大型天然气压缩机组无应力连头措施.pdf

石油天然 气学报 江汉石油学院学报2 0 1 3 年 4 月 第3 5 卷 第 4 期 J o u r n a l o f O i l a n d Ga s T e c h n o l o g y J ． J P I A p r ． 2 0 1 3 V o 1 ． 3 5 N o ． 4 大 型天然气压缩机组无应 力连 头措 施 安金平 中国 石油天然气管道局第三工程分公司， 河南中牟4 5 1 4 5 o 杨1 伟 中国石油天然气管道局国内 事业部， 河北廊坊0 6 5 0 0 0 张学武 中国石油天然气管道局第三工程分公司， 河南中牟4 5 1 4 5 0 [ 摘 要] 金 昌压 气站压缩机组进 出 口管道 无应力连 头运用 Q c小组活 动，通 过现场分 析试验 ，采 取 了针对 性 的措施 ，将连 头要求的法 兰 间隙量、法 兰平行 度 以及压 缩机 组径 向位 移均控 制在 了规 范要 求范 围 内， 保证 了压 缩机 站场 的顺利投产。 [ 关键词 ]压缩机组 ；无应力连 头；法兰；金 昌压气站 [ 中图分 类号]TE 9 7 4 ． 0 7 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 3 0 4 0 3 2 1 0 3 天然气压缩机组在长输管道上应用广泛 ，已成为管道增压 的关键设备 ；压缩机组进 出口管道连头作 为压缩机组启动前 的重要工序之一 ，连头工作要求极其严格 ，法兰间隙量 、法兰平行度以及紧固后压缩 机是否存在径 向偏移等要求均要符合规范要求 ；西气东输管道增输工程金昌压气站引进的意大利 GE燃 压机组是 目前 国内外天然气站中功率最大、安装精度要求最高的压缩机组之一 。中国石油天然气管道局 第三工程分公司在施工中通过 QC活动，精心准备 ，严格要求，最终完成 了压缩机组进出 口管道无应力 连 头工 作 ，达 到 了 GE公 司现场 工程 师 的认 可 。 进出口管道连头要求分析 压缩机组进出口管道连头是压缩机组投产运行的几大控制工序之一 ，要求压缩机组进 出口管道在焊 接管道法兰与压缩机组进出口法兰在 自由状态下径向偏移和开 口间隙满足标准规范要求 ，径向偏移确保 全部螺栓 完全不受力能够 自由穿入与 抽 出 ，GE压缩机组规范对压缩机组进 出 口两侧连头的法 兰开 口间隙偏 差均 有要 求 ；配 对法 兰在 自由状态 下 以能顺 利插 入 垫片 的最 小距离 为 宜 。 压缩机组进 口管道连接通过机组 自带法兰短节连接 ，如图 1 所示 ，现场连接需要焊接一道焊 口，在 焊接 前可 以先 计算 出压缩 机组 自带 法 兰连 接 时 的 最小 总 间隙 量 ，缠 绕垫 片在 紧 固前 厚 度 为 4 ． 5 ram，紧 固后厚度为 3 ． 1 ram。在进 口法兰连接前下紧 固法兰短节与压缩机本体一端 ，将进 口滤网安装好 ，进 口 滤网钢垫圈厚度为 7 ． 5 ram钢 圈，理论法兰最小总间隙量 L j 一3 ． 1 7 ． 5 3 ． 1 4 ． 5 1 8 ． 2 ram。根据规 范要求进 口法兰间隙量控制在 1 8 ． 2 ～2 0 ram之间。 压缩机组 出口管道连接需要现场制作法兰短节 ，如图 2所示 ，现场焊接三道焊 口，理论法兰最小总 间隙量 L 一3 ． 1 4 ． 5 7 ． 6 ram。根据规范要求出 口法兰间隙量控制在 7 ． 6 ～9 mm之间。 2 通过 Q C小组活动制定具体措施 为了确保压缩机组连头一次成功 ，负责施工的管道三公司项 目部成立了 QC活动小组 ，针对压缩机 组进出口连头的特殊性开展 了活动 ，重点在于确定施工措施 ，保证压缩机组进出口法兰焊接完成后在 自 [ 收稿 日期]2 0 1 3一o 1 0 5 [ 作者简介]安 金平 1 9 7 7一 ，男 ，2 0 0 0年西安石油大学毕业 ，硕士 ，高级工程师 ， 现从事工程项 目管理工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 油 气管道 工程 2 0 1 3 年 4 月 图 1 压 缩 机 进 口法 兰 连 接 示 意 图 图 2 压 缩 机 出 口法 兰 连 接 示 意 图 机本体 由状 态下法 兰 间隙和 法兰 平行 度在规 范 范 围内 。 2 ． 1 研究 影响 法兰 间隙 和开 口 间隙偏 差的 主要原 因 。制定 焊接 工艺 规程 通过现场分析 ，影响法兰间隙和开 口间隙偏差的主要原因在于焊接变形控制 ，也 即是焊缝 收缩量 ； 通 过 对手 工焊接 根焊 半 自动 填充 盖面 工艺 和氩 弧焊 接 根焊 手工 焊 填 充盖 面 两 种工 艺 进 行试 验 比较 ， 发现氩弧焊接根焊 手 工焊填 充盖面两种工艺焊接变形较少 ，同时焊接收缩量 的测量确定 现场采用 2 mm焊缝组对间隙 并采用对称焊接的方法 。 2 ． 2采取 措 施控 制法兰 间隙 量 考虑到焊接时焊缝的收缩量以及理论法兰最小间隙量 ，分别为进 口法兰连头一侧和出口法兰连头一 侧加工不同厚度 的钢垫圈，在施工 中控制法兰间隙量 。 2 ． 3施 工过 程控 制 压缩机组与管道连接时不允许管道对压缩机组附加外力 ，为监测进出管道连头时对压缩机组对 中的 影响，在压缩机组联轴器对中辅助工具上安装 2块百分表 ，为监测压缩机组径向位移 ，在压缩机组机体 分别安装 2块百分表监测径向位移，通过 4块表 的读数可 以了解到进出口连头对压缩机组的影响 。 压缩机组进 口法兰连接时，先紧固 3 i n螺栓一侧到压缩机组上 ，扭矩为 8 7 3 1 Nm，然后将 2 i n 螺栓法兰紧固到法兰短节上 ，扭矩为 2 6 9 5 N I l l_ ，然后开始焊口点焊 ，在点焊完成后 即可拆除法 兰使法 兰处于无应力状态 ，并测量法兰开 口间隙，在满足要求后，在法兰水平方向和垂直方 向上分别安装百分 表 ，在 焊接 过程 中通过 百分 表 的读数 确定 焊接 收缩 量在水 平 和垂 直方 向是 否一 致 。 压 缩机 组 出 口法 兰连接 时 ，在完 成 焊 口 1和 焊 口 2后先分别紧固法兰 ，扭矩为 5 4 0 0 N m，然后开始 对焊 口 3 进行点焊，在点焊完成后即可拆除法兰使法 兰处于无应力状态 ，并测量法兰开 口间隙，在满足要 求后 ，在法兰水平方 向和垂 直方 向上分别 安装百 分 表，在焊接过程中通过百分表的读数确定焊接收缩量 在水平和垂直方 向是否一致。在焊接过程 中若发现焊 接变 形量 超 出范 围时 ，可 以通 过反 变形 原 理 对法 兰 进 行 校 正 。 1 ． 4 进 出 口法兰 间隙和 平行 度检 查 在完成机组进出口连头焊接后 ，待焊 口冷却后对 法兰间隙和平行度进行检查 ；用塞尺按照图 3所示位 置对机组进出口法兰进行测量 ，若压缩机组进出 口法 兰测量的 8个数据均在法兰间隙要求范围内，说明进 出口连头焊接成功 ，反之则需要重新施工 。 7 l 3 ／ 5 图 3 法兰 间隙和平行度测量 示意 图 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m