浅谈铝镁合金管道施工中综合脱脂技术的应用

摘要：针对毛乌素沙漠边缘的榆林市郊区榆林煤化20万吨/年醋酸项目中40000m3/h空分装置的铝镁合金管道的管理和施工，总结出此类施工必须注意事项，作以简单的阐述说明；同时希望在同类施工中，得以借鉴和推广。

关键词：铝镁合金 程序脱脂检验保护

一、前言

随着我国化工行业的迅速发展，对大的化工和煤化工企业的氧气生产需求量日益增加，同时制氧设备及氧气管道的脱脂施工这个环节更突现出重要性；因氧气管道属于危险类介质压力管道，其压力高、流速快，稍有不慎，极易发生燃烧、爆炸事故。对于施工过程管道的保护及脱脂不彻底导致事故的比例也较高。针对由我单位在毛乌素沙漠边缘的榆林市郊区施工的20万吨/年产醋酸项目40000m3/h空分装置铝镁合金管道在施工中综合脱脂技术的应用简单作以下介绍。

本装置主要有空气化工产品(中国)投资有限公司和华陆工程科技有限公司两家共同设计完成，该界区内的铝镁合金工艺管道共计1700米，管径为DN8~DN1050不等，管件共计170余个，工艺管道设计压力为液氧9.5MPa、气氧11.6MPa、铝镁合金管道最高压力7.93 MPa，气氧操作压力为8.7MPa、外送流量为20000~30000m3/h达到外部对氧气使用需求；通过本次氧气管线施工的工序连续性及较好的运行、使用结果；值得在以后的同类项目中提供依据并加以推广。

二、铝镁合金管道施工工序及方法

1、施工工序

施工准备 材料验收 管道加工 脱脂处理 管道预制 组对焊接 焊缝无损检测管道安装焊接 管道试压 管道吹扫 铝管裸冷检验 管道保温 交工验收

2、主要施工方法

简要流程：

a．材料验收

对于进入施工现场的材料必须经过检验合格后才能使用，如在施工中发现管子、管件的外观存在以下缺陷：表面粗糙、裂纹、气孔、夹渣、重皮等必须进行100%射线检测或全部材料进行更换；且管道内壁存在泥沙、油污等，必须进行有效处理方可使用。

b．管道加工

材料出库 下料号线 号线尺寸复查 做标记 切割 净料尺寸复验 短管、管件及衬环脱脂 进入脱脂工序

为了有效更好的控制组对间隙保证焊接质量和其它外观几何尺寸，管道加工均采用机械切割和机械加工坡口及采用旋转锉和圆盘锯进行开孔处理，采用机械加工的坡口较标准、对口的间隙容易控制；管道加工这个环节至关重要从材料的下料号线完成后进行号线尺寸复查的环节必须严格控制，为防止预制好的半成品材料在运输或脱脂的过程中捣混，给安装过程造成工时延误和浪费，须采用电子刻字笔进行图号、管线号及焊口号的标注以便正式安装时查找；对于切割后的材料进行净料的复检是为了保证材料在组对中的几何尺寸，以免在材料下料过程出现错误，从而减少返工和材料浪费。

c．管道焊接质量控制程序

焊接结束后,必须对外观进行100%焊缝表面外观检查，采用焊接检查尺测量。进行检查时焊缝表面应平滑没有凹凸，不允许有气孔、夹渣、裂纹未焊透等缺陷。对焊接缝咬肉深度小于壁厚的5%且不大于0.5mm，焊缝连续咬边长度不大于100mm，焊缝两侧的咬肉总长度不得超过该焊缝长度的10%。

断续焊缝长度的允许偏差为0～+10mm，角焊缝的焊角高度的允许偏差为0～+2mm。

管对接焊缝加强高应≤2mm，且不得低于母材。

经检查（外观及内部）发现焊缝有不符合规范和本方案焊接要求的，必须进行返修，同一部位返修不宜超过两次，对经过两次补修仍不合格的焊缝应经单位技术负责人批准后，报AP现场工程师审核批准。并委派优秀焊工采取可靠的技术措施方可进行修补。

焊缝内部质量检验探伤标准结合标准探伤、评定。焊接质量最终目标：焊接施工一次优良率达95%以上，一次合格率达98%以上。

d. 管道脱脂

管道脱脂准备 碱洗 酸洗中和 水冲洗 氮气或无油空气吹干 人工检查 保护 进入预制工序

管道脱脂的准备工作相当复杂首先考虑脱脂剂的选用，一般情况下按设计文件选用，如设计文件没有对脱脂剂做具体规定，可根据脱脂的材料进行选用；同时再选用脱脂剂时如材质：AL5083的铝管也要注意它的化学成分，以免材料结构遭到破坏而降低了使用性。

化学成分:AL5083

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn

0.4 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25

该项目的铝管采用浸泡方法进行脱脂处理，首先将加工好的材料标注完成后放入不锈钢笼内（图一），

然后将装有材料（铝管、管件、衬环等）的不锈钢笼置入盛满脱脂剂的矩形槽内，在含10％烧碱（NAOH）溶液浸泡20~30分钟后提出，把碱液完晾干随后移至到含12％的硝酸（HNO3）溶液中和15~30分钟后提出，再用高压水枪进行水冲洗干净，然后用无油干燥空气吹干或把铝管置于货架上晾干,待用。（图二）

脱脂现场如有蒸汽条件的情况下最好是将脱脂用的矩形槽内通上蒸汽使含10％烧碱溶液和含12％硝酸溶液的加热到30~40℃这样脱脂的铝管效果更佳。

矩形槽的大小应以满足现场的预制便于安装的铝管长度而定的，每一个矩形槽的尺寸一般控制在2米宽、8米长以内，同时为了现场施工的连续性最好把两个脱脂槽放在一起（见图二）便于操作，为了减少施工成本，脱脂槽盛烧碱溶液的槽子可采用水泥和墙砖砌筑并加盖厚塑料布、盛硝酸溶液的槽子可采用6毫米的不锈钢板制作，置于现场地槽内，加并加上防护栏杆。（图三）

e. 管道脱脂的检验

脱脂后应经检验鉴定应根据脱脂件在生产中的不同作用和因沾染油脂而造成的危险或危害程度，可采用下述任意一种方法进行检验：

1、用波长3200－3800埃的紫外光检查脱脂件表面，无油脂萤光为合格；

紫光灯无具体型号要求，但需满足下列条件：

波长在325-400nm之间

带有合适滤光镜的水银灯或卤化物灯

其光强度在30cm的范围内，至少为每平方厘米5.0毫瓦。

不得采用荧光灯管

2、用清洁干燥的白色滤纸擦抹脱脂件表面，纸上无油脂痕迹为合格；

3、用无油蒸汽吹洗脱脂件，取其冷凝液，放入一小粒（直径1毫米以下）纯樟脑，以樟脑料不停旋转为合格；

4、不能用上述方法检验的脱脂件，可取样检查脱脂后的溶剂油脂含量不得超过350毫克／升为合格。

5、用浓硝酸清洗的设备和管道应分析其酸中所含有机物总量，以不超过0.03％为合格。

6、用溶剂脱脂的脱脂件必须将残存溶剂彻底吹除直至无溶剂气味为止。用碱液脱脂者必须用无油清水冲洗洁净至中性，然后干燥。用蒸汽吹除者，应及时将脱脂件干燥。用于冲洗奥氏体不锈钢的无油水，其氯离子含量不得大于25ppm。

f. 管道脱脂后的半成品保护

加工好的管子坡口，在管段组对前应采取保护措施。管坡口用塑料管帽及塑料布密封。

经过除锈处理后管子加入干燥剂后用管帽密封。

加工完毕的管子螺纹及管端密封面应涂油脂（不锈钢除外）并包塑料布封闭或采取其它保护措施。

预制件其管端、管咀、开口处需要封闭保护，其管帽、塑料膜、胶带等应清洁油脂，否则不得做为封包材料。

对部件进行亮光灯或白光灯检查，应该表面无湿气，无清洁剂残留物，尤其是那些死角位置的清洁剂残留物，无腐蚀水垢颗粒等杂质。无油漆或涂料，无碳氢化合物或有机物。在紫光灯下检查没有碳氢化合物显示的莹光，用脱脂后的清洁布擦拭然后在白光灯和黑光灯下检查没有污染物和莹光显示。对清洗过的管材用塑料管帽密封，管外表用洁净的塑料布缠绕；注意防止二次污染。

预制件未安装使用前，不论何种材质管件均应垫置，有序摆放，不得大小混堆；根据现场环境情况，须将清洗好得管子按材质、规格分开存放在现场临时搭建库房。

g．脱脂过程中的安全注意事项及安全技术措施

1、脱脂现场周围应清除一切易燃易爆物及其它杂物，划分脱脂专责区域，无关人员不得进入。严禁烟火，消除一切可能发生火花的来源，并设置“严禁烟火！”、“有毒物品！”、“闲人勿入！”等标示牌。脱脂现场必须具有必要的防火、防毒设施，并定期定员检查，使之处于良好的备用状态。

2、脱脂工作应在室外或有通风装置的室内进行。工作时要加强个人防护，应穿戴工作服、口罩、防护眼镜、胶皮手套、围裙及长筒套靴，必要时应戴防毒面具。脱脂场所严禁吸烟或进食，并应定期检查脱脂工作地点空气中的有害物质含量，其浓度不应超过规定值：

(见下表)

名称 最高容许浓度， 毫克／立方米 备注

苛性碱（换算成NaOH） 0.5 易灼伤皮肤

浓硝酸（换算成NO2） 5

3、硝酸能侵害皮肤粘膜。用浓硝酸脱脂的人员应穿毛料、丝绸或胶质工作服，戴耐酸胶皮手套、防护眼镜和夹有小苏打的双层口罩，必要时应戴防毒面具。

4、苛性碱能腐蚀皮肤粘膜。用碱液脱脂时，操作人员应穿戴胶质工作服、围裙、手套、长筒套靴和防护眼镜。

5、用浓硝酸或碱液脱脂的现场应安装临时冲洗水管。当酸或碱液滴于皮肤时，应立即用清水冲洗净，不得搓揉。

6、浓硝酸是一种强氧化剂，与有机物、松节油、水、有机织物接触即自燃，燃烧时产生过氧化氮等有毒气体。贮存时必须将容器封严，防止受潮、漏损，且应专设库房，并与有机物、可燃物、酸类及其它氧化物隔离。

7、应防止脱脂剂溅出和溢到地面上。溢出的溶剂应立即用木屑、砂子等将其吸干并和脱脂用过的织物一起收集在专用的密闭金属容器内，但对溢出的酸，碱应立即用大量的水冲洗至中性。

8、把溶剂从一个容器倒入另一个容器时应在露天，且穿戴好防毒面具等防护用具后，方可进行。

9、严禁不同的溶剂混合和不按适用范围使用。

10、脱脂残液及污物的排放，必须按《工业“三废”排放试行标准》GBJ4－73的规定执行。

11、脱脂现场必须加强管理和保卫，以免发生意外事故。

h. 管道脱脂后的安装

安装过程在此不做详细介绍，但标准必须执行相关的管道施工、验收规范和标准进行；同时，应注意铝镁合金管道在安装过程中严禁使用一般的大锤或榔头敲击，通常宜采用橡胶锤；并应注意在施焊过程中，采用防火材料（如：洁净的防火帆布）覆盖施焊位置下方及附近管道，避免管道表面损伤。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。