石化装置大型压缩机无应力配管质量的控制

石化装置大型压缩机无应力配管质量的控制

马玉根

中石化宁波工程有限公司， 浙江省宁波市 315103

摘 要：在石油化工装置中，大型压缩机是生产装置运行的心脏，其配置的管道安装质量直接影响压缩机能否正常的运行。因此，大型压缩机的无应力配管是保证其正常运行的必要条件。本文对如何控制石化装置大型压缩机无应力配管质量的控制进行论述。

关键词：石化装置 大型压缩机 无应力配管 质量 控制

1、前言

下文以乙烯主装置中的裂解气压缩机为例，详细论述大型压缩机的无应力配管方法，从而控制压缩机进出口管道安装质量。

2、施工方法

乙烯主装置中的裂解气压缩机由蒸汽轮机驱动，其主要进出口管线的管口直径DN250mm～1400mm，共计15根管线。与压缩机的主体相连11根，与蒸汽透平机组相连4根，分别是2根超高压蒸汽进线和2根高压蒸汽出线。

2.1施工程序

2.1.1制订管道施工工序，正确选择配管工艺先后顺序，是整个机组安装质量保证和施工进度的关键。

2.1.2配管的质量控制基本要求

1)压缩机管道安装需从机器一侧开始配管施工，并应先安装管支架。

2)管道和阀门等的重量和附加力矩不得作用在机器上。

3)管道的水平度或垂直度偏差应不小于1mm/m。

4)气体压缩机入口管道的坡度，应向分液罐一侧。

5)安装顺序按压缩机入口管线确认的安装顺序进行，相关管段的安装，应在压缩机机组找平、找正后进行。整条管线最后一个管口的组对、焊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。

6)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，因此最后组对焊接的管口，应在离压缩机本体相对较远的水平管段上，这个管口的组对和焊接所产生的应力对压缩机的影响比较小，有利于调整。另外焊接的空间位置大，便于二名焊工对称同时施焊。

7)立管段的吊装、定位、拼接应保证压缩机主体上不得附加重量和应力。控制三点：

①吊装的吊点不得放在压缩机组本体上。

②压缩机本体法兰同立管侧法兰之间的间隙为3mm，二片法兰的平行度应控制在 0.15mm范围以内。

③压缩机主体法兰与立管侧法兰的螺孔必须垂直对中，并能够自由穿入。

8)管线与机组的最终连接紧固，要求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于压缩机上的应力，对机组的同心度的影响不得超过0.05mm。

9)压缩机进出口管线与压缩机组的最终联结的确认内容有：

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2与压缩机本体法兰序号1联结。紧固时要注意必须一组一组的进行，不允许两组或两组以上同时进行。

3、无应力配管的重点控制部位

3.1、立管的吊装和定位方法

3.1.1首先在压缩机组的下面的适当高度设置操作台架，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方，具体见立管吊装支承调整及定位示意图（图1）。

3.1.2在吊装台架上分别挂好四只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。

3.1.3架设好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的调整垫铁上，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，使其间隙为垫片厚+1～2mm,不平行度在0.15mm以内，而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，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，为防止任意移动，把四周调节螺栓顶紧。

图1 立管吊装支承调整及定位示意图

3.2水平段的组对焊接

3.2.1有关管段组对定位必须以立管为基准，对立管的垂直度和平行度应正确，立管段、横跨段、水平段的结构尺寸、位置必须按设计要求完全符合，相关管段应留有一定的余量与弯头的组对。

3.2.2正确地复核相关弯头的位置尺寸，割去有关管段预制时所留的较多余量（保留有3～5mm左右的修磨余量）。

3.2.3有关弯头与管段同时组对时，分别用磨光机或其它工具修磨管口，修磨至管口的组对间隙为3mm左右，并保持管口圆周的间隙均匀。同时在离压缩机本体相对较远的水平管段上，在相反侧留少许约2mm错边量。确认两个管口的组对都符合要求后，可进行相应焊口的组对点焊和焊接。

3.2.4待相应焊口焊接完毕后，应检查9#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，如发现不符合要求，必须停止焊接，调整到符合要求。

3.2.5最后组对离压缩机本体相对较远的水平管段上的焊口时，应测量压缩机与立管法兰的平行度，检查两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，随时把以上三个方面的变化报告给施焊人员，无论哪一方面的数值超出规范要求，必须停止焊接，点焊牢固合格后把相应法兰间距、上下法兰错位量做好实测记录，然后拿掉导向螺栓，轻微的松开顶紧螺栓并在立管南北/东西方向打上百分监控表。

3.2.6离压缩机本体相对较远的水平管段焊口，其焊接必须有2名焊工同时对称交错进行焊接，焊接时把握住两人的焊接电流和速度应基本一致。焊接过程应指派人员，对立管打表的情况进行监控，百分表读数变化，随时把变化报告给负责焊接的技术人员，无论哪个方向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，调整焊接产生的应力，直至焊接结束，保证都在规定的要求范围内。

3.2.7安装有关管段下方弯头（或三通）底部及立管上可调弹簧支座。拆除立管段安装支承架和临时支架。

3.3压缩机入口管道与压缩机主体的最终连接紧固

最终连接紧固工作应在主管线的保温（除留出压缩机与立管连接的操作位置除外）全部结束后进行。在压缩机的两侧支座和轴向挠性支腿上，装上六只百分表，监查压缩机是否受力。在百分表视图位置（图4）中：百分表的读数分别调整到“0”位置上，并按如下要求操作：

3.3.1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其中一组两只百分表移装到压缩机连轴器的端面和外圆⑦⑧位置。

3.3.2调整横跨管段和水平管段上弹簧吊架到规定设计负载值；

3.3.3清洗压缩机和立管的两块法兰的结合面，螺栓的二端涂上调制好的二硫化钼。

3.3.4拆去立管支撑架后，由于保温材料重量及立管自重影响，压缩机和立管二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，见可调支架调整示图（图5），调整到要求范围内。

图4 百分表视图位置 图5 可调支架调整示图

3.3.5两片法兰的结合面可涂上密封胶，放入垫片，自然地插入连接螺栓。然后再调整可调支架，把二片法兰的间隙调整到0～1mm，观察百分表读数应无变化。

3.3.6紧固螺栓。螺栓的紧固工作应对称进行，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，紧固到一定程度后采用适宜的液压板手进行对称紧固。在连接螺栓紧固过程中，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，消除应力后，再继续紧固，直到紧固完毕。

3.3.7压缩机与进出口管线连接紧固工作应一组一组进行，连接紧固一组并确认一组。待全部管线的紧固连接工作结束后，再次复测机组同心度，确认压缩机组的无应力配管。

4、结束语

本文对大型压缩机无应力配管进行了全面、深入的分析，并吸取以往压缩机施工过程中的一些经验和教训，总结出了一套切实可行的施工方法，为今后大型压缩机管道安装提供参考，从而减少了盲目性，提高了施工效率和质量。

参考文献：

[1] 工业金属管道工程施工规范.GB50235-2010