氢氟酸工艺管道施工技术

    摘要：介绍了氢氟酸工艺管道安装的施工准备、施工工艺及检查验收质量要求，对其他工艺管道的安装具有参考价值。

    氢氟酸是一种无色、发烟且腐蚀性及强的液体，有剧毒，常压下沸点为19.4℃。氢氟酸遇水会发生剧烈的反应，并产生大量的热，导致对钢制设备、管道及其内衬的腐蚀。氢氟酸的急性中毒会引起中毒性脑炎、帕金森综合症，甚至会因呼吸麻痹而死亡。人体与无水氢氟酸接触马上就会感到疼痛，而与稀氢氟酸接触则过一段时间后才会有痛感。国家规定生产车间空气中氢氟酸最高容许含量为1mg/m3。所以在施工氢氟酸工艺管道时，其技术要求是非常严格的。我公司承担的浙江某公司氟化铝一期工程，具有年产无水氢氟酸（AHF，也叫无水氟化氢）3万吨和氟化铝（ALF3）4万吨的生产规模。该工程氢氟酸系统的工艺管道约2000多米，设计工作压力为0.52MPa～1.5MPa，使用材质为20#无缝钢管，规格为ø25*4.5～ø426*10，根据设计要求，管道焊缝要求不得低于Ⅱ级、焊缝拍片率100℅。

    1 施工准备

    1.1图纸会审

    施工前由工艺、焊接、设备等有关专业技术人员会同设计代、业主及监理进行图纸会审，会审时做好图纸会审记录，把图纸会审中提出的问题解决在开工之前。

    1.2编制技术措施

    施工前由技术人员编制管道安装、管道焊接技术措施，上报业主及监理审批。

    1.3绘制单线图

    对本工程中的工艺管道实行单线图施工，单线图上注明管道的编号，管件、阀门、法兰和各种仪表件等的材质、数量，并标注出焊缝编号，焊缝编号按介质流向顺序标注，焊缝编号要保证几份相关联的单线图编号一致，并和探伤委托单、探伤记录、管道焊接工作记录以及其它焊接管理文件的焊口编号一致。

    1.4焊接工艺评定、焊工培训、焊工考试

    对于管道工程的所有材质，施焊前必须进行焊接工艺试验与评定。对于参加本工程管道焊接的焊工，施工前需进行有针对性的培训、考试，合格后才允许参加施焊。

    1.5技术交底

    由技术人员对施工班组进行现场施工技术交底，说明施工内容、工程量、施工方案、关键技术、特殊工艺要求、安全措施、质量标准、工序交接要求及其它注意事项。

    1.6施工备料

    按管段单线图提出施工材料计划，并根据施工进度安排备好工程用料。工程所用管子、管件、焊材、阀门等要配套供应。所有材料必须具有制造厂的质量证明书，其质量要求不得低于国家现行标准的规定。

    1.7压力管道安装报审

    根据国务院发布《特种设备安全监督条例》、《压力管道安全管理与监察规定》通知的要求，管道工程施工前需在施工所在地压力管道安全监察部门和压力管道检验单位递交压力管道安装申请报告，经批准后才可施工。

    2 施工工艺

    2.1管道预制：

    为了尽量减少固定焊口，提高管道焊缝的一次合格率，管道施工时，根据施工图纸和现场实际情况测量绘好管段单线图，按管段单线图尺寸预制加工，作好标记标识，敞口要及时封堵。预制组合段应有足够的刚度与强度，否则应有临时加固施，必要时应标出吊装索具捆扎点的位置。

    2.1.1管道切割：

    当无缝管的直径φ≤159mm时，采用砂轮切割；当无缝管的直径φ＞159mm时，采用氧气乙炔火焰切割，氧气乙炔火焰切割后要将氧化铁清理干净，管道口打磨平整。

    2.1.2坡口加工：

    采用角向砂轮机、锉刀进行加工。其坡口形式及对口为：60°±5°的“V”形坡口，钝边1～1.5mm，对口间隙1.5～2.5mm，当不同壁厚的管子、管件组对时，其壁厚厚度差大于规范规定时，应按规范规定进行处理合格。

    2.1.3焊接方法：

    采用手工钨极氩弧焊（TIG）焊接，焊丝规格为ø2～2.5mm，焊丝牌号为TIG-J50。露天条件下管道焊接，当风速大于或等于2m/s，相对湿度大于90%,下雨下雪时，要采取防风、防雨（雪）等措施，否则不得施焊。焊口被雨水湿润时，应加热烤干焊口，以便除湿，预热温度为40～60℃，其范围在焊口中心两侧各不小于100mm为宜。焊接后应将焊缝清理干净，标上焊工代号，并进行外观检查及X光射线检查，对不合格焊缝的返修应按规范规定返修合格。同一焊缝允许返修不得超过二次。

    2.1.4固定、难焊位置焊口的焊接的注意事项

    ①从最困难的部位起弧，在障碍最少的地方收弧封口，以免影响焊工视线和焊工操作，从而降低焊接接头质量。②避免焊接接头温度过低。③在有障碍的部位，很难做到喷嘴、焊丝与焊件保持规定的夹角，则可根据实际情况进行调整，待困难位置过后，即恢复正常的焊接操作角度。

    2.2管道安装：管道就位前应将管内清理干净，选用合适的吊装机具及就位吊点。吊装时要平稳，就位在管架上要稳固。安装的管道标高、坐标、坡向、坡度应符合设计要求，环状焊缝要与管架错开，并符合规范规定。

    2.2.1法兰连接时，要检查其密封面不得有影响密封性能的缺陷存在，法兰上的铁锈、油污、焊渣等要清理干净。安装后法兰的平行偏差、径向位移及间距值要严格控制在规范允许的范围内，全部法兰紧固螺栓采用35CrMoA/30CrMo双头螺栓，并能自由垂直通过螺栓孔。将所有的管道法兰螺栓涂二硫化钼油脂。对带压的、可能泄漏的法兰接口，要加防护罩，以防泄漏时管道内氢氟酸喷出伤人。

    2.2.2阀门安装时，应核对阀门的材质、规格、类型及压力等级是否符合设计要求，并应100%进行氮气强度及严密性试验合格。阀门应在关闭状态下安装。对有方向性的阀门，切勿倒装。

    2.2.3垫片安装时，要严格按设计要求使用聚四氟乙烯垫片，千万不能使用不耐腐蚀的金属垫、石棉板、天然橡胶、或其他有机材料代用。

    2.2.4管道系统试验、吹扫：根据管道布置和连接情况，原则上按系统进行，也可分条分段的进行。氢氟酸管道试验严禁使用水做介质，必须使用空气作为介质。试验的压力为工作压力的1.15倍。管道的吹扫应利用装置内的空压机气体，吹扫要有足够的压力及流速，空气流速不低于20m/s，吹扫时应主干管——干管——支管依次进行。试验、吹扫合格后，应及时作好记录，会同业主、监理、化工专业质监部门签字认可，作交工资料存档。氢氟酸管道试压完后，在吹扫时，最好顺着管道敲击一遍，振动一下管内浮锈、泥砂，以便能顺利的吹扫干净。吹扫必须彻底，因为氢氟酸管道是一套运行一套备用，备用的一套往往因吹扫不干净，氢氟酸腐蚀管道内壁后，锈渣容易存聚到阀门口、仪表口、排污口等地方结块，要运行时，会产生堵塞、不通，处理起来很麻烦，有时甚至要停产处理。氢氟酸管道试压及吹扫所用的盲板堵板，一定要编号挂牌，并作好记录。禁止用关闭阀门代替盲板隔断。

    3  质量要求

    3.1为了便于检修时排空，施工氢氟酸管道时，要注意安装的坡度和坡向。坡度要求一般为3/1000，但不得小于2/1000，更不能有倒坡现象。

    3.2阀门安装位置、方向应正确、便于检修，操作机构要灵活、准确，法兰连接螺栓力矩扭力均匀，螺栓穿入方向一致，垫片材质、厚度合理。

    3.3管道坐标、高标允许偏差不大于15mm。立管垂直度允许偏差不大于2mm/m，全长不大于15mm。

    3.4焊接质量检查结果（X射线检查）100%合格。

    3.5系统中的阀门、管道的强度及严密性试验合格，吹扫干净。

    3.6管道支架、吊架安装位置正确，固定支架、托架牢固。

    4 注意事项

    4.1管子、管件、阀门、法兰连接时，应对口平直，禁止强力组合，避免管道产生应力。

    4.2管道预制、安装中断时，要将敞口堵好，防止杂物进入管内。

    4.3管道上仪表接点的开孔和焊接宜在管道安装前进行，应采用氩弧焊焊接。

    4.4平焊法兰内口焊接，焊肉应饱满，法兰密封面无烧伤，焊渣应清理干净。

    4.5试验、吹扫合格后，要将系统内临时盲板堵板全部拆出，核对安装记录是否与拆出数量相

    4.6吹扫时不得用铁棒、铁锤敲打管道，应用木锤或木棒。
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