提高渣油加氢装置高压工艺管道水压试验一次成功率探讨.pdf

Erquipment&Installation装置与安装提高渣油加氢装置高压工艺管道水压试验一次成功率探讨韩海英1沈志恒1魏占东孙宇崔军11.中国石油天然气第七建设有限公司山东青岛2266300；2.盛虹炼化（连云港）有限公司江苏连云港巷2 2 2 0 0 0摘要对锦西石化15 0 万t/a渣油加氢装置工程进行高压工艺管道水压试验，其法兰间临时密封垫片材质的选择针对性强。因在工程中选用金属铅板为临时密封垫片时，10 mm厚度铅板密封垫片过软、易压溃，而导致贴合面松弛泄漏和法兰间平行度偏斜无法纠正问题，又因试验周期长导致反复紧固螺栓等问题。通过现场QC小组活动，采用保温0.6 mm铝皮密封垫片，使施工难度大幅度降低，且不受试验周期长的影响，高水压试验一次成功率大大提高，提高了施工效率，节省了施工成本，为后续施工提供了有力的技术支持。关键词铅板密封垫片铝皮密封垫片高水压试验一次成功率中图分类号TE682文献标识码B文章编号16 7 2-9 3 2 3(2 0 2 3)0 4-0 0 3 4-0 4锦西石化15 0 万t/a渣油加氢装置工程，高水压试验法兰间垫片为临时对夹式结构。因垫片需要采用金属材料制作，对其与法兰或盲板结合面的贴合性、无间隙和不渗水性有较高的要求。考虑到同类工程中采用铅板密封垫片时，平均一次成功率仅为5 0.6%，本工程采用保温铝皮替代铅板制作垫片的方案，垫片安装位置与形式包括法兰间盲板结构（见图1）、法兰间无盲板结构（见图2)和法兰与法兰盖结构（见图3 等3 种。并按照现场QC小组活动 的程序展开了“提高渣油加氢装置高压工艺管道水压试验一次成功率”工作，解决了以往铅板制作垫片高水压试验时间长、问题处理难等问题，将水压试验一次成功率提高到了9 0.3%。1现状调查及设定目标1.1 调查一锦西石化15 0 万t/a渣油加氢装置工程，高水压试34 化 建 2 0 2.4 验包含高压静密封147 0 个。高压静密封部位最大规格RJ型式法兰为DN350CL2500，螺栓7 8 7 2 付，螺栓最大规格为M723；高水压临时试验部位17 6 个，用水量约1000m；共计分11个试验包；最高强度试验45.2 2 MPa，稳压10 min；设计压力3 0.15 MPa，稳压3 0 min；无降压、无泄漏和无变形为高水压试验合格。1.2 调查二为找出主要问题，通过一次投产成功的同类工程，高水压试验临时部位3 9 1个，有19 3 个问题进行分类统计。结果表明，临时垫片密封问题118 个和螺栓紧固问题46个，占总问题8 5%，如果能解决这两个问题，高水压试验一次成功率依据现状调查进行了目标测算：【(1-5 0.6%）85%+50.6%100=92.6%。考虑到施工过程中的困难和其他因素影响，将总问题的百分比与测算百分比平均：（8 5%+9 2.6%）一2=88.8%。即设定目标为：高水压试验一次成功率达到rquipment&Installation装置与安装法兰盲板垫片承一压端图1法兰间盲板结构图法兰盖业图3 法兰与法兰盖结构图88.8%。1.3调查三同类工程2 台高压泵，2 0 个试压包，9 0 d完成试验。据此推算锦西石化15 0 万t/a渣油加氢装置工程1台高压泵进行试验需要9 9 d，然而里程碑试验工期为7 5 d，才能保证后续工程顺利实施。序号主要原因因法兰间平行度规范为小于0.4mm以及法兰与盲板、法兰盖表面粗糙度（1）法兰密封面间、法兰与盲板或法兰与法受压力作用后可压缩的金属板制作的垫片替1垫片过厚一般不大于Ra3.2，采用尽可能薄的金兰盖间间隙0.4mm；属垫片，达到螺栓紧固后即可以保证(2)水压试验临时密封部位无泄漏。平行度又可以保证贴合度。选用比金属铅硬的不易压溃的金属材（1）密封金属垫片受压后无明显压溃现象；垫2垫片过软料制作垫片。(1)螺栓受力不均匀，导致法兰密封面（1）法兰密封面间、法兰与盲板或法兰与法认；螺栓与垫片不平行，用数显游标卡尺检查兰盖间轴对称间隙偏差 0.4mm；3紧固控制；不同步(2）采用两同步或四同步液压紧固设少于2 遍；备紧固螺栓。(1)螺栓紧固力矩按技术交底执行：4螺栓紧固力小（2）选用匹配的紧固工具或液压紧固紧固力矩偏差控制在10%以内。设备。法兰垫片通业图2 法兰间无盲板结构图垫片，法兰承压端对策2原因分析利用关联图就垫片密封和螺栓紧固这两个主要原因进行彻底分析，追溯至11个末梢原因，即培训不到位、垫片过厚、垫片过软、螺栓紧固力小、反复升降压、试验周期长、螺栓紧固不同步、气温差大、压力表失准、稳压阀内漏、高压泵波动等。并分析出影响高水压试验一次成功率的主要原因，即垫片过厚、垫片过软、螺栓紧固力小、螺栓紧固不同步等。3制定对策及对策实施3.1制定对策对策措施见表1所示。3.2对策实施3.2.1实施一安装在法兰、盲板间再加上过厚的垫片，极易导致密封部位法兰间平行度超差或张口，且垫片变形后测量厚薄差值近6 mm(见图4)不易纠偏。依据法兰间安装平行度小于0.4mm的规范要求，及法兰与垫片间密封表面粗糙度加工标准一般不大于Ra3.2的要求 3,选用垫片厚度时，考虑了垫片受螺栓紧固力后，即可以消除法兰平行度偏差,压缩变形后又可以补偿或消除密封面粗糙度而贴合紧密的较薄厚度的垫片。即将10 mm厚度金属垫片，用0.6mm厚的金属制作的垫片替换。表1对策措施表目标(2)水压试验临时密封部位无泄漏。(2)单条螺栓紧固力10 0%时，紧固遍数不(3）水压试验临时密封部位无泄漏。措施(1)将10 mm厚度垫片，改用0.6 mm厚且具有换；(2）采用数显游标卡尺测量法兰轴对称间隙差，确保间隙均匀。（1）将金属铅制作的垫片改用金属铝制作的垫片替换；(2）采用数显游标卡尺测量法兰密封面与垫片间的间隙均匀，确保平行。（1）采用数显游标卡尺对法兰轴对称检查确(2)采用0.2 5 kg小锤敲击听声法检查螺栓松紧度；(3）采用紧固力的8 0%和12 0%进行抽查法检查螺栓的松紧度。（1）螺栓紧固力与对应的液压紧固设备的数据表严格匹配；（2）采用紧固力的8 0%和12 0%进行抽查法检查螺栓的紧固力偏差。油化工建 2 0 2.4 3 5 rquipment&Installation装置与安装图4垫片变形后测量厚薄差值图经现场就地取材，采用保温材料的0.6 mm厚金属边角余料制作垫片。螺栓紧固后，经数显游标卡尺检查，垫片压缩量在0.2 0.4mm之间，垫片变形厚薄差最大0.4mm,且目视无明显变形。法兰间盲板结构和法兰与法兰盖结构实物图如图5 所示。试验合格后，垫片状态实物图如图6 所示。既保证了法兰间安装平行度要求，又保证了金属垫片压缩量对粗糙密封表面的贴合度的密封，垫片厚度符合要求。图7 铅板密封垫片压溃变形图经现场就地取材，采用保温铝皮材料制作垫片。经水压试验合格后检查，铝皮密封垫片基本无塑性变形、无明显压溃现象，与法兰、盲板结合面贴合均匀平整，垫片硬度符合要求。法兰间无盲板结构形式如图8 所示，试验合格后垫片状态如图9 所示。金属铝材质垫片0.6mm厚垫片金属铝材质垫片图8 法兰间无盲板结构形式实物图图9 试验合格后垫片状态实物图3.2.3实施三针对螺栓紧固不同步要因，采取科学的紧固程序,对图5 法兰间盲板结构和法兰与法兰盖结构实物图图6 试验合格后垫片状态实物图3.2.2实施二针对垫片过软要因，根据金属铅垫片在螺栓紧固后，极易产生较大且明显的塑性变形，即铅板密封垫片压溃变形（见图7)；铅板与法兰密封面间因压溃而导致松弛，贴合程度大大降低，易出现间隙而在高水压实验过程中泄漏。选用比金属铅硬，且在螺栓紧固后垫片无明显塑性变形、不易压溃的金属铝材料制作垫片。3 6 化工建设 2 3.4 所有高压静密封和试验螺栓进行紧固，并加大对每个试压0.6mm厚包中各静密封安装螺栓紧固的质量检查。采用数显游标垫片卡尺法兰轴对称检查法兰间平行度；用0.2 5 kg小锤敲击法检查螺栓松紧度，经紧固力的8 0%和12 0%抽查法检查螺栓的松紧度。11个试压包，高压静密封法兰螺栓6 7 2 4付，全部采用两同步或四同步液压紧固设备紧固螺栓。经法兰间平行度检查和每个试压包进行2 次升降压后，发现螺栓紧固均匀度符合要求。两同步螺栓紧固过程如图10 所示。3.2.4实施四针对螺栓紧固力小要因，对高压静密封法兰螺栓紧固及试验螺栓进行紧固。在技术方案给出推荐数据，并经业主、监理、总包经批准技术交底后实施，按螺栓规格选用匹配的紧固工具或液压紧固设备，要求螺栓紧固力与对应的液压紧固设备的数据表严格匹配。螺栓全部紧固完成后，经紧固力的8 0%和12 0%抽查rquipment&Installation装置与安装4效果检查及制定巩固措施高水压试验0.6 mm铝皮密封垫片密封部位的泄漏共计8 个部位，其他泄漏9 个，一次试验泄漏共计17 个部位，一次试验成功率9 0.3%，比里程碑试验工期提前3 d完成，比推算工期提前2 7 d,经济效益可观。并提高了职工的技术水平和质量意识，为公司今后承建类似工程积累了经验，增强了市场竞争力。图10 两同步螺栓紧固5结语法对螺栓紧固力偏差进行校核，确保了螺栓紧固力的有锦西石化15 0 万t/a渣油加氢装置工程高水压试验效,螺栓紧固力符合要求。螺栓紧固后法兰间隙变化测量一次成功率大大提高，同时提高了分析和解决问题的能过程实物图如图11所示。力。在今后的施工中还需要进一步优化，以工程中保温铝皮或镀锌铁皮表面光洁度表面为辅助，可大大克服试验密封表面的粗糙度，最终实现“水压试验法兰间能量隔离无86.35密封垫片技术”，有助于水压试验的标准化、规范化。82参考文献1T/CAQ10201-2020,中国质量协会团体标准质量管理小组活动准则 S.2SH/T3501-2021,石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范 S.3HG/T20615-2009,钢制管法兰(Class系列)S.图11螺栓紧固后法兰间隙变化测量(收稿日期：2 0 2 3-0 1-0 9)(上接 2 1 页)2.4.2氮检漏工艺流程高压系统内试验介质的浓度及气体量满足直接进行氯检漏试验的要求，因此无需另外注人氮气或者气。燃料气系统的氨检具体流程与中压系统相同。将高压系统剩余介质导人到燃料气系统中，在火炬区域管线末端导淋处安装一块量程为0.6 MPa的压力表，在燃料气区域进气点后端管线末端排气阀位置安装一块量程为0.6 MPa的压力表，当压力升至0.2 MPa时停止进气。后续步骤与中压系统氨检漏方法一致。3结语以江苏滨海LNG项目为例，该项目试验成本从前期预算2 40 余万元，降低到13 5 万元，成本降幅达43.7 5%；原计划40 d的试验期缩短到15 d。本工艺根据项目特征科学合理优化了泄漏性试验流程，试验介质(氢气和氮气)重复使用，试验效率大幅提升。(收稿日期：2 0 2 3-0 1-14)石 油化工建设 2 0 2 3.4 3 7