浅析乙烯大型机组无应力配管

郭建

摘  要： 乙烯装置中大型离心压缩机组3台，分别为裂解气压缩机、乙烯压缩机和丙烯压缩机，被称为乙烯装置的“三机组”，它们是整个乙烯装 置的核心设备，其正常运转是保证乙烯装置正常生产的先决条件。

关键词： 大型机组 无应力配管

引言： 机组主进出口管线的配管安装质量的好坏与压缩机主体的质量 精度有着密切的关系。

1 无应力配管一般要求

（ 1 ）安装前，施工技术人员应根据设计文件、施工图及标准规范结合 装置实际情况编制详细的施工方案，并经逐级审批完毕后，向各工种施工 人员进行技术交底。（ 2 ）计量、调校及测量用仪器需要经过校验合格， 并在有效期内。（ 3 ）压缩机进出口物料管线管线，在压缩机进出口法兰 不容许加设临时盲板。（ 4 ）管线安装前必须将管内焊渣、灰砂、铁锈等 杂物清除干净，有锈蚀的管道和过滤器后与压缩机管嘴相连接的管道要进 行浮锈处理除锈完成后，用软布拖擦管子内壁，然后用压缩空气吹扫干 净后涂抹机油。（ 5 ）立管段的吊装的吊点不得设置在压缩机组本体上。 （ 6 ）压缩机本体法兰与管道法兰的螺孔必须垂直对中，允许错位量应该 控制在所有的联接螺栓能够自由穿入。（ 7 ）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。

2 安装方法

（ 1 ）当压缩机进出口管道安装到上图所示的水平A段时停止向前配 管，需要从机组管咀管道开始在外配管，最后封闭管道。（ 2 ）为使立管C 段安装时操作方便，应首先在压缩机组的原有操作平台基础上，临时焊接 固定立管框型固定架，不具备有框架平台处利用水泥基础框架悬挂倒链。 （ 3 ）将预制好的立管C段2侧焊接临时吊耳，利用两台5t倒链提升至离压 缩机法兰5-10mm处，倒链不能悬挂在机组上面，用钢丝绳缠绕水泥框架 基础上，初步找正上下法兰的螺孔中心，插入连接螺栓，插入的螺栓不能 拧紧，只作对中导向用，不能承受立管段重量。（ 4 ）在立管C段提升结束 后，在临时固定支架处管道上4个方向焊接临时支架或者在水泥基础框架 处焊接临时支架，在框架的临时支架下方可设计小型千斤顶或者利用管道 正式调整拉杆支架进行垂直度调整，然后用游标卡尺或塞尺测量压缩机管 咀法兰与管道法兰间的间隙及不平行度（测量应四点对称进行），同时要 测量管道的垂直度，根据测得的数值进行调整千斤顶或者拉杆支架长度， 移动管段，使其间隙为3mm，不平行度在0.1mm以内，达到规范要求后将 临时支架焊接到临时平台处或者水泥框架处固定死，防止在出现移动。调 整过程中悬挂倒链调整管道和承受管道重力，临时支架起到固定作用。 （ 5 ）插入的螺孔的螺栓都能自由松动，插入螺栓前把正式垫片加入。 （6 ）在水平A段和立管C段安装结束后，需要安装水平调整段即B段， B段 可提前预制但管段需要下毛料， B段安装时定位必须以立管C段为基准， 横跨段与立管段的预留尺寸应留有一定的余量。修磨至管口的组对间隙为 3mm左右，并保持管口四周的间隙均匀。同时B段水平口组对时应考虑焊 接收缩对预留最后封闭立管管口的影响， 在相反侧留少许错边量约2mm 。 确认二个管口的组对都符合要求后，可进行水平管口的组对点焊和焊接。 （ 7 ）水平管口焊接完毕后，应检查预留最后封闭立管管口的变化情况， 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和立管垂直 度，如发现有不符合要求，必须加以处理，调整到规定要求。（ 8 ）最后 组对预留最后封闭立管管口，为减少焊接形变，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，焊接时把握住两人的焊接电流和速度 应基本一致。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、管道垂直度，检查二法兰的插入螺栓能否自由松动， 并监视装在压缩机的百分表读数变化，数值超出规定要求，必须停止焊 接，进行分析焊接位置、顺序、时间和速度等原因，直至焊接结束，保证都在规定的要求范围内。（ 9 ）管线安装时必须同时安装所有正式支架包 括底部可调弹簧支座、方向调整拉杆，弹簧支架定位销此时不需要去除， 等正式调整管道应力时撤销。

3 无应力调整

3.1  准备和注意事项

（ 1 ）确认管道内部所有水压试验的水已彻底放干净。（ 2 ）无应力调 整前所有正式支架必须按照位置、形式正确安装，拆除立管段安装支承架 和临时支架。（ 3 ）临时支吊架拆除后，复测压缩机的法兰平行度和同轴 度，确认配管有无应力附加在压缩机的主体。（ 4 ）在每段压缩机对轮、 透平和压缩机的物料进出口法兰均要求打上百分表时时监控。（ 5 ）每条 管道无应力调整时，观测百分表变化必须在每天的同一个时间观测，因为 压缩机本体、透平、联轴器的随温度变化不一样，不同时间观测结果变化 很大，所以同一个时间观测到的结果更为准确。

3.2  调整方法

（ 1 ）调整前在机组管咀法兰和联轴器上架设百分表，并在旁边挂温度 表，随时记录温度和百分表数据，如出现较大变化立即停止调整。（ 2 ） 确认法兰螺栓能够自由穿入后，将底座弹簧支吊架的定位销去掉，弹簧定 位销不能丢弃在调整过程中需要使用。（ 3 ）将弹簧调整到安装高度，然 后觀察压缩机和管咀加设的百分表变化情况，并且确认弹簧处于设计冷态 载荷装态。（ 4 ）可调刚性拉杆、弹簧支吊架，调整到设计范围内，观测 机组上百分表和测量法兰平行度和同轴度。（ 5 ）测量法兰平行度和同轴 度分4个或者8个方向对称测量，并做好记录进行分析，做好调整方案。 （ 6 ）法兰平行度和同轴度没有达到规范或者厂家要求的范围内时，要调 整弹簧高度和拉杆长度或者调整螺栓来移动管道，不得使用倒链、千斤顶 做硬调整，同时注意调整时先安装弹簧定位销后调整弹簧高度。

4 螺栓紧固

（ 1 ）螺栓的紧固工作应四等分对称进行，紧固时应避免使用大锤敲 打扳手，宜采用加大力矩或加长臂来紧固螺栓或者液压扳手分4次均匀紧 固。（ 2 ）在联接螺栓紧固过程中，指派专人负责监视百分表，如百分表 读数超出允许范围，应停止紧固，分析应力方向，调整可调支架与弹簧 支架，消除应力后，再继续紧固，直到紧固完毕。（ 3 ）找出环境温度变 化和百分表变化规律，加快应力调整和螺栓紧固的进度。 a ）测温在压缩 机本体和透平本体各测三点取平均值; b）晨间联轴器温度略低于本体， 法兰及管道温度低于本体温度; c）联轴器升温速度大于本体，透平一侧 升温速度大于压缩机一侧; d ）受温度影响， 中压缸和透平膨胀， 由于透 平膨胀量大于压缩机一侧，相对位移增大，显示为垂直方向负值增大; （4 ）环境温度对应力调整影响很大，即使在无应力情况下百分表随环境 温度产生很大变化会影响对无应力调整分析，经过研究无应力调整必须在 每天的同一个时间、同一温度下进行无应力的复测，调整过程中可根据上 面所分析出的规律进行应力方向分析进行调整。

5 结束语

经过乙烯大型机组无应力配管施工技术的分析，随之不断变化、不断 的优化，而且质量、安全、进度得到了保证、效益得到了提高，保证了乙 烯装置正常生产运行。

参考文献：

[1]宋苛苛.工业管道应力分析与工程运用[M].中国石化出版社，2010.

1810501705341