超高塔器大口径长附塔管线安装

摘要：超高塔器大口径长附塔管线安装在立塔之后进行，分段吊装充分考虑分段位置以便组对焊接，对于组对焊缝进行100%UT无损检测，吊装过程严格按照吊装规程和方案执行，吊耳采用相应载荷的管轴式吊耳。整个安装过程涉及到吊装作业、高空作业，危险性大、难度高，做好策划和准备工作并在施工中严格按照方案执行是安装成功的关键。

关键词：附塔管线、吊装、高空组对、焊接、无损检测

中图分类号：TE08文献标识码： A

工程概况

本工程是阿贝尔化学（江苏）有限公司50万吨/年苯乙烯项目核心装置（苯乙烯装置）中工艺管道施工中的重要内容之一。本工程附塔管线管道管径大、管程长，重量达数十吨。按照安装进度，待附塔管线吊装时装置区内已经设备林立，吊装空间受限，加大了吊装难度。

苯乙烯装置区共计14台塔类设备，其中4台塔高度超过40m高，其中第一粗苯乙烯塔T403、第二粗苯乙烯塔T404高度均超过80m。所有塔顶至塔下附有工艺管道，管道直径从Ф159-2032mm不等。尤其是T403附塔管线管径Ф1620mm，垂直长度超过50m；T404有两根附塔管线，其中Ф2032mm管线垂直长度约48m，Ф720mm管线垂直长度约90m。

本篇介绍超高塔器的大口径长附塔管线的安装，故以塔T404的Ф2032*14碳钢附塔管线为例。塔T404高度89m，采用分段吊装组对安装。其Ф2032*14附塔管线垂直段长48m。管段重量约40吨。

施工方案

总体施工原则

整个施工方案遵循本项目工艺管道施工方案及大型设备吊装专项方案。

吊装方法采用“双吊车提升吊移抬送法”。吊车利用大型设备吊装时进场的500T履带吊和25T汽车吊进行配合吊装。

因附塔管线管径较大，而且与塔器连接方式为焊接，安装完毕后无法封闭管段而进行耐压试验，故安排在起吊之前对焊缝进行100%X射线无损检测试验，最后组对焊缝改用采用超声波检测方法检测，以代替耐压试验。

施工工艺流程

图2.2施工工艺流程图

主要施工方法

施工准备

施工准备包括组织准备、技术准备、物资准备、作业人员准备、施工机械、计量器具及施工场地准备。主要是要建立附塔管线安装管理体系，做好图纸会审工作，准备好必要的生产物资，合适的施工机械以及计量器具。以保证施工过程的正常进行。

施工要点

一、材料准备及验收

材料采购、进场、检验及保管要求：

1） 对进场材料进行严格检查，必须符合设计要求。

2） 材料在使用前按设计要求核对其规格、材质、型号，材料必须有制造厂的合格证明书或质保书，材料在进场前报业主、监理检验。

3） 钢管内外表面不得有裂纹、折叠、发纹、扎折、离层、结疤等缺陷；钢管表面的锈蚀、凹陷、划痕及其它机械损伤的深度，不应超过相应产品标准允许的壁厚负偏差。

二、管道预制

（1）预防腐

1根据设计院提供的《设备和管道涂漆设计规定》，附塔管线防腐除锈都采用喷射方法除锈，除锈等级达Sa2.5，局部修补采用手工电动除锈达St3级。

2除锈前铲除钢管表面的锈层，清除可见油斑、污垢、浮灰及碎屑，处理好后送入抛丸机除锈。

3抛丸除锈完毕检查金属表面是否达到除锈要求，符合要求立即涂刷防锈底漆。具体油漆选用及涂层厚度检查参照《设备和管道涂漆设计规定》及相应单体图纸设计说明。

（2） 管道切割

1管道采用氧气-乙炔焰气割。

2切割完成后，用锉刀清除干净管口氧化物，用磨光机将影响焊接质量的凹凸不平处削磨平整。

3管道的坡口采用手提式磨光机进行，坡口形式为“V”型坡口，加工完毕后对管口表面热影响区域进行清理。

4钢管的割口和坡口应符合焊接工艺卡要求，管子切口质量应符合下列规定：切口表面平整、无裂缝、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化皮及铁屑；切品端面倾斜偏差Δ不应大于管子外径的1%，且不得大于3mm。

（3）管段预制

1管段预制按照分段图进行。

2因为附塔管线管径普遍较大，而且管线很长，考虑在预制组对场地设置滚轮架，将经初步预制的管子放置于滚轮架上进行组对焊接。

3组对采用专用的卡具来控制错变量

4管道对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，当管道公称直径＜100mm时，允许偏差为1mm；当管道工程直径≥100mm时，允许偏差为2mm。全长允许偏差≯10mm。

图2.4.2.3管道对口平直度

5因为大口径附塔管线均为钢板制焊接钢管，对口时注意错开两个组对管段的纵向焊缝。

6保温支耳完全按照图纸设计要求制作安装，如遇到与支架、开孔接管冲突时做适当的避让。

（4）管段接管开孔

1在预制管段上的径向方向画出方位十字线，根据管口方位图、布置图标识出开孔位置、口径，如遇到开孔位置与焊缝过近或者冲突及时调整方位线。

2开孔前再次核对管口方位，经工程师确认无误后进行开孔。

3管段的开孔接管，应符合下列要求：

1） 开孔接管的中心位置偏差≤10mm，接管外伸长度允许偏差为±5mm；

2） 开孔补强圈的曲率应与开口处的管段曲率相同；

3） 开孔接管法兰的密封应平整，不得有焊瘤和划痕，法兰密封面应与接管的轴线垂直，倾斜不应大于法兰外径的1%，且不得大于3mm，法兰的螺栓孔应对应管段轴线方向跨中安装。

三、焊接

1焊接前做好焊接材料质量检查，包括质量证明文件和外观质量检查。

2焊接材料在使用前应按规定进行烘干，并应在使用过程中保持干燥，烘烤条件应符合焊材说明书有关技术文件的规定，焊丝使用前应按规定进行除油、除锈及清洗处理。

3焊前检查焊缝组对质量是否符合要求，包括破口形式、坡口间隙，是否打磨光滑。

4焊接工程师负责根据母材材质、壁厚、焊接工艺评定编制焊接工艺卡。

5焊接工作由持有合格焊工证的人员进行施工。

6焊接完的焊缝采用X射线检测焊缝质量。

四、吊耳制作安装

1考虑到附塔管线较长、重量较大，吊装悬挂索具的位置在高空，决定附塔管线上段采用轴式AXA型吊耳，采用该型吊耳最大的好处是免摘钩，减少高空危险作业环节，而且经测算完全能够满足附塔管线的吊装荷重要求。

2轴式吊耳的轴采用现场20#钢无缝钢管管头加工制作。

3吊耳垫板应加工成曲面，与管段曲率一致，保证垫板与筒体曲面贴合。

4制作吊耳钢板的切割面需打磨光滑。

5吊耳焊接由持有合格焊工证的焊工施焊，焊缝焊接完毕做渗透检测。

五、管段清洗

1冲洗管道应使用洁净水，采用人工清洗；

2清洗完毕后排出积水，将管道吹干。

六、管段补防腐

管段焊缝合格后即可进行焊缝处补防腐，按照涂漆规定和设计要求涂刷防腐底漆，漆膜干透用油漆测厚仪检测厚度是否满足要求。

七、附塔管线吊装技术方案

（1）吊装作业基本原则

1吊装作业所有程序在本项目大型设备吊装方案的框架内执行。

2T404管线垂直段长达48m，分2段进行吊装，分段位置与超高塔分段位置一致，以便利用塔组对平台进行管道组对焊接。

3吊耳设置的位置应以附塔管线轴线跨中分布，以避免起吊装过程中钢丝绳勒到附塔管线，造成吊装事故。

4分段吊装的顺序为由下往上。分段位置设置在塔器分段焊接处，好处是可以利用当初焊接塔所留设的操作平台。

5吊装前设备上的框梁式支座最外道梁预留，以便管道就位。

（2） 吊装、组对程序详述

1基本步骤：

1） 准备工作：包括前期管段预制、吊耳安装、设备上的支座焊接、操作平台等；

2） 下段管吊装，至实际位置以下10-15cm；

3） 上段管吊装，顶部法兰螺栓紧固；

4） 上段管支座焊接固定；

5） 下段管提升组对；

6） 下段管支座安装固定；

7） 组对焊缝焊接、无损检测；

8） 焊缝处防腐绝热完善。

采用下段提升组对的方法的优点是管段预制长度完全按照实际尺寸预制，无需组对死口，免除了高空修口这一高难度工作，减少了吊车占用时间，而且坡口是在地面预制好，有利于对这道组对焊缝的焊接质量进行控制。

2T404的Ф2032*14附塔管线分段示意图（垂直段），单位mm：

3简要步骤示意图（单位：mm）

4说明

1） 附塔管线吊装前确保两个固定点之间的距离与塔上两个支承点尺寸能够完全对上，即管段法兰面与最上端牛腿支撑面的距离等于塔上法兰面到支架上表面的距离。

2） 第二、三层支架上的牛腿、弹簧支架等管子就位后安装固定。

3） 在将下段管子提升前，上段管的两个支架必须焊接安装完毕。

4） 弹簧支架销子待整个管线安装完毕再拔出。

5） 下段提升组对前临时支撑和固定措施一定要到位，避免倾倒。提升前在固定好倒链、钢丝绳后拆除临时固定措施。

6） 为便于焊接或安装弹簧支架，需在悬挑支架上制作临时操作平台。平台采用∠50×5角钢、Φ45×3.5钢管、30×3扁铁制作，另铺30cm（宽）×3cm（厚）跳板。

7） 对最后提升组对的焊缝进行UT超声检测焊缝质量，不合格的进行返修至合格。