工业管道化学清洗施工工艺.doc

工业管道化学清洗通用施工工艺

1 适用范围
本工艺适用于石油化工装置、空分装置等碳素钢类管道的化学清洗。也适用同类装置中设备及仪表压力配管的化学清洗。
本工艺是宜于环境保护，对人体和环境污染危害最小，作业安全的一种弱酸侵蚀法施工清洗工艺。其化学清洗配方是世界各发发达国家优选的，经数套引进石油化工装置化学清洗实践证明安全、有效、可靠。
2 施工准备
2.1清洗化学药品
2.1.1氢氧化纳（NaOH），粉剂和碳酸钠（Na2CO3）粉剂是化学清洗脱脂工序主要用药剂。用量按循环清洗系统及配药槽容积的各3%配制，宜在溶液70℃以上操作温度条件下加入0.3%的界面活性剂能获较佳的脱脂清洗效果。
2.1.2柠檬酸（H3C6O7H2O），白色粉砂，是碳钢设备及管道除锈清洗中主要原料，酸度低，可食用，使用安全可靠。循环清洗中其用量应按配液容积的3%配制，在溶液温度65℃以上操作条件下能获得较佳的除锈效果。
2.1.3氨水（NH4OH）在循环清洗中作为酸洗后酸液中和剂使用。用量原则按配液容积0.5%配制，调整用量使中和液排出口PH值严格控制在9~9.5，操作温度在65℃左右为宜。
2.1.4亚硝酸钠（或亚磷酸钠）白色粉剂，为循环清洗中钝化过程的主要药剂，应按循环溶液体积容量的1.2%配制，操作温度宜控制在65℃～70℃。
2.1.5三乙醇胺、硫尿衍生物，洗衣粉、金属洗涤剂等为化学清洗辅助药剂和必备材料，在洗涤过程应合理控制使用。化学清洗作业项目及药品详见附录—1。
2.2 设备机具
化学清洗要根据项目工程量大小和系统的多少来确定设备机具临时设施的资源配置。原则上管道清洗工程量在3km以下时配备一套化学清洗工作站，工程量在3km以下时配备二套化学清洗工作站。
2.2.1化学清洗工作站
a）型式：集装式多用途操作棚，用8米长标准集装箱改制。
b）规格：8米×2.2米
c）泵棚内主要设施：
--FB80×100耐酸泵二台，（4×2×1.2m）9.6m3半封闭水槽一个；配电盘和工具柜各一个。
--水槽内壁可用δ1mm不锈钢板或做环氧玻璃钢衬里。
--水槽和输送泵间配管可用不锈钢配制，管络设置永久性测温测压点。
d）一套工作站由二个泵棚组成，一个做碱洗，一个做酸洗，两泵棚配制可拆式循环管络，以便运输和自由装配。
e）化学清洗工作站，可作为安装工程中贮罐上水，设备、管道试压等多用途使用。
2.2.2用于侵泡法和擦洗法使用的工器具有塑料桶、盆、不锈钢刷、毛刷以及必备的劳动保护用品。
2.2.3清洗度检查用黑光灯，YX—125携带式萤光探伤仪（功率125W）一套。
2.3 清洗前的技术准备
当设计文件提供了装置清洗范围而未提供清洗流程时，施工队应组织技术人员编制清洗方案，并绘制各回路清洗流程图。
2.3.1清洗回路流程图编制依据为：装置工艺流程图，清洗设计文件、配管施工图及安装工程各单元现场条件。
2.3.2清洗回路的确定，原则上以0.5km~2km为一回路。酸循环清洗简易流程见附录2。
2.3.3熟习被清洗管路及设备的工艺流程，设计特征和工艺技术要求，编制相应的施工措施，确定清洗方法和质量控制措施。
2.3.4由施工队长组织，由施工页向参予化学清洗的班长、岗长及全体人员进行技术交底，并侧重清洗过程中的技术要求，质量控制和成品保护等要求。
2.3.5对参加清洗的作业人员进行专门的萤光探伤仪培训工作，并使全体作业人员掌握仪器的使用、保养方法和清洗度的检查标准。
2.4 劳动组织
根据清洗回路多少，即管线与设备清洗工程量。原则上应组织经历过化学清洗并富有一定实践经验的十二至十五人组成专业施工小组进行清洗工作。
2.4.1为保证清洗过程工作的连续性，应24小时值班作业，清洗人员按四班三值，每班八小时，每班专业清洗人员不得少于4人，并配备适当辅助工。
2.4.2清洗过程，应配备钳工、电工各一名，以保证机泵维修，电气维护和机泵正常运转。
2.4.3对于化学清洗管路系统的仪表管路，原则上工艺管线与仪表管线分开清洗，管路阀件和仪表仪器，在清洗过程中必须有仪表工配合工作，专业分工负责。
2.5 临时设施的布置
2.5.1应符合装置施工组织设计平面布置规划；
2.5.2装置竖向工程完成。
2.5.3适宜季节主导风向的下游，各清洗回路捷径站置布置清洗工作站。
2.6 清洗条件
2.6.1管路与设备试压已经完成，并办理了工序交接手续。
2.6.2装置配套的公用工程已经投入，并保证正式氮气引入，且露点不高于-40℃，纯度不低于99%，作为化学清洗和氮气封闭保护用气源。
2.6.3保证每天不少于80吨脱盐水使用量。
2.6.4在清洗现场，配备足够的氮气钢瓶，以备清洗后管段、阀件、仪器等吹扫使用。
3 操作程序
为获得良好的清洗质量，使化学清洗的溶液在一定流速下使管内壁产生冲蚀最佳效果，而以选用大扬程大流量耐蚀泵使溶液在一定压力下对整个回路管道进行循环清洗。其清洗简易流程见附录--2。
3.1 清洗作业程序如下：
脱脂清洗
水洗升温
安装临时管线
管线检查

钝化处理
中和处理
酸清洗
水清洗

氮封保护
水冲洗

干 燥

3.2 管道安装后工序中间交接验收
3.2.1管道安装完成后，由施工队长组织施工员和班组作业人员进行工序交接，并及时填写工序交接表S—T.04。
3.2.2检查清洗管路安装和未装配管道附件情况，并移交未装特殊部件和附件。
3.3 管线检查
3.3.1按已编制的循环清洗回路（流程图）检查。
3.3.2确定放空和排凝点的位置，临时跨接线布置。
3.4 安装临时管线
3.4.1临时配管口径，原则上主管不得小于DN100 mm，支管原则上必须与正式配管同径，当正式工程配管口径大于DN100mm时，临时配管在接口外采取缩径方式连接，但变径不得一次大于50mm ，否则应采取二次变径方式连接。
3.4.2酸洗用临时配管材料应使用无缝管材、管件，法兰可采用平焊法兰或用钢板割制的简易法兰。
3.4.3各回路临时配管的焊接，对接口应采用氩弧焊，或氩弧打底。法兰的内焊缝应在安装时清除药皮、焊渣。
3.4.4拆除阀门，应用临时短节连接，各回路尽可能减少死角和盲肠。难以形成回路的盲端，应在临时盲板上装DN15—25mm规格的放凝阀。
3.4.5正式配管工程中的焊接型单向阀，如果在清洗回路中介质流向相反时，应打开阀盖拆去阀芯，待清洗完毕后及时复原。
3.4.6各管路中放空及排凝，应用胶管或塑料软管引至操作地面。
3.4.7临时配管应根据实际情况配制必要的临时管支架。
3.5 水洗升温
3.5.1水冲洗前，应将工作站内水槽加满水并通低压蒸汽加热水至80～90℃，启动机泵向回路供水。
3.5.2控制回水阀排水流量，加压至1.MPa，对清洗回路系统进行泄漏检查。
3.5.3待泄漏检查后，开启回水阀冲洗管路系统，冲洗测水量无杂质为合格。
3.6 脱脂清洗：水冲洗循环1~2小时后排出水，将配制好的碱液用泵输系统，在70~80℃条件上下进行4~6小时脱脂清洗。
3.7 水清洗：将新的软化水（脱盐水）用泵注入循环系统，并关闭输碱液泵，待液基本排放完后关闭液回流量阀，再打开水冲洗排放阀，进行充分的水冲洗。
3.8 酸清洗：水洗后，在排水处用PH纸检验水质为弱碱性或中性时停泵撤水，并及时开启酸泵将已配好的酸洗液注入循环系统，循环6~8小时后，停泵退酸至酸槽。酸洗液保温度控制在70℃为宜，PH值控制在3.5。
3.9 中和清洗：在酸溶液中加入0.5%（体积比）氨水，启动酸泵循环0.5小时左右，在循环回路任意几个排凝点取样测量系统内PH值为9~9.5为止。
3.10 钝化：中和完成后在中和溶液中加入1.2%（体积比）的亚硝酸钠或磷酸三钠，并开泵循环清洗4~5小时，使钝化液达到防锈膜生成的目的。
3.11 水冲洗：完成中和防锈停泵撤出钝化液，并开启水泵用新脱盐水，并加入500PPm的氨水和1000PPm亚硝酸钠，冲洗循环系统。冲洗液不进行循环使用，可直接排入污入井中，冲洗2~3小时停泵。
3.12干燥：水冲洗后，立即用干燥氮气吹扫循环系统，直至回路管内或设备内残液完全排净，并用露点仪测定各排放点系统内气体露点不大于—40℃为止。
3.13充氮保护：在完成系统吹扫干燥后，应在短时间内进行临时管线的拆除，阀门、仪表、仪器及管附件的复位工作。并在管路与设备接口法兰处加入正式垫片，最后在系统内充0.07MPa的氮气，对设备及全管路系统进行氮封保护。
3.14对于小型管段、管件等采用浸泡法清洗时，可直接入各溶液槽中进行，其清洗程序与循环清洗一样，而不同的是，在各程序清洗中每半小时要翻动一次，并按程序在各溶槽及时倒槽。
4 质量标准
4.1 临时配管必须经1.5MPa压力试验，保证各回路无漏点。
4.2 酸洗自始至终应有化验人员配合，各清洗程序中取样分析值作为清洗效果过程控制唯一手段，要求每半小时取样分析一次，测定液体PH值，酸碱浓度及铁离子含量等值，其详细额定值见附录一。
4.3 酸洗各程序的PH值检验，可用酚醛或酸碱试纸测定。
4.4 在系统做最后一次水冲洗后，选择不少于三处管路节点，抽查清洗效果，并及时与检查人员一道做酸洗合格质量记录会签。式样见附录—3、4。
4.5 清洗质量合格的判定
4.5.1管内表面或清洗件表面无锈迹和氧化斑迹，无杂质、水垢并金属光泽。
4.5.2对A、B级清洗和输氧类管道，用无脂棉纱擦试被清洗件内表面，或用波长为3200~3800埃的紫外线（亦称黑光）照射清洗件表面，无油脂萤光为A级合格；有微量萤光即每平方英寸不大于4点，每点点径在Φ1.5mm以下的为B级合格：有少量且有较明显的萤光点则为C级合格。
4.5.3在没有紫外光探伤仪的情况下，可用最后水冲洗的水取样化验做油脂含量分析：每升油脂含量：
80mg/L 以下时为A级合格
80mg/L～200mg/L时为B级合格
201mg/L～350mg/L以下时为C级合格。
5 成品保护
5.1 不论采取何种清洗方式，管路拆卸或连接循环清洗用临时管线等，不得改动原配管形状。
5.2 管路中的测温测压元件，仪器仪表，控制阀等，应由仪表工拆卸收管和复位。
5.3 凡拆卸的管路部件，不论是否清洗，应妥善保管，防止损坏，丢失或被污染。
5.4 清洗后管路部件复位，应做到迅速及时，每回路不得超过三小时；并做到复位接口密封件安装清洁。
5.5 复位后，应及时在系统内充氮气，并将系统内空气完全置换完，每系统设三块测压表检测氮封压力。为保证氮封效果，应设专人做氮封保护巡检，当系统内压力低于0.05MPa时，应及时补充氮气，并保证氮封压力在0.07~0.1MPa。
6 安全措施及施工要求
6.1 施工要求
6.1.1从事化学清洗的作业人员，不论以前是否从事过类似工作必须进行专门的培训和技术交底。
6.1.2酸洗人员必须清楚各系统清洗计划，清洗方案和清洗流程，并能按系统清洗回路流程完成临时配管。
6.1.3作业人员必须掌握化学清洗工作站设施装配、工艺操作、机泵维护及紧急事故处理。
6.1.4化学清洗作业人员必须了解各种化学药品的性能作用、使用方法、保管贮存方法。
6.1.5作业人员应熟知机泵操作规程，按岗分工和制定必要的岗检责任制；每班按系统大小每半小时巡检一次，并及时对高点放空采取排气和对低点放凝进行定时排液。
6.1.6要掌握清洗质量等级分类、检验方法和质量标准，对A、B级管路应严格过程控制。
6.1.7要遵守清洗程序原则，要控制临时配管焊接及安装质量，并对临时配管系统回路进行不低于0.1MPa的压力试验，待确认回路系统无泄漏时再进行化学清洗各工序工作。
6.1.8循环清洗回路的各工序进行过程，各支管路阀门要在水平管上设置，并定时开关阀门，以切换流路使管内溶液有足够流量。
6.1.9设置在管路上的放空阀、排气阀要定时开启，及时排放管路内循环时产生的气体，保证清洗液在管内壁充分接触，避免机泵因气蚀而不能正常运行。
6.1.10脱脂和酸洗时排液需尽可能使管内不留残液，用水冲洗要彻底，并在测定PH值达至额定值后方可进行下道工序，特别是放空、排液等死角处要充分排放，以避免各种药品过多损失和混合产生清洗的不良效果。
6.2 安全技术措施
6.2.1从事化学清洗工种和配合工种，要在化学药品存放、运输以及使用中必须穿戴必备的耐酸碱工作服、工作帽、毛巾、白光镜、橡胶手套等，以保证作业人员的人身安全。
6.2.2化学药品库不能酸碱混存，瓶装酸类药品要安全可靠，运输平稳；现场存放一定要避开安装的各种设备，并用5mm以上的橡胶垫置。
6.2.3现场不得存放过量的化学药品，一般酸量为一个清洗系统一次投放使用量，剩余部分要及时退库。存放药品部位应使用“危险”等醒目标志示意。
6.2.4化学清洗工作站，必须设防防护栏，闲人不得靠近。作业区系统回路中阀门处挂牌禁止靠近和乱动。
6.2.5临时配管要用无缝钢管，阀门要求使用耐蚀钢阀，垫片使用橡胶石棉垫。配管要求干净，无油垢杂物，必要时应对临时配管要先进行清洗。
6.2.6使用低压蒸汽做加热汽源，其管路宜采用临时保温；操作区蒸汽线应做防烫保护。
清洗回路中裸露管在操作温度超过45℃情况下，匀应挂牌警示，防止烫伤。
6.2.7酸碱溶液槽内的蒸汽加热盘管，应在使用前做1.5MPa压力试验，防止使用过程腐蚀漏汽穿入溶液中。
6.2.8酸碱药剂的投用，必须在溶液槽中水晾至额定值后缓慢投入，防止溶液飞溅灼伤皮肤，严禁将水投入酸中的危险作业。
6.2.9在化学清洗过程中，各排汽（气），导淋点施放时，必须用耐酸碱的手套，并缓慢开手轮，不得在装置区内任意排放循环溶液，以防止溶液腐蚀设备、仪器、污染环境等。
6.2.10化学清洗药液的排放，要经中和处理，并测得PH值为中性时方可排放，并只能排放到指定的化学污水井中。
6.2.11在循环清洗过程中，作业人员不得随意增减药品投放用量，不得随意缩短各工序循环清洗额定时间，必要时应征得施工员同意方可进行。
6.2.12化学清洗过程中，凡循环系统内所出现的泄漏，都要停泵泄压后处理，处理中作业人员应配系必备的防护，禁止带压堵漏，造成人员皮肤灼伤，当皮肤不慎接触清洗液后，应及时用清水冲洗，然后酌情采取必要的医疗措施。
7 质量记录
本工艺应具备以下记录：
1）专业工序/工序施工交底记录 S—T.02
2）施工过程工序交接记录 S—T.04
3）管道脱脂酸洗记录 附录—3
4）管道清洗记录 附录—4

附加说明：
1 本工艺由中国石化集团第四建设公司技术处提出。
2 本工艺由闫春生起草，谭忠明审核，唐杰明最终审核。
3 本工艺由中国石化集团第四建设公司总工程师批准，技术处发布。
4 本工艺由FCC技术处负责解释。

附录-1
酸洗药品及操作数据表
序号
作业项目
使用药品
时间 （h）
温度(℃)
PH值
取样分析
清洗要领
1
水循环
-------
1～2

------
检查排水浊度至水清时止
1 清除管内污、砂石及异物；2 对临时管线的泄漏检查；3 在常温下开始，逐渐升温。
2
脱脂清洗
（碱洗）
苛性钠 3%
4～6
65～75
13
每小时取样一次
1 除去管内的油及污物
2 确认升温后注入药剂
3 进行碱性分析试验
碳酸钠 3%
界面活性剂 0.3%
3
水洗
--------
1
60
9.5
------
1 排脱脂清洗液；2 水循环进行水洗，并升温
4
酸清洗
柠檬酸 3%
6～8
65～75
3.5
每小时取样一次
1 掌握溶液温度，PH值及循环时间
2 不得出现循环中断，清洗要一次完成
3 进行铁离子浓度的分析试验
三乙醇胺 0.2%
氨水
5
中和
氨水
0.5
≤65
9～9.5
尽早取水置换酸液
1 将清洗管线中的残留酸完全中和；2 PH值的确认
6
防锈处理
亚硝酸钠 1.2%
2～4
4～5
≤65

有时也用联氨
酸洗后的管内容易生锈，所以要用亚硝酸钠，使管内壁生成特殊的氧化膜。
<或磷酸三钠>
7
水洗
氨 500PPm
2～3
40～50
------
每隔15分钟取样一次
1 完全排出中和防锈液，并用新鲜水进行充分冲洗
2 进行排出水过滤检查，目测滤纸残渣
亚硝酸钠 1000PPm
8
干燥
-------
3～4或
更长
-----
------
继续充N2至达到规定的干燥值
1 排水后，用N2气充分吹扫残存水；2 用N2气充分吹扫，使管内气体湿度不低于-40℃。
酸洗常用化学药剂特性与用量简表
名 称
分子式
特性与用途
配比率%
备 注
氢氧化钠
N2OH
白色粉末状固体，易溶水于；属强碱性；它与碳酸钠或磷酸钠混合使用脱除油脂。俗名烧碱、苛性钠，易潮解，溶水大量放热。
0.2～3
用于碱洗脱脂
有涩味，有滑赋感。
碳酸钠
Na2CO3
白色粉末。溶于水，其水溶液能吸收空气中的碳酸气变为重碳酸钠。碱性降低；它不能单独使用，在亚硝酸钠防锈水中，能促进
0.3～5
用于脱脂清洗
防锈作用；与其它碱液配合使用作脱脂缓蚀。
磷酸三钠
Na3PO4
溶于水。属于弱碱性，作为脱脂剂使用次于碳酸钠。与苛性钠不同。它没有碱腐蚀问题。它与磷酸氢钠配合使用可获得良好的脱
2～5
用于脱脂清洗和中和防锈
脂效果。另外作中和防锈剂使用效果亦佳。
柠檬酸
H3C6H5O7H2O
白色或微黄色粉末，清洗能力特别，一般不单独使用。而是在1-2%柠檬酸水溶液（PH1.5）中加入氨。将PH值调整到3.5—5，以
3
用于酸清洗
柠檬酸氨的形式使用。
盐酸
HCL
是氯化氢气体的水溶液。无色液体（工业品因含杂质呈黄色）有刺激性气味和酸味，易挥发有腐蚀性。常用浓盐酸含氯化氢37%
5
用于酸清洗
其密度为1.19克/厘米3。
氢氟酸
HF
白色透明液体，有剧毒
1
用于酸清洗
六次甲基
四胺
（CH2）N4
别名为乌洛托品。白色结晶，可作为酸洗时的缓蚀剂。可用于综合型气相防锈剂配方中。
1
用于酸洗缓蚀剂
三乙醇胺

无色或淡黄色粘稠液体，易于与水混溶。常与亚硝酸钠配合。用以作防锈水或作冷却液使用。
0.5～2
酸洗防锈添加剂
氨
NH3
无色，能发出强烈刺激气味的液体，易溶于水成氨水（NH4OH）。呈弱碱性。它虽然有毒，但价格较低，常用来作酸洗中和剂。
0.05
酸洗作缓蚀。酸洗后作中和剂
联氨
N2H4
无色液体。有脱氧效果，通常以联氨水合物（N2H4、H2O）的形式在市场销售。
0.05
用于酸洗后脱氧、中和
亚硝酸钠
NaNO3
为白色结晶，吸潮后变淡黄色。但仍能使用，极容易溶于水。防锈性能好。价廉，使用时要与碳酸钠配合，使用量为0.3～0.6%,
0.3～0.6
用于防锈处理
要使混合液呈微碱性，酸碱度为9～10。
洗衣粉

用于脱脂碱洗的活性剂和发泡剂，增加碱洗去污能力。
0.05
用于碱洗、脱脂

附录-3
管道脱脂酸洗记录
流程编号
水洗
脱脂
水洗
酸洗
冲洗
钝化
清洗系统或管号

使用药品

配 比 %

数量 kg

洗净时间 h

1

H
温度 ℃

酸浓度 %

铁含量 PP

PH

2

H
温度 ℃

酸浓度 %

铁含量 PP

PH

检
验
时
间
温度 ℃

酸浓度 %

铁含量 PP

PH

4

H
温度 ℃

酸浓度 %

铁含量 PP

PH

5

H
温度 ℃

酸浓度 %

铁含量 PP

PH

6

H
温度 ℃

酸浓度 %

铁含量 PP

PH

附录-4
管道清洗记录
类别： 年 月 日
管号和部件号
时间 h
清洗方法
检 查
结 论

备 注

检验

清洗人： 技术负责人： 会签：
QB
中国石化集团
企业(通用工艺)标准
第四建设公司 ★配管工程★
QJ/PG（工业）-15

工业管道化学清洗通用施工工艺

1999—10—01发布 2000—01—01实施

中国石化集团第四建设公司技术处 发布