹、折叠、疏松、针孔等缺陷的检测方法,可以应用于金属和非金属材料的检测。通常能确定缺陷的位置、大小和形状,但难以确定缺陷的深度。渗透检测不适用疏松的多孔性材料的检测。

渗透检测与其他无损检测方法相比,优点是设备和检测材料等都比较简单,不足之处是工艺复杂,所用材料多是易燃易挥发的,有的甚至对人体有害。

四、脱脂、酸洗、钝化

(一) 脱脂 TOP

在石油化工装置施工中,忌油系统必须进行脱脂处理。脱脂前,可根据工作介质、管材、管径、脏污情况制定脱脂方案。在进行脱脂工作前应对管材、附件清扫除锈,碳素钢材、管件和阀门都要进行除锈。不锈钢管、铜管、铝合金管只需要将表面的污物清扫干净即可。

1.脱脂剂

工业用四氯化碳、精馏酒精,工业用二氯乙烷都可作为脱脂用的溶剂。

碳素钢、不锈钢及铜的管道、管件及阀门宜用工业用四氯化碳,铝合金的管道、管件及阀门宜用工业酒精,非金属的垫片只能用四氯化碳。

四氯化碳与二氯乙烷都是有毒的。二氯乙烷与精馏酒精是易燃、易爆的物质。因此在使用时,必须遵守防毒、防火的有关规定。

溶剂应贮存于干燥和清凉的地方,防止与强酸、强碱接触。脱脂工作应在通风良好的地方进行,工作人员应穿防护工作服进行操作。防止把溶剂洒在地上,以免产生蒸汽造成中毒或引起火灾。脱脂工作现场应严禁烟火。四氯化碳虽然不能燃烧,但接触到烟火时能分解生成有毒的光气,使操作人员中毒。

2.脱脂方法

(1) 管材与管道脱脂。管材内表面脱脂方法是将管子一端用木塞堵住,把溶剂从另一端灌入,然后用木塞堵住,管子放平,停留10~15min,在此时间内把管子翻3~4次,使管子内表面全部被溶剂洗刷到,然后将溶剂放出。对于大口径管道用干净的拖把浸湿溶剂,在管道内部往返拖拉数十次,直到将管内油脂彻底清除。使用的溶剂为四氯化碳或精馏酒精时,待溶剂放出后,可利用自然吹干或用无油、无水份并清洁的压缩空气吹干。若用二氯乙烷作溶剂时,因为二氯乙烷易燃易爆性强,则应用氮气吹干管内壁,一直吹到没有溶剂的气味为止,并继续放置24h以上。为了使吹干工作进行的快速,可将空气或氮气加热到60~70℃。脱脂和吹干后的管道为了防止再被污染,应将管道两端堵住。管子外表脱脂,可以用浸有溶剂的擦布擦干净,然后放在露天干燥。

(2) 管路附件、垫片及阀门脱脂时,应在拆卸后浸没在装有溶剂的密闭容器内,浸泡5~10min,然后取出进行干燥,直到没有气味为止。非金属垫片只许用四氯化碳进行脱脂,垫片放在装有溶剂的密闭容器内放置1.5~2h,之后将垫片用铁丝分开串挂在通风良好的地方干燥。

(3) 脱脂检验。脱脂完毕后应按设计规定进行检验脱脂质量,当设计无规定时,检验脱脂质量的方法及合格标准规定如下:

——直接法

用清洁干燥的白滤纸擦拭管道及其附件的内壁,纸上应无油脂痕迹;

用紫外线灯照射,脱脂表面应无紫蓝荧光。

——间接法

用蒸汽吹扫脱脂时,盛少量蒸汽冷凝液于器皿内,并放入数颗粒度小于1mm的纯樟脑,以樟脑旋转不停为合格。

溶剂脱脂时,取脱脂后的溶液分析,其含油和有机物应不超过0.03%。

(二) 酸洗和钝化 TOP

在石油化工装置施工中,管道内壁有特殊清洁要求的管道,应进行酸洗。酸洗常用槽浸法和系统循环法进行。

1.酸洗的要求

酸洗工作应严格按设计要求进行。设计无规定时,应按如下要求:

(1) 管道内壁的酸洗工作,必须保证不损坏金属的未锈蚀表面,并清除其锈蚀部分;

(2) 当管道内壁有明显斑痕时,不论采用何种方法,酸洗前均应将管道进行必要的脱脂处理;

(3) 采用系统循环法酸洗时,一般应符合试漏、脱脂、冲洗、酸洗、中和、钝化、干燥、涂油、复位的工序要求;

(4) 酸洗时,应保持酸液的浓度及温度;

(5)采用系统循环法酸洗时,管道系统应作空气试漏或液压试漏;

(6) 酸洗后的管道以目测检查,内壁呈金属光泽为合格;

(7) 酸洗或钝化合格的管道,必须采取充氮或其它有效的保护措施;

(8) 酸洗后的废液,排放前应处理,以防止污染环境。

2.碳素钢及不锈钢管道酸洗中和、钝化液配方

碳素钢及不锈钢管道酸洗中和、钝化液配方见表7-1-4、表7-1-5。

表7-1-4  不锈钢管道酸洗液配方

名 称 分子式 体 积 温 度(℃) 浸泡时间
硝 酸 HNO3 15% 49-60 15min
氢氟酸 HF 1%
H2O 84%

表7-1-5  循环法酸洗钝化液配方

溶 液 名 称 浓 度(%) 温 度(℃) 时 间(min) PH 值
酸 洗 盐 酸 9-10 常 温 45 -
乌洛托品 1 常 温 45 -
中 和 氨 水 0.1-1 80℃ 15 >9
钝 化 盐 酸 12-14 常 温 25 -
氨 水 - 常 温 25 10-11
酸 洗 盐 酸 12 常 温 120 -
乌洛托品 1 常 温 120 -
中 和 氨 水 - 常 温 5 -
钝 化 亚硝酸钠 - 常 温 15 10-11

五、水压强度试验 TOP

试验的目的是检查设备或管道的强度和密封性能,它是对设计、制造、施工综合性的检查,因而是保证石油化工装置安全运行的重要措施。试验一般在制作安装完工后,按规定进行。

(一)水压试验压力的确定

水压试验压力按下式确定:

Ps = 1.25P(且不小于P+1)      (7-1-2)

式中:P ——设计压力;

Ps——试验压力。

当设计温度≥200℃时,内压容器、管道的试验压力按下式计算:

Pt = Ps[σ]/[σ]t        (7-1-3)

式中:Pt——设计温度的试验压力;

Ps——按1.25P确定的试验压力;

[σ]——试验温度下材料的许用应力;

[σ]t——设计温度下材料的许用应力。

(二) 设备水压强度试验

设备水压强度试验时,先将容器顶部的排气阀门打开,待水从排气阀门溢出时,关闭排气阀。然后开动试压泵,使试验压力缓慢上升,达到规定的试验压力后,保压不低于30min,然后降至设计压力对焊缝和所有部位进行检验,无异常变形和渗漏为合格。对于碳钢和一般低合金钢,水压强度试验时的水温应不低于5℃。水压强度试验用水必须是清洁水。对于不锈耐酸钢容器,试验用水的氯离子含量应不超过25mg/L。

(三) 管道水压强度试验

水压强度试验时应打开管道各高处的排气阀,然后向管道系统内灌水,水压试验用清洁水作介质,氧气管道应用无油质水。待水从排气阀处溢出后,关闭排气阀和进水阀,启动试压泵加压。压力逐渐升高,加压到一定数值时,应停下来对管道系统进行检查,无问题时再继续加压,一般分2~3次升至试验压力。当压力达到试验压力时停止加压,在试验压力下保持30min,如管道德未发生异常现象,压力表指针不下降,即认为强度试验合格。然后把压力降至设计压力进行严密检验,并对管道进行全面检查,用重量不大于1.5kg的园头小锤在距焊缝15~20mm处沿焊缝方向轻轻敲出。到检查完毕时,如压力表指针没有下降,管道的焊缝及法兰连接处未发现渗漏现象,即可认为试验合格。蒸汽及热水采暖系统,在试验压力保持的时间内,压力下降不超过0.02MPa,即可认为合格。

(四) 水压强度试验的注意事项

1.水压强度试验所用的压力表必须是经过计量检验并在有效期内的合格品。

2.管道试压前焊缝不得刷油漆和隔热,以便进行外观检查。所有法兰连接处的垫片应符合要求,螺栓应全部拧紧。

3.管道与设备之间应加上盲板,试压结束后拆除,按空管计算支架及跨距的管道,进行水压试验时应加以临时支撑。

4.进行水压试验时,宜从低处进水,高处排气,使空气能顺利排出。水压试验完毕后,应及时放水泄压。放水时要打开放气阀,使空气由系统上部进入,并拆除临时盲板、膨胀节限位设施,保证排净水。确有部分蛇形管道内的水排放不净,应采取防冻措施。

5.设备、管道进行水压强度试验时,在加压或最高压力值的稳压过程中,不得进行检查。禁止带压进行任何修理工作。

6.系统水压强度试验工作结束后,要即关闭进水阀和排气阀。并把临时加的各种隔断板取下,使系统恢复正常状态。

7.水压试验时,碳素钢设备、管道水温不得低于5℃,合金钢设备管道水温不得低于15℃,其他钢种按设计规定。

六、气密性试验 TOP

(一) 气密性试验的作用

气密性试验主要作用是检查连接部位的密封性能,因气体比液体检漏的灵敏度高,因此用于检验密封性要求高的容器。容器经水压试验合格后方可进行气密性试验。

(二) 气密性试验方法

气密性试验的介质一般为空气,也可以用氮气或其他气体。用于试验氧气管道的气体,应是无油质的。气密性试验升压时,压力应缓慢上升,升至气密试验压力(气密试验压力等于设计压力),用涂刷肥皂水方法检查,如无泄漏,稳压30min,压力不降,则气密性试验合格。如有泄漏,则在返修后重新进行水压试验和气密性试验。

(三) 气密性试验应注意的事项

1.试验区域设置警界线;

2.管道试压前焊缝不得涂刷油漆和隔热,以便进行外观检查;

3.气密试验应在水压强度试验合格后进行,如为球罐,气密性试验应在水压强度试验合格后并经磁粉探伤确认无任何超标缺陷后进行;

4.气密试验所用的气体应是干燥、清洁的不含油的空气或其它惰性气体,气体温度不得低于5℃;

5.气密试验用的临时管线、压力表、温度计等应与水压试验时的要求相同;

6.气密试验的压力为设计压力,设计有特殊要求时,应按其规定执行。

七、吊装 TOP

吊装在工程施工技术中占有重要的地位。

主要的吊装机具为吊车和桅杆,吊装工艺有滑移法和扳转法。下面介绍几种比较常用的典型吊装工艺。

(一) 吊车滑移法吊装

采用吊车滑移法吊装设备时,设备上部用单吊车或双吊车提升(称为主吊车或主机),设备下部常用单吊车或双吊车抬送(称为辅助吊车或辅机),设备底部也可用尾排移送而不用辅助吊车。在保持主吊车滑车组垂直提升状态下,辅助吊车向前递送或尾排向前滑移使设备转起,然后脱排、直立而就位。根据设备吊装时使用吊车数量可分为单机吊装、双机抬吊、三机抬吊等等。

1.单机吊装

采用单机滑移法吊装设备时,主吊车滑车组提升设备上部使其抬头,设备底部则置于专用尾排之上。如图7-1-2所示。

图7-1-2 单吊车滑移法吊装设备图

2.双机抬吊

(1) 双主吊车尾排滑移法吊装,如图7-1-3所示。

(2) 单主吊车单辅助吊车滑移法吊装,如图7-1-4所示。

图7-1-3 双主吊车抬吊设备图                            图7-1-4 单主吊车单辅助吊车吊装设备图

1—主吊车;2—吊装设备;3—基础;4—辅助吊车

3.三机抬吊

即双主吊车单辅助吊车滑移法吊装,常用于重型设备吊装。如图7-1-5所示。

图7-1-5 三机抬吊设备图

4.吊车选择

吊车选择主要依据因素如下:

(1) 设备结构尺寸、重量、重心位置、安装高度和强度、刚度及稳定性;

(2) 施工现场吊装环境,吊车进出场道路、转弯半径以及作业空间等;

(3) 技术装备能力;

(4) 起重机技术性能;

(5) 经济效益(工程量、工期等综合评价)。

具体来讲,起重机应依据施工现场安装设备重量、外形尺寸、安装高度进行选用。

起重机的作业半径(幅度),应依据现场各设备的外形尺寸,平面位置,起重机与设备及其安装位置的最大距离进行选用。

起重机的吊臂长度,可由起重机的起吊高度决定。见式7-1-4,式7-1-5及图7-1-6。

H=h1+h2+h3+h4  (7-1-4)

式中:h1——设备高度,(m);

h2——索具高度(包括吊装绳扣、卡环、专用吊具等),(m);

h3——设备底座与设备基础螺栓安全距离,(m),取h3≥0.2m;

h4——基础高度,(m)。

L=[(H-C)+b]/sinα  (7-1-5)

式中:L——吊臂长度,(m);

H——起吊高度,(m);

C——吊臂的底轴高度,(m);

b——吊装滑车组定滑车至吊钩中心距离,依吊车性能手册规定选取,(m);

α——吊臂的仰角,(°)。

由于起重机的起重量,作业半径(幅度)和吊臂长度是互相影响的,应综合考虑以选用最合适的起重机。

图7-1-6自行式起重机吊臂长度计算图

5.安全技术要求

(1) 三机抬吊选择吊车时,两台主吊车的规格、型号、臂长、工作半径、提升滑车组跑绳长度宜相同。辅助吊车吊装速度宜与主吊车相匹配。在采取必要措施,确保各吊车同步作业,操作平稳且不偏载时,吊车的起重能力应按75%的起重能力进行选择。

(2) 吊车使用的场地必须坚实平整,吊车承压地面应有足够的耐压力。

(3) 吊钩偏角不应大于3°。

(4) 吊车性能应满足吊装工艺要求,警报和液压系统必须可靠。

(5) 应严格执行吊车随机技术文件的规定。

(6) 设备底部使用尾排移送时,尾排移送速度应与吊车提升速度相匹配。

(二) 桅杆滑移法吊装 TOP

桅杆是一套半机械化起重机具的简称,是由金属起重杆(即桅杆)及其配套使用的卷扬机、滑车组、拖拉绳等相关机具共同组成。由于它具有结构简单、自重较轻、制造容易、起重量大以及资金一次性投入较少等优点,目前仍在吊装特重型、高大设备施工中发挥着重要作用。我国现已具有起重能力为350t×70m的单桅杆和700t×56.6m的门式桅杆。

采用桅杆滑移法吊装设备时,在上部桅杆提升系统和尾部滑移系统作用下,设备绕其底座支点转起并水平移动、脱排、直立就位。根据使用桅杆的数量及其组合的形式可分为单桅杆滑移法吊装、双桅杆滑移法吊装、双门式桅杆滑移法吊装等等。滑移法吊装工艺适用于高基础设备,缺点是占据空间较大,地锚数量较多。

1.双桅杆滑移法吊装,如图7-1-7所示。

2.单门式桅杆滑移法吊装,如图7-1-8所示。

图7-1-7 双桅杆滑移法吊装设备图                       图7-1-8 单门式桅杆滑移法吊装设备图

3.纵向双门式桅杆滑移法吊装,如图7-1-9所示。

4.机具选择

(1) 桅杆起重能力与吊装高度应满足设备吊装工艺要求。

(2) 吊装配套机具应满足工艺要求。

(3) 尾排的承载能力与结构应满足工艺要求。

(4) 等高双桅杆的结构参数宜相同,配套机具亦宜相同,且相对应的同种功能卷扬机跑绳长度与缠绕层数应相等。

(5) 不等高或结构参数不同的双桅杆应选择适当的吊点位置和配套机具。

(6) 多台设备采用相同工艺并用同一套机具吊装时,应按其中最重、最高的设备选择机具。

5.安全技术要求

(1) 提升系统机具与滑移系统机具应协调作业,不得随意增加吊装载荷或延长吊装工作时间。

(2) 尾排走向应及时调整以防止走偏。

(3) 多套提升索具的工作长度应相等并同步作业且合理分载,不能使设备产生侧向滚移,否则应采取平衡装置等技术措施。

(4) 设备应按吊装方案规定的位置脱排,不得强行提前。

(5) 两门式桅杆的平面度应精确调整,使其在吊装受力后保持垂直状态,必要时可利用测力计配合经纬仪进行监测与调整。

(6) 影响设备吊装就位的拖拉绳应提前松放并在设备就位后及时紧固。

图7-1-9 纵向双门式桅杆滑移法吊装设备图

(三) 桅杆扳转法吊装 TOP

采用桅杆扳转法吊装设备时,在扳起索具和溜放索具作用下,设备绕其底部铰腕转起直立就位而不水平移动。

桅杆扳转法吊装工艺适用于不带预埋地脚螺栓的低基础设备、吊点高度接近或超过桅杆吊装高度的设备;以及桅杆起重能力较小或作业空间较狭窄的工况。

缺点是对设备基础强度及稳定性要求较高,须设计专用铰腕,并按起吊的推力核算加固,操作技术较复杂。

扳转法有两种形式:一种是设备转动而桅杆不转动,简称单转法;另一种是随着设备转起而桅杆转落,简称双转法。

1.单桅杆单转法吊装,如图7-1-10所示。

2.A形桅杆双转法吊装,如图7-1-11所示。

3.门式桅杆吊压法吊装,如图7-1-12所示。吊压法是双转法的一种。与前述双转法不同之处在于两个铰腕的设置距离较远,扳转过程是不连续的。其中门式桅杆偏移的调整与操作工艺较为复杂。优点是可以用较矮小的机具吊装较高大的设备,门式桅杆不需拖拉绳和锚点,故也称之为无锚点吊装法。

4.门式桅杆吊推法(推举法)吊装,如图7-1-13所示。与吊压法工艺类似,但桅杆底部为可移动铰腕。由于推举时门式桅杆带载同时进行双向运动,需设置专用推举轨道并使其操作工艺更加复杂。故其推广应用受到一定限制。

5.机具选择

(1) 桅杆高度不宜小于设备高度的1/2,其起重能力和结构设计应满足吊工艺要求。

(2) 配套机具应满足吊装工艺要求。

(3) 溜放索具的溜放速度应与扳起索具吊装速度相匹配。

图7-1-10 单桅杆单转法吊装设备图

图7-1-11 用A形桅杆回转铰链整体扳起火炬图

1--桅杆;2—回转铰链;3—平衡滑轮组;4—塔身;5—牵引滑轮组;6—牵绳;7—扳起滑轮组;8—跑绳(到卷扬机);9—锚桩

图7-1-12  门式桅杆吊压法吊装设备图

(4) 铰腕应有足够的强度、刚度和工作高度,其装配精度应符合设计要求。

(5) 同一工艺岗位的卷扬机的规格应相同,且跑绳长度及缠绕层数应相等。与其配套使用的相关索具的规格、型号及工作长度均应相同。

图7-1-13 门式桅杆吊推法(推举法)吊装设备图

6.安全技术要求

(1) 各地锚、索具等工艺部位必须采用经纬仪精确定位,并按吊装方案严格复查。

(2) 转动体(桅杆或设备)应采取侧向稳定措施。

(3) 应在设备与桅杆扳转主轴线上设置经纬仪,监测其顶部偏移和转动情况。顶部横向偏差不得大于其高度的1/1000。

(4) 设备各吊点宜分别设置平衡装置。

(5) 设备吊装抬头时,吊装系统处于最大受力状态,应对桅杆、吊点、铰腕、吊装滑轮组、主地锚等关键部位进行检查,不得有异常现象。

(6) 同一工艺岗位卷扬机应同步操作,互相配合。相关卷扬机应预先测定转速及卷筒直径,其制动闸应刹车可靠,性能良好。

八、分段、分片设备组对与安装 TOP

(一) 分段、分片设备组对与安装的工作内容

内容包括:施工准备、道木堆搭设或组对转胎的设置,组对时使用的工卡具制作安装(涨圈、加固架卡具),外观检查段组对、锥体组对、焊接,内、外固定件焊接,吊耳制作安装,无损探伤检验,热处理,强度试验,气密性试验,防腐刷油隔热,分段吊装就位、找平、找正、二次灌浆,现场清理等。

(二) 分片设备现场组装一般常用的施工方法

一种是在设备基础上用正装法或倒装法,如图7-1-14、图7-1-15所示。另一种是在道木堆上分节、分段拼装,水平组对然后整体吊装。

图7-1-14 正装法示意图

图7-1-15 倒装法示意图

(三) 施工工序、施工准备

半成品按规范标准要求进行检查复验,头盖、筒体坡口修整并焊接、地面分节分段拼装组对、分段吊装就位找正、无损探伤检测、热处理、内、外件组装焊接,强度(气密)试验、二次灌浆、防腐隔热、现场清理等。

(四) 现场组装设备的检查

1.分段或分片交货。现场组装的设备必须附有项目齐全的材料质量证明书(半成品)合格证明书。

2.设备筒体或瓣片上的材料代号、组装(排版)编号、焊接人员代号等均应有醒目的标记,且应与排版相一致。

3.设备组装前,施工单位应对其结构尺寸及制造质量进行复验。

4.封头。冲压成形后的封头,其最小厚度不得小于名义厚度δn减去钢板厚度负偏差c1;用弦长不小于封头设计内直径3/4的内样板检查椭圆形及内表面的形状偏差,见图7-1-16所示。其最大间隙不得大于封头设计内径Di的1.25%,且存在偏差部位不应是突变的。

偏差的检查应使样板垂直于表面进行测量,允许避开焊缝部位。对于碟形及折边锥形封头其过渡区转角内半径不得小于图样的规定值。

图7-1-16 检测形状偏差示意图

5.圆筒和壳体。热卷圆筒的成品厚度不小于名义厚度δn减去钢板厚度负偏差。

6.承受内压的设备壳体圆度。壳体同一断面上最大内径与最小内径之差应不大于该断面设计内径Di的1%,且不大于25mm,见图7-1-17所示。

当被检断面于开孔处或离开孔中心一倍开孔内径范围内时,则该断面最大内径与最小内径之差,应不大于该断面设计内径Di的1%与开孔内径的2%之和,且不大于25mm。

7.焊接接头形成的棱角E不得大于5mm,用内弓形或外弓形样板测量。样板圆弧半径等于壳体的设计内半径或外半径,其弧长见图7-1-18所示。

图7-1-17 检测圆度示意图

图7-1-18 焊接形成的棱角E

(a)纵向;(b)环向

8.除图样另有规定外,壳体直线度允许差ΔL应符合表7-1-6的规定。

表7-1-6 壳体直线度允许差表

壳体长度 H/m 圆筒直线度允差△L/mm 壳体长度 H/m 圆筒直线度允差△L/mm
≤20 ≤2H/1000,且≤20 50﹤H≤70 ≤45
20﹤H≤30 ≤2/1000 70﹤H≤90 ≤55
30﹤H≤50 ≤35 ﹥90 ≤65

注:壳体直线度检查是在通过中心线的水平和垂直面,沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位拉φ0.5mm的细纲丝测量,测量的位置离A类焊缝(不含球形封头圆筒连接以及嵌入式接管与壳体对接连接的A类焊缝)的距离不小于100mm,当壳体厚度不同时,计算直线度时应减去厚度差。

(五) 坡口检查及加工 TOP

现场设备组装前,应对其坡口的尺寸和质量进行检查。

1.坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。

2.标准抗拉强度σb>540MPa的钢材、Cr—Mo低合金钢材经火焰切割的坡口表面,应进行磁粉或渗透探伤检查。当无法进行磁粉或渗透探伤操作时,应由切割工艺保证坡口质量。

3.施用火焰切割的坡口,应将熔渣等清除干净,并将影响焊接质量的凸凹不平处打磨平整。

4.坡口角度偏差为±2.5°。

(六) 组装技术要求

1.施焊前应将坡口表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净。清除的范围(以离开坡口边缘的距离计)不得小于20mm。

2.筒体分段组装后,应在内外壁上划出相隔90°的四条纵向组装线和基准圆周线,作为整体组装,安装找正及安装内件的依据。

3.设备内件和筒节焊接的焊缝与筒体环焊缝边缘的距离应不小于筒体壁厚,且不小于50mm;所有被覆盖的焊缝,均应打磨至与母材平齐。

4.支座、裙座的组装。支座、裙座等与设备相接处,如遇到设备焊缝时,应在支座、裙座上开槽;裙座的中心线应与设备中心线相重合,其允许偏差为±50mm,鞍式支座的包角不应小于120°,且不大于150°。

5.复合钢板的筒体相组对时,应以复层为基准,以防止错边超标,影响复层焊缝质量。

6.焊接的吊耳及卡具等应采用与设备相同或焊接性能相似的材料及相同的焊条;焊接工艺应与GB150—98和GB50236—98要求相同;基体焊接要求预热时,卡具焊接亦须按相同要求预热;吊耳及卡具等的焊接及拆除工作,应在热处理及耐压试验之前进行;吊耳及卡具等的焊缝,拆除后对残留痕迹进行打磨修整,并认真检查;其修磨处的筒体厚度不应小于设计要求的厚度。

7.对于低温设备和低合金钢,铬钼钢以及屈服点大于400MPa的钢材焊制设备,其卡具拆除部位应按GB150—98《磁粉探伤》、《渗透探伤》的规定进行表面探伤检查;从卡具焊缝轨迹周边向外延伸不小于10mm。

8.设备组装完毕后,经检查合格,应即填写“现场设备组装记录”。

九、施工质量检验 TOP

(一) 质量检验的意义

质量检验是确保石油化工装置施工质量的重要措施,质量检验不仅在施工之前对原材料要进行检验,而且在施工过程中的每道工序要随时进行检验,当一个工程项目在施工完成后,为确定其是否符合技术要求,生产中是否安全可靠,还必须全面地、严格地进行质量检验,才能保证其使用寿命和生产安全可靠。因此在施工全过程中建立一系列检验制度,并设有专门的检验机构和人员,对石油化工生产安全可靠以及对国民经济发展有着极其重要的意义。

(二) 质量检验的内容和方法

质量检验主要包括:外观质量检验、理化试验、无损检验和整体试验。具体内容和方法如下:

1.原材料和设备零件尺寸几何形状的检查及外观质量检验。

2.原材料和焊接接头的化学成分分析、机械性能试验、金相组织检查,总称为理化试验。

3.原材料及焊接接头缺陷的检验,其检验方法是无损检测。所谓无损检测是指在不损坏工件的条件下,发现工件中存在缺陷的检验方法。它包括射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、着色探伤等。

4.设备和管道系统的试压,试压包括强度试验、气密性试验等。

上述这些检验项目,应根据施工图的技术要求和适用标准规范要求进行,原材料一般都有合格证明书,因此它的检验分抽样检验和全部检验。在施工过程中,焊缝的检验是重要的检验项目,而无损探伤是检测焊缝中存在缺陷的主要手段,它贯穿于整个施工过程。

(三) 材料、设备进场的质量检验

1.凡运到施工现场的原材料、半成品或构配件,应有产品出厂合格证及技术说明书,并由施工承包单位按规定要求进行检验,向业主提出检验报告,经业主审核并确认其质量合格后,方准进场。凡是没有产品出厂合格证明及检验不合格者,不得进场。

2.工地交货的机械、设备或器材到场,也应有产品出厂合格证及技术说明书。设备到场后,应进行开箱检验,并按提供的技术说明书和质量保证文件及装箱单进行检查验收,检验人员对其质量检查确认合格后,予以签署验收单。

如检验发现设备质量不符合要求时,检验人员不予验收。

3.进口的材料、设备的检查、验收,应会同有关部门进行。如在检验中发现质量问题或数量不符合规定要求时,不得使用,并及时向业主报告。

(四) 施工过程的检查

1.施工过程中的旁站监督和现场巡视检查

在施工过程中,有许多工程质量问题是由现场施工或操作不当或不符合规程、标准所致,虽然有些工程施工操作不符合质量要求,外表上看不出缺陷,但却隐蔽着潜在的质量隐患与危险。例如浇注砼时振捣时间不够或漏振,都会影响砼的密实度和强度,而只凭抽样检验并不一定能完全反映出实际情况。因此,在施工过程中,质检人员必须加强对现场的巡视、旁站监督与检查,严格工序质量控制,对不按设计要求、不按施工图纸或施工规范、规程或质量标准施工的现象、对不符合质量要求的工序质量要及时进行纠正。

2.隐蔽工程的检查验收

隐蔽工程检查是指某些将被其它后续的工序施工所隐蔽或覆盖的部分的检查验收。隐蔽工程必须在被遮蔽或覆盖前,经过监理人员检查、验收确认其质量合格后,才允许加以覆盖。例如,对基础的质量检查验收后,才能进行回填土的施工;砌砖工程经过检查验收后才能进行抹灰施工等等。显然坚持隐蔽工程的检查验收,是防止质量隐患和质量事故的重要措施。

3.工序间交接检查验收

所谓交接检查是指前道工序完工后,经监理人员检查,认可其质量合格并签字确认后,方可移交给下道工序继续施工,这样一来逐道工序交接检查,一环扣一环,环环不放松,整个施工过程的质量就能得到保证。

4.工程施工预检

工程施工预检在这里系指该工程尚未施工之前所进行的复核性的预先检查,这种预检的目标和对象主要是针对在该工程施工之前已进行的一些与之有密切关系的工作的质量及正确性进行复核。因为这些工作如果存在质量问题或一旦出现质量问题,就将给整个工程质量带来难以补救的或全局性的危害。因此,为了确保工程质量,防止可能发生重大质量事故,通常对各分部分项工程的位置、轴线、标高、预留孔洞的位置和尺寸、管线的坡度等都要进行预检及复核,未经预检或预检不合格,均不得进行下道工序施工。

(五) 焊接质量检验 TOP

1.焊接接头的外观检查

外观检查是一项简便又很重要的检查方法,在进行外观检查时,应先清除表面熔渣和氧化皮。然后再以肉眼或放大镜观察。为了把缺陷消灭在焊接过程中,故进行多层焊时,从点固焊开始,以后每焊一层,都要进行外观检查。对于有延迟裂纹倾向的钢材,除焊后检查外,隔一定时间要复查一次。焊缝外表面缺陷主要有以下几种情况。

(1) 焊缝尺寸不符合要求。焊缝外表形状高低不平,焊波宽度不齐,尺寸过大或过小均属焊缝尺寸不符合要求。尺寸过小,焊接接头强度降低;尺寸过大,浪费焊料和增加结构变形。对于某些重要的角接焊和T形焊,要求焊缝金属应向母材圆滑过渡,避免夹角,这样一来可减少应力集中。

(2) 咬边。基本金属和焊缝金属处的凹下沟槽称为咬边,咬边不但减少基本金属的工作截面,而且还产生应力集中。在一般结构中,咬边深度不允许超过0.5mm;特别重要的结构中,咬边是不允许存在的。

(3) 焊瘤。焊缝边缘上未与基本金属熔合的堆积金属称为焊瘤,焊瘤下面常有未焊透存在。

(4) 弧坑。在焊缝尾部或焊缝接头处低于基本金属表面的凹坑称为弧坑,弧坑内常有气孔、夹渣或裂纹,所以熄弧前应把弧坑填满。

(5) 电弧擦伤。由于偶然不慎使电焊条或电焊手把线裸露部分与焊件接触,而使焊件表面留下伤痕,擦伤处由于冷却速度极快,因此引起局部硬化且含有害气体。对重要结构不允许有电弧擦伤存在。如发生电弧擦伤时,应予铲除后补焊。

通过外观检查,可以推断焊接工艺选择是否正确以及估计焊缝内部可能产生的缺陷。例如电流过小或运条过快,则焊道的外表会隆起和高低不平,这时候也往往在焊缝内部有未焊透的可能;又如弧坑过大和咬边严重等,则表明焊接电流过大,对于淬硬性强的钢材,则容易产生裂纹等。

2.射线探伤

射线探伤是施工检验上应用广泛的一种探伤技术,它能很准确地检查出工件内部或表面所存在的缺陷大小、位置和性质。射线探伤包括X射线、γ射线、高能X射线探伤。它们的基本原理相同。X射线或γ射线就本质而言与可见光相同,都属于电磁波,但波长不同,所以性质也有所差异。X射线的波长为1.019AKA。~0.006AKA。,但实际使用的多在3.1AKA。~0.006AKA。之间。γ射线的波长为1.339AKA。~0.003AKA。,波长越短,射线线质越硬,穿透力越强。反之,穿透力越弱。

(1) X射线探伤

X射线探伤原理:X射线是由X射线管获得的,当X射线管的阴极灯丝通过电流加热时,灯丝产生大量电子,电子在X射线管两端的高电压作用下,以极高的速度撞击倾斜45°的阳极(钨)板,此时,绝大部分的动能变为热能,仅有一小部分(约1%)转变为X射线放射出来。

X射线本质上与普通可见光相同,也是电磁辐射波的一种,只是波长是可见光波长的数千分之一,因此它可以穿透可见光所不能穿透的物质,如钢、铸铁等金属,并能使照相底片感光,以及使某些物质(例如钨酸钡、硫化锌等)激发出荧光。X射线探伤就是利用这两个特性。

(2) γ射线探伤

γ射线是由放射性同位素或放射性元素产生。施工探伤大多采用同位素作为射线源。常用的同位素为钴60(Co60)、铱192(IT192)和硒75(Se75),此外还可用铯137(Cs137)、钍170(TH170)。随着γ射线的释放,这些元素的能量逐渐减小,释放出的γ射线强度也逐渐减弱。钴60的半衰期为5.3年,铱192的半衰期为75天。γ射线探伤原理和方法大致和X射线相同。γ射线也是一种电磁辐射波。γ射线的波长比X射线更短,因此比X射线有更强的穿透能力。γ射线的特点是设备轻便灵活,特别是施工现场更为方便,而且投资少,成本低。但是它的曝光时间长,灵敏度低,用超微粒胶片铅箔增感进行透照时,灵敏度才达到2%,特别是射线能伤害有生命的细胞,对人体有危害作用,在施工使用时应予以特别重视。

3.超声波探伤

金属探伤的超声波频率在0.5~5万赫之间。超声波传播到两介质的分界面上时,能被反射回来。超声波探伤就是利用这一性质,来确定金属内部缺陷存在与否。超声波在介质中传播具有一定的方向性,而且传播速度恒定不变,因此可用来测定超声波传播的距离,进行缺陷定位。超声波在金属中可以传播很远距离(能达10m),故可用超声波探测大厚度工件。对检查裂纹和其它面积型缺陷灵敏度很高,所以在石油化工装置中设备和超高压厚壁管道等的焊接检查中是一种主要的探伤方法。

超声波探伤只是凭荧光屏上的信号来推断工件中的缺陷,直观性差;判断缺陷类型较难。如当与射线探伤配合应用,能取得更好的检验效果。

4.表面探伤

(1) 磁粉探伤是用于探测铁磁性工件表面和近表面缺陷的方法。铁、钴、镍及它们的合金钢称为铁磁性物质,对这些金属制成的工件施加磁场,则工件将被磁化。工件无缺陷部分的导磁率无变化,磁力线是均匀分布的。工件有缺陷部位则由于裂纹、气孔等缺陷本身的导磁率远远小于工件材料,则阻碍磁力线通过,磁力线不但会在工件内部产生弯曲,而且还会有一部分磁力线绕过缺陷而产生漏磁现象。这种漏磁就在工件表面产生一对S、N极的局部磁场,这个磁场能吸引磁铁粉,把磁铁粉集成与缺陷形状和长度相近似的迹象。漏磁的大小与缺陷类型和缺陷的深度有关,如圆形缺陷(气孔)和离表面较远的缺陷,引起漏磁较少,磁粉聚集不明显。对于表面裂纹这一类缺陷,与磁力线相垂直时最敏感。。通常磁粉探伤能够发现工件表面宽度大于0.01mm。深度大于0.03mm的缺陷。

(2) 荧光渗透探伤荧光渗透探伤与磁粉探伤相比,优点是可用于磁性及非磁性材料的检验,如像奥氏体不锈钢、铜、铝及陶瓷等非金属材料。但是它只能检查表面缺陷,探伤灵敏度也稍低于磁粉探伤。

紫外线光源一般采用高压水银灯,它是荧光探伤的主要设备。荧光探伤时,把荧光粉与具有强渗透力的溶液按一定比例混合,将这混合而成的荧光液涂在工件表面,让其渗入到工件表面的缺陷内,停留一定时间后,将零件表面擦干净,再涂以显像剂,此时零件在紫外线的辐射作用下,便能使渗入缺陷内的荧光液发光,即可显示出缺陷的形状大小。在一般的紫外线内总含有一些可见光线,这些可见光线不利于缺陷观察,故通常在水银灯管下面放一镍玻璃,将可见光吸收掉,只让紫外线通过,以利于暗室内观察缺陷。

(3) 着色渗透探伤着色渗透探伤的原理与荧光探伤相似,应用范围和灵敏度也相同,但着色渗透探伤不需紫外线光源照射和不需在暗室观察,所以比荧光探伤方法方便,在施工现场被广泛使用。

着色探伤色液(渗透剂)用渗透力强的液体,如苯、松节油、水杨酸甲酯、煤油等混合液,再加染粉(如红丹粉)制成。清洗液用易挥发的有机溶剂,如丙酮、乙醇再加乳化剂制成。显像剂由氧化锌加有机溶剂和稀释剂等混合成。着色渗透探伤一般操作是:在经过清洁处理的被检验工件的表面上,涂刷或喷上一层色液,待色液渗入表面缺陷约为15~30min之后,用清洗剂或乳化剂除去工件表面的色液,然后在工件表面涂刷或喷上一层显像剂,由于毛细管作用,缺陷中的色液被吸收到表面显示出来从而判别缺陷存在及大小。

十、单体试车、配合联动试车和投料试车

(一) 单体试车 TOP

单体试车是指一台机械设备安装完毕后,在没有负荷的情况下通电运转,以检查安装质量和机械性能是否合格,主要是观察振动情况,轴承是否发热,有无异常声音。按规范规定,试运转24h后再检查设备安装情况,合格后在试车记录上签字,作为交工资料之一。单体试车是单独进行试车运转,与其它设备及管道没有连带关系,故称为单体试车。下面以压缩机组试车为例,叙述试车程序。

1.试车前的准备

(1) 技术文件的准备

为了便于操作和记录运行情况,应准备好试车用流程图、操作规程和有关记录报表。

(2) 空气过滤的准备

为了清除空气中的机械杂质,在压缩机吸入口处应在试车前24h启动空气过滤器,并连续检查空气过滤器是否运转正常。

(3) 计量仪表的准备

对压缩机组上所有温度计、压力计进行检查,看灵敏度是否正常,打开压力计下面仪表、小阀门,对所有带有报警和自动控制的仪表进行试验和校准。对有液压调节器的阀门动作灵敏性进行调整与实验,检查开关是否灵活,指示开关是否同步。

(4) 电气设备的准备

电气设备准备工作由电工人员执行。

首先作好电器线路检查,对主电机应进行空载实验,油泵电动机要试运转,直到确认电器系统完全可靠后,再对电器联锁装置进行实验。

(5) 空气系统的准备

空气系统管道内应保持干净、畅通。开车前必须对管道、阀门、法兰等进行吹扫工作,消除各种杂质。

(6) 水系统的准备

打开压缩机组冷却水总上水阀和总下水阀,检查冷却水压力应在0.15MPa(表压)以上,同时要检查水压降低警报信号是否灵敏。

打开各级冷却器上水阀和总下水阀,并由溢流水管检查各级冷却器水量。

(7) 油系统的准备

油系统是用来对压缩机组有关部位进行润滑、冷却、清净、保护和密封。

(8) 油系统主要装置及其作用

油箱可容油3m3左右,油箱上部设有注油孔,下部有放油阀,箱侧面有液位指示器,箱内有供加热和冷却的盘管。试车开车前,油箱内温度应达到25℃。为了保护油泵,油吸入口设置铜丝笼头;为防止回流油直接进入油箱内,在回油口与吸油口之间设置两个过滤隔板,使回油在隔板间通过再进入油吸入口。

主油泵是装在增速器低速轴端部的同步齿轮油泵,在压缩机正常运转时它向各润滑点供油,油压05MPa。每分钟循环油量300L。

辅助油泵由电动机带动,用来对启动前及启动初期的压缩机各润滑点供油。此外,当压缩机润滑系统油压降低时,辅助油泵自动开启供油,每分钟可供油190L。

油冷却器用来对温度升高的循环油进行冷却,控制油的温度。

油过滤器用来过滤润滑油的杂质。

高位油箱是一种保护装置,一但油系统发生故障后向各润滑点渗油。

(9) 油系统的开车程序

在油系统管路、容器都洗净的情况下,向油箱注入22号透平油,油位高度应在油液面计的2/3处,油温不得低于25℃,如果油温低于25℃,应使用蒸汽加热,否则由于油温保护,主电机不能启动。

打开润滑油系统的阀门,管路系统应严密无泄漏现象。

接通油冷却器和油过滤器,如果油温低于25℃,暂不通冷却水,待开车后油温升高,再通冷却水。

开动辅助油泵,检查油系统循环情况,将油压调整到规定范围内。

2.试车

(1) 各项准备工作完成之后,由试车负责人指挥电工启动主电机,如系汽轮机拖动,则按汽轮机操作规程启动汽轮机。

(2) 随着压缩机启动,主油泵开始工作,油系统压力上升。这时,应停止辅助油泵,将联锁手柄转向“自动”位置,检查油压变化情况,将油压调至规定范围内。

(3) 当压缩机进到正常转数时应注意检查下列内容:

各轴承的供油情况及升温情况,各轴承温度不允许高于65℃,各轴承不应有振动。

电动机(或汽轮机)内,增速箱内及压缩机内不应有杂音和振动,要仔细监听。

(4) 无负荷试车至少8h。无负荷试车一切正常后,才允许进行负荷试车。

(5) 负荷试车。负荷试车时,升压要缓慢均匀,并随时检查设备运转情况及电机电流波动情况。

应用恒压调节装置,缓慢打开节流阀门。

逐渐关闭防喘振阀门,使压缩机排气压力升高到05MPa,慢慢开启送入系统阀门,直到全开,用放空阀门将排气压力维持在规定范围内,如果恒压调节装置正常,可全关放空阀门。

压缩机组在负荷下试车不应少于是24h。

严格按照技术文件注明的喘振流量范围的规定,使压缩机离开喘振区域运转。

在试车过程中,应测量压缩机各轴承的径向振幅,测量时采用测振器,将其测头沿铅垂方向安放在轴承压盖上。

3.停车

(1) 正常停车  正常情况下的停车是在空负荷下进行的。正常停机的主要操作有:

打开设备出口管道上的放空阀,逐渐关闭送入系统阀,用放空阀保持送入系统的压力,直至全关送入系统阀时为止。

关闭吸入节流阀。

停止主电机,此时油压降低,待压力到0.065MPa时,辅助油泵应自动启动,如果辅助油泵因故不能启动,应使高压油箱回油进行润滑。

经过30min后,关闭辅助油泵。

根据停车时间长短,决定是否关闭冷却水,在冬季时要注意防冻。

切断电源。

(2) 紧急停车 当设备处于下列事故状态,而又无法及时处理时,应采取紧急停车。

电动机、增速器和压缩机内部有不正常响动或产生强烈振动。

轴承温度超过规定值,并且不断升高,又无法排除。

主轴泵或油系统发生故障,油压降至0.06MPa或油供应中断。

冷却水供应中断或水压低于0.1MPa。

轴位移超过规定值1毫米。

电动机内出现火花、冒烟或温度高于100℃。

(3) 紧急停车的操作步骤

关闭电动机。

迅速打开放空阀,关闭送入系统阀。

关闭吸入节流阀。

按正常停车处理。

(二) 配合联动试车 TOP

联动试车指单体试车合格后,设备与设备、设备与管道联系起来试运行称为联动试车,联动试车分为有负荷和无负荷试车。联动试车是工程完毕后,检验对设计质量、安装施工质量、设备质量的总检验,因此联动试车比较复杂,试车前必须有试车方案。

1.试车前应具备的条件

(1) 土建工程、上下水、工艺配管、配电、仪表、保温隔热已施工完毕,经过试调合格。

(2) 具备完整的施工记录及质量检查部门的检验审查签字。

(3) 试车方案已审批。

(4) 试车指挥机构已成立。

2.试车前的检查

(1) 检查地脚螺栓二次灌浆的质量、润滑油的质量与用量、测试仪表及连锁装置、供电供水情况,检查进排气阀、安全阀、消防用具情况等是否符合要求。

(2) 对油循环系统试循环,油循环系统要确保无异样,否则会损坏运动部件的正常摩擦面;检查润滑油的温度是否合适,齿轮油泵、进出口阀、旁通阀、压力表、调节阀等要打开,油循环是否合格,循环所需时间是否符合要求。

(3) 清油系统的油管清油器、滴油速度、工作压力等符合要求。

(4) 注水系统试运行。

(5) 同步电动机试车。

3.无负荷试车

无负荷试车是将电机油循环系统、清油系统、水系统按规范规定的时间、次数进行试车,如运行正常先停电机,继而停止油、水系统的运行。

4.负荷试车

负荷试车即加压试运行,注意升压调节,安全阀调核,当最终排出压力达到试车规定的最高压力后,稳压继续运行72h,确认合格后,即从末级开始稳步卸压,使机组由负荷过渡为无负荷运行,然后停车,最终停止清油系统、循环系统、水系统运行。

5.负荷试车后的检查

检查各部件螺栓的紧固情况,检查气缸双轴承的磨损情况、电机的情况,检查油系统及油质,检查电气仪表的情况,最后排除故障,最终到负荷试车合格。

由压缩机的无负荷试车及负荷试车,可以了解到设备与设备、设备与管道、电气、仪表的全面运转情况,这也是化工安装工程的特殊之处。

联动试车由生产厂提出方案,从生产厂抽出有经验的技术员与操作工人组成开工队进行联动试车。

联动试车合格后,经签署试车文件后,可进行投料试车。

(三)投料试车

负荷试车合格后,按设计要求投入生产产品需要的原材料与辅助材料,按设计生产流程进行实物试车、检验设计质量、工程质量、产品质量、产量等是否达到设计要求。

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