淺談鋁鎂合金管道施工中綜合脫脂技術的應用

王智杰

摘要：針對毛烏素沙漠邊緣的榆林市郊區榆林煤化20萬噸/年醋酸項目中40000m3/h空分裝置的鋁鎂合金管道的管理和施工，總結出此類施工必須注意事項，作以簡單的闡述說明；同時希望在同類施工中，得以借鑒和推廣。

關鍵詞：鋁鎂合金 程序脫脂檢驗保護

一、前言

隨著我國化工行業的迅速發展，對大的化工和煤化工企業的氧氣生產需求量日益增加，同時制氧設備及氧氣管道的脫脂施工這個環節更突現出重要性；因氧氣管道屬于危險類介質壓力管道，其壓力高、流速快，稍有不慎，極易發生燃燒、爆炸事故。對于施工過程管道的保護及脫脂不徹底導致事故的比例也較高。針對由我單位在毛烏素沙漠邊緣的榆林市郊區施工的20萬噸/年產醋酸項目40000m3/h空分裝置鋁鎂合金管道在施工中綜合脫脂技術的應用簡單作以下介紹。

本裝置主要有空氣化工產品(中國)投資有限公司和華陸工程科技有限公司兩家共同設計完成，該界區內的鋁鎂合金工藝管道共計1700米，管徑為DN8~DN1050不等，管件共計170余個，工藝管道設計壓力為液氧9.5MPa、氣氧11.6MPa、鋁鎂合金管道最高壓力7.93 MPa，氣氧操作壓力為8.7MPa、外送流量為20000~30000m3/h達到外部對氧氣使用需求；通過本次氧氣管線施工的工序連續性及較好的運行、使用結果；值得在以后的同類項目中提供依據并加以推廣。

二、鋁鎂合金管道施工工序及方法

1、施工工序

施工準備 材料驗收 管道加工 脫脂處理 管道預制 組對焊接 焊縫無損檢測管道安裝焊接 管道試壓 管道吹掃 鋁管裸冷檢驗 管道保溫 交工驗收

2、主要施工方法

簡要流程：

a．材料驗收

對于進入施工現場的材料必須經過檢驗合格后才能使用，如在施工中發現管子、管件的外觀存在以下缺陷：表面粗糙、裂紋、氣孔、夾渣、重皮等必須進行100%射線檢測或全部材料進行更換；且管道內壁存在泥沙、油污等，必須進行有效處理方可使用。

b．管道加工

材料出庫 下料號線 號線尺寸復查 做標記 切割 凈料尺寸復驗 短管、管件及襯環脫脂 進入脫脂工序

為了有效更好的控制組對間隙保證焊接質量和其它外觀幾何尺寸，管道加工均采用機械切割和機械加工坡口及采用旋轉銼和圓盤鋸進行開孔處理，采用機械加工的坡口較標準、對口的間隙容易控制；管道加工這個環節至關重要從材料的下料號線完成后進行號線尺寸復查的環節必須嚴格控制，為防止預制好的半成品材料在運輸或脫脂的過程中搗混，給安裝過程造成工時延誤和浪費，須采用電子刻字筆進行圖號、管線號及焊口號的標注以便正式安裝時查找；對于切割后的材料進行凈料的復檢是為了保證材料在組對中的幾何尺寸，以免在材料下料過程出現錯誤，從而減少返工和材料浪費。

c．管道焊接質量控制程序

焊接結束后,必須對外觀進行100%焊縫表面外觀檢查，采用焊接檢查尺測量。進行檢查時焊縫表面應平滑沒有凹凸，不允許有氣孔、夾渣、裂紋未焊透等缺陷。對焊接縫咬肉深度小于壁厚的5%且不大于0.5mm，焊縫連續咬邊長度不大于100mm，焊縫兩側的咬肉總長度不得超過該焊縫長度的10%。

斷續焊縫長度的允許偏差為0～+10mm，角焊縫的焊角高度的允許偏差為0～+2mm。

管對接焊縫加強高應≤2mm，且不得低于母材。

經檢查（外觀及內部）發現焊縫有不符合規范和本方案焊接要求的，必須進行返修，同一部位返修不宜超過兩次，對經過兩次補修仍不合格的焊縫應經單位技術負責人批準后，報AP現場工程師審核批準。并委派優秀焊工采取可靠的技術措施方可進行修補。

焊縫內部質量檢驗探傷標準結合標準探傷、評定。焊接質量最終目標：焊接施工一次優良率達95%以上，一次合格率達98%以上。

d. 管道脫脂

管道脫脂準備 堿洗 酸洗中和 水沖洗 氮氣或無油空氣吹干 人工檢查 保護 進入預制工序

管道脫脂的準備工作相當復雜首先考慮脫脂劑的選用，一般情況下按設計文件選用，如設計文件沒有對脫脂劑做具體規定，可根據脫脂的材料進行選用；同時再選用脫脂劑時如材質：AL5083的鋁管也要注意它的化學成分，以免材料結構遭到破壞而降低了使用性。

化學成分:AL5083

Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn

0.4 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25

該項目的鋁管采用浸泡方法進行脫脂處理，首先將加工好的材料標注完成后放入不銹鋼籠內（圖一），

然后將裝有材料（鋁管、管件、襯環等）的不銹鋼籠置入盛滿脫脂劑的矩形槽內，在含10％燒堿（NAOH）溶液浸泡20~30分鐘后提出，把堿液涳完晾干隨后移至到含12％的硝酸（HNO3）溶液中和15~30分鐘后提出，再用高壓水槍進行水沖洗干凈，然后用無油干燥空氣吹干或把鋁管置于貨架上晾干,待用。（圖二）

脫脂現場如有蒸汽條件的情況下最好是將脫脂用的矩形槽內通上蒸汽使含10％燒堿溶液和含12％硝酸溶液的加熱到30~40℃這樣脫脂的鋁管效果更佳。

矩形槽的大小應以滿足現場的預制便于安裝的鋁管長度而定的，每一個矩形槽的尺寸一般控制在2米寬、8米長以內，同時為了現場施工的連續性最好把兩個脫脂槽放在一起（見圖二）便于操作，為了減少施工成本，脫脂槽盛燒堿溶液的槽子可采用水泥和墻磚砌筑并加蓋厚塑料布、盛硝酸溶液的槽子可采用6毫米的不銹鋼板制作，置于現場地槽內，加并加上防護欄桿。（圖三）

e. 管道脫脂的檢驗

脫脂后應經檢驗鑒定應根據脫脂件在生產中的不同作用和因沾染油脂而造成的危險或危害程度，可采用下述任意一種方法進行檢驗：

1、用波長3200－3800埃的紫外光檢查脫脂件表面，無油脂螢光為合格；

紫光燈無具體型號要求，但需滿足下列條件：

波長在325-400nm之間

帶有合適濾光鏡的水銀燈或鹵化物燈

其光強度在30cm的范圍內，至少為每平方厘米5.0毫瓦。

不得采用熒光燈管

2、用清潔干燥的白色濾紙擦抹脫脂件表面，紙上無油脂痕跡為合格；

3、用無油蒸汽吹洗脫脂件，取其冷凝液，放入一小粒（直徑1毫米以下）純樟腦，以樟腦料不停旋轉為合格；

4、不能用上述方法檢驗的脫脂件，可取樣檢查脫脂后的溶劑油脂含量不得超過350毫克／升為合格。

5、用濃硝酸清洗的設備和管道應分析其酸中所含有機物總量，以不超過0.03％為合格。

6、用溶劑脫脂的脫脂件必須將殘存溶劑徹底吹除直至無溶劑氣味為止。用堿液脫脂者必須用無油清水沖洗潔凈至中性，然后干燥。用蒸汽吹除者，應及時將脫脂件干燥。用于沖洗奧氏體不銹鋼的無油水，其氯離子含量不得大于25ppm。

f. 管道脫脂后的半成品保護

加工好的管子坡口，在管段組對前應采取保護措施。管坡口用塑料管帽及塑料布密封。

經過除銹處理后管子加入干燥劑后用管帽密封。

加工完畢的管子螺紋及管端密封面應涂油脂（不銹鋼除外）并包塑料布封閉或采取其它保護措施。

預制件其管端、管咀、開口處需要封閉保護，其管帽、塑料膜、膠帶等應清潔油脂，否則不得做為封包材料。

對部件進行亮光燈或白光燈檢查，應該表面無濕氣，無清潔劑殘留物，尤其是那些死角位置的清潔劑殘留物，無腐蝕水垢顆粒等雜質。無油漆或涂料，無碳氫化合物或有機物。在紫光燈下檢查沒有碳氫化合物顯示的瑩光，用脫脂后的清潔布擦拭然后在白光燈和黑光燈下檢查沒有污染物和瑩光顯示。對清洗過的管材用塑料管帽密封，管外表用潔凈的塑料布纏繞；注意防止二次污染。

預制件未安裝使用前，不論何種材質管件均應墊置，有序擺放，不得大小混堆；根據現場環境情況，須將清洗好得管子按材質、規格分開存放在現場臨時搭建庫房。

g．脫脂過程中的安全注意事項及安全技術措施

1、脫脂現場周圍應清除一切易燃易爆物及其它雜物，劃分脫脂專責區域，無關人員不得進入。嚴禁煙火，消除一切可能發生火花的來源，并設置“嚴禁煙火！”、“有毒物品！”、“閑人勿入！”等標示牌。脫脂現場必須具有必要的防火、防毒設施，并定期定員檢查，使之處于良好的備用狀態。

2、脫脂工作應在室外或有通風裝置的室內進行。工作時要加強個人防護，應穿戴工作服、口罩、防護眼鏡、膠皮手套、圍裙及長筒套靴，必要時應戴防毒面具。脫脂場所嚴禁吸煙或進食，并應定期檢查脫脂工作地點空氣中的有害物質含量，其濃度不應超過規定值：

(見下表)

名稱 最高容許濃度， 毫克／立方米 備注

苛性堿（換算成NaOH） 0.5 易灼傷皮膚

濃硝酸（換算成NO2） 5

3、硝酸能侵害皮膚粘膜。用濃硝酸脫脂的人員應穿毛料、絲綢或膠質工作服，戴耐酸膠皮手套、防護眼鏡和夾有小蘇打的雙層口罩，必要時應戴防毒面具。

4、苛性堿能腐蝕皮膚粘膜。用堿液脫脂時，操作人員應穿戴膠質工作服、圍裙、手套、長筒套靴和防護眼鏡。

5、用濃硝酸或堿液脫脂的現場應安裝臨時沖洗水管。當酸或堿液滴于皮膚時，應立即用清水沖洗凈，不得搓揉。

6、濃硝酸是一種強氧化劑，與有機物、松節油、水、有機織物接觸即自燃，燃燒時產生過氧化氮等有毒氣體。貯存時必須將容器封嚴，防止受潮、漏損，且應專設庫房，并與有機物、可燃物、酸類及其它氧化物隔離。

7、應防止脫脂劑濺出和溢到地面上。溢出的溶劑應立即用木屑、砂子等將其吸干并和脫脂用過的織物一起收集在專用的密閉金屬容器內，但對溢出的酸，堿應立即用大量的水沖洗至中性。

8、把溶劑從一個容器倒入另一個容器時應在露天，且穿戴好防毒面具等防護用具后，方可進行。

9、嚴禁不同的溶劑混合和不按適用范圍使用。

10、脫脂殘液及污物的排放，必須按《工業“三廢”排放試行標準》GBJ4－73的規定執行。

11、脫脂現場必須加強管理和保衛，以免發生意外事故。

h. 管道脫脂后的安裝

安裝過程在此不做詳細介紹，但標準必須執行相關的管道施工、驗收規范和標準進行；同時，應注意鋁鎂合金管道在安裝過程中嚴禁使用一般的大錘或榔頭敲擊，通常宜采用橡膠錘；并應注意在施焊過程中，采用防火材料（如：潔凈的防火帆布）覆蓋施焊位置下方及附近管道，避免管道表面損傷。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。