2.6 制造、检验和验收
除符合2.1中的引证法规和标准规定外,还应符合如下特殊要求:
(1) 接触湿硫化氢酸性环境的压力容器用钢板应进行100%超声纵横检测,其结果除净化厂再生系统外,均应满足JB/T 4730-2005中的Ⅰ级,再生系统为Ⅱ级。
(2) 钢板厚度≥60 mm和Ⅳ级锻件应按照《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定进行复验。
(3) 受压元件材料和焊缝应具有抗SSC和HIC性能,设计文件规定SSC和HIC试验是按NACE MR 0175/ISO 15156.1~3[2]和SY/T 0599[1]规定材料验证评定,而不是选材评定。
(4) 不锈钢内衬应做化学失重、坑蚀、点蚀、应力腐蚀和晶间腐蚀试验,并符合相应标准规定。
(5) Q345R(R-HIC)中的S、P、Mn含量应有规定。
(6) 法兰用螺柱和螺母原则上为35CrMoA、30CrMoA,且应调质处理,进行-40 ℃的KV2冲击试验,3个试样的平均值≥47 J。
(7) 考虑冬季开工,受环境温度影响,受压元件和焊缝应作-10 ℃V形缺口冲击试验,达到标准中规定KV2要求,即材料和焊缝在此温度下为塑性。
(8) 无损检测规定
① p≥10 MPa,A、B类焊缝进行100%射线检测,Ⅱ级合格,且进行100%超声检测,Ⅰ级合格,其余满足100%射线检测,Ⅱ级合格。
② 接管角焊缝应保证全焊透,进行100%磁粉检测,Ⅰ级合格或100%渗透检测,Ⅰ级合格,其中接管DN≥150 mm还应进行100%超声检测,Ⅰ级合格。
③ 螺柱应进行100%磁粉检测,Ⅰ级合格。
(9) 换热器壳程介质属湿H2S介质时(pH2S≥0.000 3 MPa),浮头盖连接螺柱材料硬度HB≤200。
(10)属湿硫化氢酸性环境的压力容器无论直径大小、壁厚薄均应进行消除应力的整体热处理,热处理后焊缝硬度HB≤200,热处理后设备不允许动焊,否则应重新或局部热处理。
(11)不锈钢复合层或内衬应保证基层、覆层不得有裂纹。
(12)水压试验按规范规定。
(13) p≥10 MPa和重要设备水压试验后,还应进行100%超声检测,Ⅰ级合格和磁粉或渗透检测,Ⅰ级合格。
(14)不锈钢设备和复合板设备原则上应酸洗钝化处理。
3 设备制造过程出现问题和处理情况
100×108 m3/a工程上千台设备在制造过程中严把材料关和制造过程关键停止点,对每一道工序上有交接,下有验证确认,出现矛盾及时解决,提出符合质量要求的可行性处理办法,使问题都逐一得到解决,设备制造基本顺利,但也出现了一些问题,其中包括:
(1) Q345R(R-HIC)和316L复合时,复合板在爆炸复合过程、爆炸点附近出现覆层裂纹和坑点,其解决办法是将裂纹和坑点打磨,着色渗透检测,Ⅰ级合格,用可靠合格焊接工艺,对局部进行预热补焊,焊缝100%超声检测,Ⅰ级合格,表面渗透检测,Ⅰ级合格,动焊局部进行热处理。
(2) 脱硫吸收塔直径φ3 000 mm,壳体钢板Q345R(R-HIC) 136厚+316L厚3 mm,DN≤80 mm, 接管为316L。由于厂家未作焊接工艺评定和制定焊接规程,在角焊缝处出现异种钢焊缝微裂纹,水压试验12 MPa时出现渗漏,对此,设计方和工程方高度重视,厂家积极配合,制定返修方案,将异种焊接焊缝全部切除,余下部分壳体进行100%超声检测,Ⅰ级合格,表面渗透检测,Ⅰ级合格,对此制定3套方案:
① 将原有接管316L改为16MnⅢ+316L内衬,避开异种钢焊接。
② 用原有结构,角焊缝焊材用高Ni、Cr材料。
③ 原有316L接管开口设备坡口堆焊高Ni、Cr合金,此焊缝再与316L接管焊接。
上述方案均可行,综合考虑后,选定方案①,并作相应试验,制定焊接工艺,无损检测,最终对此类角焊缝逐一进行100%射线和100%超声检测,其检测结果射线达到JB/T 4730-2005中Ⅱ级和Ⅱ级以上,100%超声达到Ⅰ级。水压试验一次成功,水压试验后还进行100%超声检测,均符合修复前制定要求,得到满意结果。
4 设备运行情况
该工程于2013年6月对全系统作24 h敏感试验,经检测和各方认可合格后,于2013年7月试运行,先从小量处理,逐级升压提量,后达到设计负荷,经过运转考核,一次投料试车成功,设备安全和工艺功能没有出现任何问题,达到了预期目的。
5 结语
此次在某国建设的100×108 m3/a工程是继四川含硫天然气开发后又一成功范例,与四川气田不同的是,天然气产出地层水中的Cl-质量浓度高达126 592 mg/L。通过此工程,在高H2S、高CO2、高Cl-气田开发上树立了新的里程碑,为今后类似气田开发积累了可贵经验,这些作法值得我们进一步总结。在工程实施前作好技术准备,对规范标准有定性无定量规定时,应作大量模拟工况试验工作,取得第一手资料,通过对数据的详细分析,在设计中作出定性定量规定,确保设备的安全可靠。
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NACE MR 0175/ISO 15156-2009石油和天然气工业-在含有H2S的环境下油气生产使用材料[S]. 2009.
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NACE TM 0177-2005 H2S环境中抗特殊形式的环境开裂材料的实验室试验方法[S]. 2005.
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NACE TM 0284-2011评价管道和压力容器钢抗氢致开裂标准试验方法[S]. 2011.
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