设备与管道无应力配管

管道与转动设备的无应力配管中国石化集团第十建设公司中海石油海南石化工程项目部2010年06月05日•一.概述•管道与转动设备连接是石油化工装置管道安装中比较常见的。如管道与泵的连接，管道与压缩机组的连接，管道与转动设备连接配管安装时，要求做到无应力配管，以保证设备的正常运转。•二.相关规范要求•1.规范SH3501～2002中6.2.9条规定：与转动机器连接的管道，宜从机器侧开始安装，并应先安装管支架。管道和阀门等的重量和附加力矩不得作用在机器上。6.2.10条规定：与机器连接的管道及其支、吊架安装完毕后，应卸下接管上的法兰螺栓，在自由状态下所有螺栓应能在螺栓孔中顺利通过。法兰密封面间的平行偏差、径向偏差及间距应符合规定值。•2.《石油化工泵组施工及验收规范》SH/T3541-2007中5.3.3条及5.3.4规定与上述要求相同。•3.《化工机器安装工程施工及验收规范》HG20203-2000中6.3.2条规定：与机器连接的管道固定焊口应远离机器进行焊接，距离不应小于1m，避免焊接热应力对机器造成影响；6.3.3条规定：管道与机器连接时，不得使机器承受外加负荷，严禁强制对口连接。•三.泵口配管•1.配管条件•1.1支吊架已制作并安装就位，经检查符合要求，对安装工艺程序中后安装的支吊架除外；•1.2机泵已就位、找正、精找平完，办理了工序交接手续；•1.3相关的工艺系统主干管已配管完毕。•2.泵口配管技术：•2.1先将泵口配对法兰用符合设计要求的螺栓连接，所有的连接螺栓都应顺利垂直通过法兰螺栓孔，以保证法兰接触面的闭•合。配对法兰紧固到泵口法兰上后，再与管件和管道组合件点焊，要求点焊牢固，以防止焊接过程中产生应力变形。这样既能有效的调整对法兰不平行度的偏差，又能防止接口法兰的平行偏差、径向位移及间距超标，控制配管对设备的应力。•2.2充分利用管道的水平和垂直转向点、分支点，调整本配管与设备进、出口位置的轴线方向偏差。•2.3充分利用管道组合件的法兰短管，调节法兰与设备的径向偏差。•2.4对于较短的配管，应采用实测实量，精心下料，认真组装的方式进行；•2.5配管的固定焊口应尽量靠近系统管道，远离泵口，以减少焊接应力对设备的影响；•2.6对于清洁度要求较高的配管，应采用氩弧焊，并应保证管膛的清洁度。•3.配管工艺要点•3.1严格按工艺程序操作，必须首先安装接口法兰，并按对称顺序紧固连接螺栓，螺栓应受力均匀，力度适宜；•3.2配管不允许与设备强制连接，已与设备连接的管道，必须及时用支吊架固定，避免管道重量附加到设备上；•3.3配管内杂物应清理干净，防止带入设备。对有清洁度要求的管道，必须严格按规范操作，特别是入口管线；•3.4固定口焊接应采用多层焊接，并应焊接均匀，避免出现热应力。•4.配管操作顺序（以精馏P-191为例)•①支吊架安装②接口法兰装配③异径管定位、点焊④异径管法兰定位、点焊⑤法兰短管制作安装⑥单向阀安装⑦阀门安装⑧管线制作安装⑨支管与干管连接。•四.压缩机组进出口的无应力配管•压缩机组进出口的配管安装质量与压缩机主体质量精度有着密切的关系，对于主管线的安装要特别重视，如稍有忽视，就会使已经安装找正的压缩机及蒸汽透平产生位移和变形，从而破坏其水平度和同心度，这样对于大功率高速转动的设备来说，后果将不堪设想。为了确保压缩机组及蒸汽透平的安装精度，主进出口管线的安装都必须严格执行施工规程，质量要求，每条管线的配管，组对焊接，不允许•有任何外力作用在机组主体上，必须使压缩机、蒸汽透平始终保持在自由状态。•1.配管施工工艺、技术要求•正确选择配管工艺的先后顺序，是整个机组安装质量的保证和施工进度的关键。配管工作严禁从压缩机主体开始，应从外部配管或设备开始的原则，安装顺序按压缩机端主进出口管线单线示意图（见例图）所注序号顺序进行，但必须注意，除序号水平管段外，其余管段必须在压缩机组找平找正后方可进行安•装，对于各条管线最后一个管口的组对，拼接应选在离压缩机较远的地方，以减少焊接变形所产生的应力，减少对设备的影响。但是主进出口管线的安装规定，管道与机组连接对压缩机组产生的应力影响压缩机组的同心度必须小于0.03mm，因此最后一个管口的组对，拼接要有一定的监察手段和调整措施，选择最后组对拼接的管口，应在离压缩机较近的主管段下方与横跨段对口的横口位置上（2#焊口），此管口的组对焊接产生的应•力对压缩机的影响比较灵敏直观，有利于观察判断，便于及时调整消除附加于压缩机组上的应力，主进出口管线与压缩机的最终连接的确认内容有：1.进出口管线的安装工作全部结束；2.压缩机组的安装精度在规定的要求内，方可进行主管法兰序号5与压缩机本体法兰序号6连接，紧固时必须注意要一组一组的进行，不允许两组或两组以上同时进行。123456说明：①、③、⑤、⑥为预制焊口②、④焊口为安装口水平管段横跨段立管段管段焊口检查合格管内用人工清理干净，达到要求施工准备机具材料技术交底图纸资料管段预制安装管段检验操作吊架台架制作安装立管预安装就位立管法兰与压缩机法兰找正，找平，压缩机主体不受力，立管段支撑，固定横跨段与立管段管口预组对达到管口组对要求水平段与横跨段管口组对拼接焊口检验合格管内清洁干净水平段与横跨段拼接水平段与横跨段弹簧吊架、可调支架安装立管段调整、与横跨段组对临时性支吊架拆除调整弹簧吊架、可调支架2#焊口两名焊工对称均匀焊口，控制焊接变形复测调整机组同心度2#焊口检验合格主进出口管与压缩机最终连接紧固机组同心度最终复测认可•2.配管的技术要求：•管线的配管除必须按照图纸的设计要求和一般管道安装规程外还应符合如下要求：•（1）管口的焊接•管口的点焊及焊接，氩弧焊打底，电焊盖面，并找焊接水平较高、经验较丰富的焊工进行焊接，留作最后拼接的一个焊口必须由两名合格焊工对称点焊，然后对称焊接，此焊口作100%射线探伤检验。•（2）焊口检验及管内清洁度要求•①压缩机主进出口管线全部安装后，对于管线的试压吹扫工作十分困难，因此靠近压缩机管线连接压缩机法兰到一次切断阀或盲板等加设位置的法兰为止的所有焊口全部进行射线检验合格。•②管段安装前焊渣杂物必须清除干净，有锈蚀的管道和进口过滤器要进行除浮锈处理（用钢丝刷等擦干净）。•(3)立管的吊装、定位、拼接应保证压缩机主体上不得附加重量和应力。•A、吊装的吊点不得放在压缩机组本体上。•B、压缩机本体法兰与立管侧法兰之间的间隙为3mm，2片法兰的平行度控制在0.1mm范围以内•C、压缩机主体法兰与立管侧法兰的螺栓孔必须垂直对中，允许错位量应该控制在所有的连接螺栓能够自由穿入。•（4）管线与机组的最终连接紧固，单根管线附加在压缩机本体上的应力对机组同心度的影响不得超过0.03mm，全部管线连接紧固后附加在压缩机上的应力，对机组的同心度的影响不得超过0.05mm。•（5）永久性弹簧吊架、可调支架，都有规定的负载值，不得错用和任意改变安装位置。•3.配管安装的主要操作要领•（1）立管的吊装与定位•（1）压缩机主进出口管线布置比较集中，且有较高的安装高度，为使配管安装时操作方便，而吊装定位重量又不附加在压缩机本体上，应首先在压缩机组的适当高度，设置两层型钢操作台架，在台架的适当位置设置吊装架，然后把预制好的立管段送至安装位置的下面；•（2）在吊装台架上分别挂好4个手拉葫芦连接立管段，使用手拉葫芦把立管提升至离压缩机法兰5～10mm，初步找正上下法兰的螺栓孔中心，插入连接螺栓，但螺栓•不能拧紧，只作对中导向用，不能承受立管段重量。•（3）架设好主管段支撑架及调整垫铁，可卸去葫芦、吊索具，把立管就位在支撑架调整垫铁上，然后用塞尺测量压缩机与主管两片法兰间的间隙及不平行度（测量应四点对称进行），根据测得的数值进行调整垫铁，移动管段，使其间隙为3mm，不平行度在0.1mm以内，而插入的螺栓孔的螺栓都能自由松动，插入螺栓前把正式垫片加入，正式垫片加入前检查两法兰•密封面和垫片无损伤和缺陷。找正完毕后的立管，既要防止任意移动，又要保持在自由状态下。•2、水平段、立管段与横跨段的组对焊接•在单线附图中水平段、立管段与横跨段的组对拼接是保证管线对压缩机组不产生应力的关键。特别是2#焊口，将直接影响到压缩机和立管段两法兰间的不平行度和螺栓孔的对中度，从而影响机组的同心度，因此对立管段与横跨段的组对拼接，必须谨慎地按如下要求操作：•（1）横跨段安装时与水平管段拼接定位必须以立管为基准对立管的垂直度和平行度应正确，横跨段与立管段应先进行预组对，调好组对焊口，确保管口四周间隙均匀和错边量符合要求；•（2）4#管口的组对应考虑4#管口的焊接收缩对2#管口的影响，组对2#管口对横跨段相反侧留少许错边量约2mm，4#管口组对焊接后，可进行2#管口的点焊和焊接；•（3）待4#管口焊接完毕后，应检查2#管•口的对口变化情况，检查压缩机与立管两法兰的平行度和插入螺栓能否自由松动，如发现有不符合要求，必须加以处理，调整到规定要求；•（4）在压缩机的两侧支座和轴向挠性支腿上，装上六只百分表，监察压缩机是否受力。而产生径向、轴向位移情况（见下图）•（5）最后组对管口原则上定为横焊焊口，以减少焊接变形，管口的点焊，焊接必须有2名合格的焊工同时对称交错进行，（如下图）焊接时应把握住两人的焊接电流和速度基本一致。进行点焊，焊接的同时亦应分别指派人员，测量压缩机与立管二法兰的平行度，检查插入的螺栓能否自由松动，并监视装在压缩机的百分表读数变化，随时把以上三个方面的变化报告给负责焊接的技术人员，无论哪个方面的数值超出规定要求，必须停止焊接，进行分析，•查明原因，及时调整，选择焊接位置，顺序、时间和速度，调整因焊接产生的应力，对以上三个方面的影响，直至焊接结束，保证都在规定的要求范围内。•3.主进出口管与压缩机主体的最终连接紧固工作应在主管线的保温（除预留的操作位置）全部结束后进行。•①复测压缩机的同心度，再次确认配管有无应力附加在压缩机的主体上，可将百分表③④或⑤⑥其中一组的两只百分表移装到压缩机联轴器的端面和外圆⑦⑧位置；•②调整横跨段和水平段上的弹簧吊架到设计负载值；•③清洗压缩机和立管的两法兰的结合面，清洗连接螺栓，螺栓的两端涂上二硫化钼；•④拆去立管支撑架后，由于保温材料重量及立管自重影响，压缩机和立管两片法兰间的间隙平行度和螺栓孔中心度要受到破坏，这时应及时调整可调支架，调整到要求范围内；•⑤在连接螺栓紧固过程中，指派专人负责监视百分表，如读数超出范围，应停止紧固，分析应力方向，调整可调支架，消除应力后，再继续紧固，直到紧固完毕；•压缩机与主进出口管线连接紧固工作应一组一组进行，紧固一组确认一组，待全部管线的紧固工作结束后，再次复测机组同心度，并确认配管无应力附加在压缩机组上