工業(yè)壓力管道安裝施工技術(shù)

魏常群

【摘 要】管道運(yùn)輸是與鐵路、公路水運(yùn)、航空并列的五大運(yùn)輸方式之一，壓力管道是在一定溫度和壓力下，用于輸送流體介質(zhì)的特種設(shè)備，廣泛用于石油化工、冶金、電力等行業(yè)，以及城市燃?xì)夂凸嵯到y(tǒng)等公眾生活之中。文章主要探討了工業(yè)壓力管道安裝施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】壓力管道；安裝施工；技術(shù)；工藝

壓力管道分布極廣，它是一種特殊的承壓設(shè)備，輸送的流體介質(zhì)一般具有高溫、高壓，易燃、易爆，劇毒和強(qiáng)腐蝕性等特點(diǎn)。在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生質(zhì)量安全事故，就會(huì)給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)很大影響；如果發(fā)生爆炸將給人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。壓力管道通常是指一個(gè)管道系統(tǒng)，除了管道本身，它還包括各種不同型號(hào)規(guī)格的閥門(mén)、管配件（如：彎頭，三通，法蘭等）、螺栓、墊片、管托、支吊架等。為保障壓力管道安全運(yùn)行，國(guó)家有關(guān)部門(mén)也頒布實(shí)施了《壓力管道安裝單位資質(zhì)認(rèn)可實(shí)施細(xì)則》和《壓力管道安全管理和監(jiān)察規(guī)定》，細(xì)則和規(guī)定頒布后收到了明顯成效。但是，隨著目前國(guó)內(nèi)一批大型工業(yè)裝置相繼進(jìn)入建設(shè)階段，施工工期的不合理導(dǎo)致施工質(zhì)量控制具有更大難度。部分施工企業(yè)為了搶工期、保進(jìn)度，抱有僥幸心理，甚至以犧牲工程質(zhì)量為代價(jià)，為壓力管道運(yùn)行留下安全隱患。下面就對(duì)壓力管道的施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1.壓力管道的施工技術(shù)

1.1施工前準(zhǔn)備

1.1.1技術(shù)資源準(zhǔn)備

為了確保該項(xiàng)管道安裝工程的順利進(jìn)行，合理調(diào)配技術(shù)資源是保證工程順行的根本；一是要確保技術(shù)管理人員的到位，負(fù)責(zé)前期的技術(shù)策劃等工作；二是做好作業(yè)的技術(shù)儲(chǔ)備，針對(duì)壓力管道施工的特點(diǎn)，必須要投入具有一定技能水平的持有勞動(dòng)行政部門(mén)頒發(fā)的特殊作業(yè)人員資格證書(shū)的焊工。滿足以上兩個(gè)條件，是施工順行的必備條件。

1.1.2設(shè)計(jì)圖紙消化

施工前，要對(duì)其施工圖紙和相關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行徹底消化。需要知曉的信息包括管道的材質(zhì)、數(shù)量、管道走向等。為了便于日后施工，相關(guān)信息必須梳理、提煉成文字材料，以便隨時(shí)調(diào)用。

1.1.3編寫(xiě)施工組織設(shè)計(jì)

施工組織設(shè)計(jì)的編寫(xiě)施工準(zhǔn)備工作的重中之重，也是工程成敗的關(guān)鍵。施工組織設(shè)計(jì)的編寫(xiě)內(nèi)容包括工程概況、施工方案、施工平面布置圖、施工綜合進(jìn)度計(jì)劃表、勞動(dòng)力負(fù)荷表、施工安全和質(zhì)量控制措施、施工管理機(jī)構(gòu)配置及保證體系等內(nèi)容。

其中施工方案中的工藝流程可以指導(dǎo)施工各個(gè)環(huán)節(jié)的保節(jié)點(diǎn)完成，施工方案中的施工要求講述了施工過(guò)程中安全、技術(shù)、質(zhì)量及施工流程等內(nèi)容，有效地指導(dǎo)工程的順利進(jìn)行。

1.1.4施工現(xiàn)場(chǎng)勘察

這也是重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在以前的施工過(guò)程中，特別是生產(chǎn)線在線設(shè)備技術(shù)改造屢有發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際設(shè)備及環(huán)境不符的現(xiàn)象出現(xiàn)，導(dǎo)致后期施工有所停滯，給施工各方帶來(lái)了不必要的麻煩。在此過(guò)程中，要求對(duì)關(guān)鍵部分，比如機(jī)體連接部位、干涉部位要特別關(guān)注，提前做好考察并針對(duì)實(shí)際情況提出設(shè)計(jì)變更，要求設(shè)計(jì)方提前對(duì)圖紙進(jìn)行修訂。

1.2施工條件準(zhǔn)備

1.2.1編寫(xiě)并上報(bào)施工材料及工具清單

通過(guò)圖紙的前期消化，我們要對(duì)施工整體規(guī)劃及布局又一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，必須理出該施工過(guò)程中所需的材料清單。材料清單就是說(shuō)要提前拿出材料計(jì)劃來(lái)，比如工程所需材料的名稱、規(guī)格、數(shù)量等。也要理出相應(yīng)的工具清單，包括常規(guī)耗材（如特種焊條、切割片、磨光片等），往往就是這些細(xì)小的問(wèn)題準(zhǔn)備不足會(huì)給施工帶來(lái)了不必要的麻煩。

1.2.2繪制管線圖及管道下料圖

對(duì)于高壓系統(tǒng)管道來(lái)說(shuō)，由于其管壁厚、單件管段重量大、坡口機(jī)加工精度高。所以，設(shè)計(jì)圖轉(zhuǎn)化為管線圖及布料圖編制是此項(xiàng)安裝工程非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。管線圖及布料圖如何繪制是一個(gè)重要問(wèn)題。管線圖要表現(xiàn)出管道三維立體走向及位置，為施工人員提供較為清楚的思路，而布料圖則是用來(lái)指導(dǎo)加工單位對(duì)管段煨彎、切割、坡口加工的指導(dǎo)文件，并對(duì)后面的管道安裝有著非常重要的意義。

1.2.3管件加工及管道酸洗

根據(jù)上面所提的內(nèi)容，管件（法蘭、彎頭等）將根據(jù)管道下料圖已經(jīng)配置完畢。在此期間，施工單位必須安排專人在加工過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)督及檢查，以確保管道施工過(guò)程中萬(wàn)無(wú)一失，要說(shuō)明一點(diǎn)的是所有的管件需要做記號(hào)以便后續(xù)施工之用。加工完畢后的管材為了除去內(nèi)部銹蝕物必須進(jìn)行酸洗，一般需要2-3天的時(shí)間，酸洗完畢后要求封閉包扎以免雜物進(jìn)入管道。

1.2.4管道安裝前所有閥門(mén)必須1OO%進(jìn)行嚴(yán)密性水壓實(shí)驗(yàn)。

1.3施工工藝

1.3.1工序控制要點(diǎn)

管道安裝應(yīng)在具備以下條件之后進(jìn)行：與管道安裝有關(guān)的土建工程已經(jīng)檢驗(yàn)合格，滿足安裝要求，并已辦理交接手續(xù)。與管道連接的設(shè)備已找正合格，固定完畢。管子、管件、閥門(mén)檢驗(yàn)、驗(yàn)收合格。

（1）管道預(yù)制應(yīng)按管道系統(tǒng)單線圖進(jìn)行。自由管段和封閉管段的選擇應(yīng)合理，封閉管段長(zhǎng)度應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)長(zhǎng)度進(jìn)行加工。管道安裝時(shí)要遵循先內(nèi)后外、先大后小、先主管后支管、先高壓管后低壓管、先定位后中間管的原則。管道鋪設(shè)位置應(yīng)便于裝拆、檢修且不妨礙人員行走及機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)和檢修。

（2）管道連接時(shí)，不得用強(qiáng)力對(duì)口、加熱管道、加偏向墊或多層墊等方法消除端面間隙、偏差、錯(cuò)口或不同心等。管道安裝期間，敞口管子應(yīng)給予封閉。管子與設(shè)備連接不應(yīng)使設(shè)備承受附加外力。管道對(duì)口允許偏差如表1。

表1管道對(duì)口允許偏差

注：全長(zhǎng)不大于10mm

管道焊接時(shí)應(yīng)注意保持直管段上兩對(duì)接焊縫中心面間距，當(dāng)管道通徑大于150mm時(shí)，不應(yīng)小于150mm；當(dāng)管道通徑小于150mm時(shí)，不應(yīng)小于管子外徑。焊縫距彎管起彎點(diǎn)不得小于100mm，且不得小于管子外徑。焊縫距支、吊架靜距不應(yīng)小于焊縫寬度的5倍，且不得小于100mm。不宜在管道焊縫及周圍開(kāi)孔。焊接坡口形式采用機(jī)加工。坡口的型式要考慮利于控制焊接質(zhì)量、節(jié)省焊材、能使焊縫收縮值小、熱影響區(qū)小、焊接應(yīng)力降低。

（3）為了防止產(chǎn)生裂紋、改善焊縫和熱影響區(qū)的金屬組織與性能，根據(jù)鋼材的淬硬性、管道壁度及使用條件等綜合考慮，對(duì)于達(dá)到一定厚度的管道應(yīng)進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。預(yù)熱溫度根據(jù)不同的材質(zhì)在100-250℃之間，：比如壁厚大于20mm的16Mn管道要預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150-200℃，壁厚大于12mm的12CrMoV管道要預(yù)熱，預(yù)熱溫度為250℃。焊前預(yù)熱的加熱范圍，應(yīng)以焊縫中心為基準(zhǔn)，每側(cè)不應(yīng)小于焊件厚度的3倍。預(yù)熱應(yīng)采用履帶式電加熱片加熱。

（4）高壓管道焊接采用鎢極氬弧焊打底，手工電焊填充蓋面的焊接工藝，焊材的選用應(yīng)按圖紙的要求根據(jù)管道不同的材質(zhì)選擇相應(yīng)型號(hào)的焊材進(jìn)行焊接，比如0Cr18Ni9用A102的焊條，Q235-A用J422的焊條，16Mn用J507的焊條，12CrMoV用R317的焊條，Q235-A與0Cr18Ni9焊接要用302的焊條等等。

氬弧焊焊接時(shí)，氬氣從焊槍的噴嘴中連續(xù)噴出，在電弧周圍形成氣體保護(hù)層隔絕空氣，以防止對(duì)鎢極、熔池及鄰近熱影響區(qū)的有害影響，從而獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。

采用鎢極氬弧焊打底的焊縫具有焊接缺陷少、容易單面焊接雙面成型、焊接熱應(yīng)力小、熔合好等優(yōu)點(diǎn)，但氬弧焊接速度慢，費(fèi)用高，打底焊過(guò)薄又容易被電弧焊擊穿達(dá)不到質(zhì)量要求。綜合考慮各種因素，確定氬弧打底厚度不小于3mm，既能保證焊接要求，并且經(jīng)濟(jì)、合理。用電弧焊填充蓋面的目的是在保證焊接質(zhì)量的前提下兼顧施工經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)可以加快施工速度.縮短工期。

電弧焊焊條在使用前應(yīng)按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行烘干，且重復(fù)烘干次數(shù)不超過(guò)兩次；使用時(shí)應(yīng)裝人專用保溫箱內(nèi)，溫度保持在100～150℃。焊接過(guò)程中，同一道焊口應(yīng)連續(xù)焊接完成，中間不允許停頓，如有特殊情況需停止焊接應(yīng)采取妥善的保溫措施。

（5）為了消除管道接口焊接熱應(yīng)力，需進(jìn)行焊后熱處理。焊后熱處理采用履帶或陶瓷加熱器進(jìn)行，保溫材料采用硅酸鋁保溫棉，保溫寬度從焊縫算起每側(cè)不小于管子壁厚的5倍。焊后熱處理的加熱范圍：以焊縫中心為基準(zhǔn)，每側(cè)不應(yīng)小于焊縫寬度的3倍，且不小于60mm。應(yīng)為管道材質(zhì)太多，管壁厚薄不一，焊后熱處理參數(shù)均不同。熱處理的加熱速率、恒溫溫度、恒溫時(shí)間及降溫速率，應(yīng)根據(jù)焊接管道的材質(zhì)的特性制定相應(yīng)參數(shù)并符合相關(guān)要求。

1.3.2管道檢測(cè)

高壓管道的所有焊縫均應(yīng)進(jìn)行外觀檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)。焊縫外觀質(zhì)量不得低于Ⅱ級(jí)，無(wú)損檢驗(yàn)采用超聲波探傷，需達(dá)到I級(jí)焊縫要求。無(wú)損檢驗(yàn)合格后即可進(jìn)行管道試壓和沖洗工作，試壓及沖洗應(yīng)滿足規(guī)范GB50235-97中的要求，管路試壓及沖洗合格后即可投入運(yùn)行。

2.結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)壓力管道安裝涉及的環(huán)節(jié)較多，過(guò)程復(fù)雜，質(zhì)檢工作人員對(duì)施工過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)均應(yīng)認(rèn)真加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)格把關(guān)，確保事前控制、事中控制和事后控制落實(shí)到位，從根本上做好管道安裝的質(zhì)量控制工作。