化工压力管道化学清洗方案

xxxxxx化工有限公司

化学清洗施工方案

编制:

审核:

批准:

会签:

xxxxxxxxxx清洗服务有限公司 2016年3月18日

方案会签意见表

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第一章工程概况

一、工程概况及化学清洗范围

xxxxxxx有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统内工艺管道和设备需要进行化学清洗，主要工艺介质：丁二烯、异戊二烯与工艺管道及设备相连接的氮气管道。

表1：丁二烯清洗系统工作量

二、工程特点和难点

（一）、工程特点及难点分析

xxxxxxxx有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统工艺管道和设备化学清洗工作具有独特的特点：管道长且布局较为复杂；金属材质复杂；分支管线短接和管道上仪表拆卸、调节阀、流量计、过滤器和单向阀拆除的工作量大；高空作业点多；交叉作业点多；分析监测点多；导淋点和放空点多；废液处理量大等。

因此，对宁波xxxx化工有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统工艺管道和设备化学清洗工作需对以下难点做出认真的、严谨的分析，做出确实可行的技术解决方案。

1.对不同材质的容器和管道采取什么方法进行保护，避免腐蚀和过洗

2.如何解决水冲洗时间长，活化金属表面易产生二次浮锈的问题

3.清洗废液如何处置并且不影响工序的衔接

4.清洗后的管道如何进行干燥和防蚀保护

5.如何减少污水的排放量

6.清洗细节注意事项：拆下来的调节阀、流量计、单向阀、短节清洗，工艺泵等;

的球罐采用喷淋清洗工艺；

8.长输管到选用PIG清洗工艺。

（二）、解决应对措施

1.多种金属材质的防护

多种金属材质共存的清洗体系，因材质耐蚀性的差异，可能会出现某些金属材料过度腐蚀的问题，可通过添加性能优异的Lan-826酸洗缓蚀剂得到控制。在各种化学清洗用酸中，Lan-826酸洗缓蚀剂均具有优良的缓蚀效果，在常用条件下，使金属的腐蚀率不大于1mm/a，并具有优良的抑制钢材在酸洗时吸收氢的能力和优良的抑制Fe3+加速腐蚀的能力，酸洗时金属不产生孔蚀。适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝等金属及其不同材料的组合件的酸洗。

2.水冲洗过程中二次锈蚀的控制

因每个清洗系统容积大（约300m3），如给水量小，酸洗后水冲洗时间长，活化金属表面有二次锈蚀的可能。可通过氮气顶压排放酸洗液，氮气保护和冲洗水中添加化学除氧剂的措施，有效缩短水冲洗时活化金属与氧气的吸附量得到控制。

3.清洗废液处置与排放

化学清洗时产生的酸洗废液参照GB 8978—1996《污水综合排放标准》要求，仅做pH值项指标，控制各种废液的pH=6～9后就近排入工厂的化污系统。

4.清洗后管道的防蚀措施

清洗后的设备若不立即投入使用，可采用充氮保护对管道和设备进行有效保护，维持氮气压力。

5.减少污水排放量

通过下列几点可以降低污水排放量，同时可以节约水资源也减轻污水处理厂的压力。

第一、两个系统同时清洗，重复利用冲洗水。

第二、利用临时储罐分别储存第一系统清洗过程中的碱洗和酸洗液，通过对第一系统所用的碱洗和酸洗液过行过滤作为第二系统的碱洗和酸洗液。

第三：每个工艺过程通过用气体吹扫，减少冲洗水用量。

6.清洗细节处理:临时配管进出口合理安排，可减少清洗死区。拆下来阀可单独处理。

第二章施工技术方案

一、编制依据

1.中国化学赛鼎宁波工程公司设计文件。

2.电力部DL/T 794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》；

3.化工部HG/T2387-2007《工业设备化学清洗质量验收规范》；

二、化学清洗的目的

由于新安装的设备和管线中杂物如：焊渣、锈垢、油脂、涂层及安装和制造过程中混入的杂物等，它们的存在，均会对生产过程带来许多不利，如：有可能造成设备和管线上的测量仪器，仪表等附件丧失其高精密度或损坏；导致物料聚合堵塞工艺流程；影响产品的质量等。所有的一切均可使生产过程无法正常进行，影响设备寿命。且对产品的深加工带来许多隐患。

因此在装置开工前，有必要对塔、储罐、换热器及管道进行系统的化学清洗，除去设备及管道在制造、运输、贮存及安装过程中产生的油污、铁锈、轧制鳞皮、泥沙、焊渣及其它机械杂物，被清洗系统达到规范要求的清洁度，为装置安全、高效地运行创造良好的条件。

三、化学清洗系统流速计算及回路划分

为保证清洗效果和质量，有必要对化学清洗时各管道内清洗液的流速进行计算，以便配置清洗用循环泵。

1.流速计算

丁二烯系统清洗流程图

球罐清洗流程图

异

戊

二

烯

系

统

清

洗

流

程

图

3.化学清洗所用设备仪器一览表

表5：化学清洗所用设备仪器一览表

四

1、化学清洗前应具备的条件

工艺管道和设备的水压试验、保温工作已完成。

需要隔离的仪表元件和设备已隔离，清洗用临时管线已安装完毕。

注：化学清洗经质量验收合格后必须用氮气封存，氮封后的管道和设备严禁进行水压试验。否则，产生二次浮锈施工方不承担责任。

业主应提供临时场地，用以存放原料、分析化验等场地。

业主由专人配合施工方进行清洗液的系统升温过程，共同控制温升速度。

清洗用的临时用水、临时用气（汽）管线已接至指定的地点。

化学清洗用的临时泵站、化学药剂及原材料、分析监测仪器及试剂、标准腐蚀试片等，在开工前准备就绪。

保质保量按时完成化学清洗各工艺过程及其化学分析及监督。

为了监测系统的清洗效果及设备的腐蚀程度，在化学清洗施工之前，应将相当于设备材质的标准腐蚀试片及监测管段（不锈钢和20G试片）悬挂于循环槽中。

临时系统上设立温度、压力和分析取样点。

注意定期高点放空及低点导淋。

五、清洗剂的选择、清洗泵站的建立和配管

1.清洗剂选择

选用安全高温酸洗除油工艺和加漂洗温钝化工艺。在清洗操作时，通过严格控制清洗液的pH值、温度、浓度等参数，定期切换清洗回路，即可达到双方约定的技术质量指标。同时，采用该清洗工艺，通过低浓度柠檬酸的漂洗工序，可以有效清除酸洗后水冲洗时产生的二次浮锈，并且使漂洗和中和钝化工序“合二为一”，既缩短了清洗时间，又强化了钝化成膜的效果。

（1）静态小型试验

为了确定准确的酸洗工艺，在化学清洗前取管段作为试验管段，进行静态小型试验，得到如下工艺条件

Lan-826酸洗缓蚀剂 %；

柠檬酸 %；

还原剂 %；

温度 805℃；

时间 6 h。

同时，在试验系统中悬挂20g钢的标准腐蚀试片以测定腐蚀率。

（2）实验结果

试样管表面的锈垢完全除净，露出银灰色的金属本色，无过洗现象，标准试片的腐蚀率g/m2·h。

2、清洗泵站的建立和配管

根据被清洗设备的参数（包括设备容积大小、设备的工作压力等），要求的清洗液流速、确定的化学清洗流程，选取了适宜的清洗用泵，在此基础上建立能够实现正反、自循环功能，可进行温度、压力监控，既可进行化学分析监测的泵站阀门组。为了掌握设备管道的清洗效果，在临时管路中还设置动态模拟试验监测装置。

在以上工作准备就绪后，通过临时管线与被清洗设备的临时接口连接，构成循环清洗回路。

本次化学清洗选用V＝15m3的清洗槽；

清洗用泵的参数如下(二台)：

Q＝2100m3/h， H＝80m， N＝230KW。

六、化学清洗工艺程序、条件及措施

A.化学清洗工艺程序、条件及措

系统化学清洗的工艺程序为：

临时管线的安装→第一次水洗及带压检漏→水压升温试验→脱脂处理→第二次水洗→酸洗除锈→第三次水洗→漂洗中和→钝化处理→检查验收→交工文件会签。

四台储罐化学清洗工艺程序为：

临时管线及喷淋管的安装→第一次水洗及带压检漏→水压升温试验→脱脂处理→第二次

水洗→酸洗除锈→第三次水洗→漂洗中和→钝化处理→人工清理→检查验收。

1、第一次水洗及带压检漏

目的是清除设备及管道内表面的浮锈、焊渣、砂土及松散的粘附物等，同时在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况进行检查。当冲洗水中无粗杂质存在，进、出口冲洗水目测不含明显的杂质及悬浮物时，则水冲洗结束。

2、水压和升温试验

关闭蒸汽管道所有进液阀门，以泵组最大压力测试临时管路是否泄露。按照大回路循环清洗模式，开启蒸汽将水液加热至70℃，记录升温时间，结束升温试验。

3、脱脂处理

目的是除去设备及管道内表面的机油、防锈油及其它油污，以保证

酸洗除锈均匀。

升温试验后，随即用%的NaOH、%的、 %的非离子表面活性剂及%碱洗缓蚀剂以及新鲜水配制的脱脂剂，在温度＞70℃的条件下，于系统中循环脱脂。当脱脂液中的碱度趋于平衡时，即为脱脂结束。

脱脂处理过程中，当碱度在短时间内降低很快时(视碱度变化趋势定)要补加一定的碱量。

注意：使用红外测温仪在管道沿线测量各管道温度场分布是否均匀,通过调整临时管路阀门,使各回路流速趋于平衡。

测定项目：

碱洗液测定方法：

液呈红色，用 H2SO4标准溶液滴定至无色，记下消耗量a，再加入2滴甲基橙指示剂，继续滴定至溶液呈橙色为止，记下第二次消耗量b(不包括a)。

当清洗液为氢氧化钠、磷酸三钠及洗涤剂时：

当碱洗液为磷酸三钠、磷酸氢二钠及洗涤剂时：

式中：a和b－分别为消耗的磷酸标准溶液的体积，mL；

－硫酸标准溶液的浓度，moL；

V－取碱洗液的体积，mL.

4、第二次水洗

旨在除去设备及管道内表面的脱脂液，直到系统呈微碱性状态。并打开所有低点阀门排净管内沉淀物。

当出口水pH＜，且进出口冲洗水的pH趋于平衡时，则第二水洗结束。

测定项目：

目的在于利用酸洗液与氧化皮(FeO、Fe2O3、Fe3O4)、轧制鳞皮、金属碎屑、焊渣等进行化学反应，生成可溶性物质，以除去铁锈。

第二次水洗后，立即采用的柠檬酸、%的Lan-826缓蚀剂和%的还原剂和PH调节剂等化学药剂与新鲜水配制成酸洗液，在755℃的温度下(清洗过程中应保持这个范围)，于系统中以循环的清洗方式分回路交替进行酸洗。酸洗液的循环流速应大于／s，不得大于／s。

为测取酸洗液在整个清洗过程中对设备材质的腐蚀速度，从清洗液开始注入系统时起，在配酸槽中应悬挂相当于设备材质的标准腐蚀试片和保留原始表面状态的监视管段，并设专人监护和随时观察。

当酸洗液的浓度不再变化、总铁浓度趋于稳定值(Fe3+的浓度控制在750ppm以下)以及监视管段的铁锈经肉眼观察已经除净，表面呈铁灰色金属本色，即为酸洗结束。向管线内充入纯净的氮气排放酸洗废液。此时取出循环槽中的标准腐蚀试片，立即用蒸馏水冲洗，并用丙酮擦洗干净存放于干燥器内，待称重计算腐蚀速度。

取酸洗液2mL，加入Mg(ClO4)2溶液5mL，用除盐水稀释至100mL，加2滴酚酞指示剂用 NaOH 标准溶液滴定至溶液呈微红色为止，记下消耗NaOH标准溶液毫升数。

式中：－H3C6H5O7的分子量；

3－H3C6H5O7的当量数；

V－所取H3C6H5O7溶液的体积，mL；

a－消耗NaOH标准溶液毫升数。

柠檬酸清洗液中全铁浓度的测定

取5mL试液，加入 H2SO4用蒸馏水稀释至100mL，加入5mL10%KCNS溶液，用 EDTA标准溶液滴至红色消失，记下EDTA消耗量V1再加入3mL 10%(NH4)2S2O8溶液，加热至60-70℃用 EDTA标准溶液滴至红色消失，记下EDTA消耗量为V2(H3C6H5O7)不干扰铁的测定，当溶液中铁的浓度较大接近终点时溶液呈橙色，终点不明显可酌情用蒸馏水稀释。

两式：V1、V2－分别为标准溶液消耗数，mL；

5－取样数，mL；

－铁离子当量数

6、第三次水洗

旨在除去设备及管道内表面的酸洗除锈液，直到系统呈微酸性状态。并打开所有疏水管阀门排净管内沉淀物。

当出口水pH>，且进出口冲洗水的pH趋于平衡时，则第三水洗结束。

测定项目：

为防止少量铁盐用水冲洗而发生碱式沉积吸附，采用%的柠檬酸、%的Lan-826与新鲜水(加PH调节剂调pH＝~配制漂洗液，分析合格后的漂洗液，在805℃的温度条件下漂洗。当测定进出口水总铁(总铁离子浓度应小于500ppm)及pH值趋于稳定，则漂洗即告结束。然后，再用稀碳酸钠水溶液进行中和处理，使系统呈中性或微碱性状态。漂洗及中和用水均为新鲜水。

测定项目：

目的在于防止酸洗后的活性金属表面再次生锈。

用%的NaNO2(亚硝酸钠)及漂洗中和液配制钝化液，控制pH＝~，在温度控控制在50-60℃的条件下，迅速将已配好的钝化液注满整个系统，并开始循环钝化，约10小时左右钝化处理可结束。以备干燥封存。

测定项目：

所有化学清洗工序完毕后，用空气吹扫管线和设备。吹扫到管线出口无水和杂物为止。

10、人工清理

钝化处理结束后，打开所有低点阀门排净管内和系统中的清洗液，拆除所有清洗临时管道等，待交工。

11、检查验收

由施工方、建设安装方及监理共同对化学清洗质量进行验收。质量合格后，三方对该化学清洗工程进行交工文件会签。

12、施工总结

施工方尽快完成《分析化验记录》等施工文件并在一周内提交甲方项目部。化学清洗各过程记录表:

Cleaning Test Report

清洗化验报告

清洗化验报告

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清洗化验报告

清洗化验报告

1、概述

宁波xxxx化工有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统内工艺管道和设备化学清洗项目中，部分长输管到需要进行PIG清洗。

①丁二烯系统：管廊管道规格Φ80×，材质：碳钢，设计输送压力 MPa，输送介质为丁二烯，输送温度℃，长度：1000M;镇海炼化来的丁二烯工艺管道规格Φ150×，材质：碳钢，设计输送压力 MPa，输送介质为丁二烯，输送温度℃，长度：4800M。

②异戊二烯系统：管廊管道规格Φ80×，材质：碳钢，设计输送压力 MPa，输送介质为异戊二烯，输送温度℃，长度：1000M。

2、编制依据

⑴5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统内工艺管道流程图及单线图；

⑵ASME -ANSI (R1993) 不锈钢钢管；

⑶ASME规范压力管道及管件B31,B16系列标准(上、下册)；

⑷ASME压力管道规范B31--工艺管道；

⑸ASME-V 无损检测

3、管线清管、扫线

在管道进行强度及严密性试验之前，首先对管道进行清扫（清管）。清管宜采用清管器，清管次数不应少于两次。

清管应设置临时收、发装置。根据现场地形勘察，接收装置可设置换热器出口段，拆除阀门和短接，出口设置一台密闭水槽。

⑴管线清管采用压缩空气和水混合进行。为了清管器能够在管道内顺利运动，宜首先在清管

器之前注少量的洁净水。

⑵

通

球

工

序

见

图

1

。

⑶收

发球

装置

①

设置

临时

收发

球装置。（收球筒采用DN300管道制作，与工作管道通过变径连接，安装时端头应向下倾斜）其工艺装置见图2。

②图2装置的优点是可通过进气端和排气端的放空阀来控制球两边的压差，控制球行走的速度。可解决球通过弯头、弯管等管线设施时的堵塞，也可解决管线内的焊瘤卡球。

③清管器清管器有各种形式，经常使用的有：大管径使用的有空心厚壁的聚胺酯球（球内充水后，

直径过盈量为管道内径

的5%～8%）；小管径使

用的有实心厚壁的聚胺

酯球；皮碗式结构（或

皮板式）两种，并且带

有径向钢丝刷或橡胶刀

片。使用的清管设备应适用于管线所有弯头的曲率半径。因本工程管道弯头的曲率半径为6倍的外径，本次清管使用的是厚牛筋皮的皮板式清管器，最小曲率半径为倍的DN300，过盈量为4%，满足施工要求。

清管器的前面的管道内，首先充水10～20m3，约占10%～15%的容积。注入的水，能够使管内杂物在水中漂浮，并溶解大部分灰尘，这样当清管器推动前面的物品时的推力可大大减小，当压缩空气推动清管器向前快速移动时，管中的铁锈、尘土或其它物品向前产生波动，使得物品比较分散，达到障碍物在管内不易卡涩、堵塞清管器的目的。清管器从发射装置出发，到达接收装置，完成一次清管流程。

使用通讯设备进行随时联络，观察接收端和发射端的压力波动，以确认清管器是否在管内正常移动，若管内储存的软、硬杂物较多，如出现卡涩，可适当增加管道内部的压缩空气的压力，

但是，不得超过管线的输送压力，如果确实无法通过，应中断清管，确认清管器的准确位置，取出清管器，处理障碍后重新通球清管。

接收端应注意观察排水的颜色变化，排水与进水颜色一致，说明管道内清洁度符合要求，清管器从管道内排出后呈无损状态，则清管结束。

④通球介质

采用高压压风车所产生的压缩空气和洁净水同时作为通球介质。加入水压的作用主要是清管器与管壁间的缝隙，减少球与管壁之间的摩擦，以减少球的磨损。其发球处的工艺管线如图3所示：

⑷投

球方式

先把

清管器投

入发球筒

内，用一

个木推把

把球推入管内距离管口300mm以外，然后封好堵头。焊接时，应采取妥善措施，确保清管球不致烫伤。

⑸通球扫线过程控制

①将清管器放入发球筒内，缓慢注入空气，注意发球筒上的压力表和接收机信号，记录下清管器的起动时间和压力。

②清管时，清管器的速度宜控制在s左右，要求对排量严加控制，使清管器速度稳定。

③当得知清管器接近码头时，发球端应降低排气量，使清管器缓慢进入收球筒内，以防因撞击而损坏清管器和收球筒。

④装置压缩空气送风时，应安排4人专门在发球端和收球端定时记录压力表的读数，并随时通知定点检测人员。如果压力表的读数在某压力上下波动，证明清管器在管道内部推动杂物和水在缓慢而艰难地前进；如果压力表的读数在持续上升，证明清管器被堵塞；如果压力表的读数不上升或持续下降，证明清管器在管道内部行走正常。如果压力在某一较高值保持不变，而码头终端管口有气体喷出，定点检测人员并未检测出清管球经过，则估计清管球在管道内停止前进或已漏气。通球和试压期间，安排在两端的人员应尽职尽则，24h坚守岗位，保证施工过程中不被别人破坏，同时也不致伤害过往人员。

⑤管道清管示意图见图4。

4、管线通球、清扫

①、管道吹扫合格后，安置1个清管器作为清扫球使用，并封焊进水端封头盲板。

②、确认管道内部无压后，小心切除末端椭圆封头（或盲板），取出排空使用的清管器，安装收球笼，使码头端管口敞开放水。

③、关闭进水阀门和打压阀门，开启空气压缩机向管道内加压，使用压缩空气推动清扫球将管道内部的积水排出。根据出水量的多少，合理安排抽水泵的数量，及时抽水。