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工艺管道施工技术应用与实践（技能培训） 2006.8.191. 工艺管道施工技术应用1.1 工艺管道施工技术应用的目的和意义1.1.1 准确、安全输送所需介质到达设计装置，在装置内生成人们所需的合格产品，满足人类及社会的需要；1.1.2 经济、安全、省时、合理的按时或提前完成合同所需要的工期及质量要求，最大限度的提高客户（业主）满意度，同时降低施工成本，达到互惠双赢；1.1.3 有利于控制现场成本，质量成本，安全成本，扩大利润空间，促使企业健康、有为、长寿；1.1.4 有利于利用价值工程，拓展企业（团队）的技术知名度（专利），展现一批技术精英，沉淀企业（团队）名人无形价值；1.1.5 有利于组建与客户（业主）之间的互利战略平台，真正实现质保与终保团队的诚信。1.2 压力管道分级及分类1.2.1 压力管道分级 GA级长输管道GB级GB1 燃气管道 GB2 供热管道GC级GC1GC2GC3目前，我公司压力管道安装许可证级别为GB类和GC1类，GA级还未取1.2.2 分类（按行业）（1） 动力管道（燃气管道，热力管道，压缩空气管道）（2） 工艺管道（3） 烃类、液态石油气、无水氨和酒精的液体输送管道系统（4） 冷冻管道（5） 化工厂管道（6） 核管道（现行工业金属管道施工及验收质量规范不涉及）（7） 气体输送和分配管道系统（8） 建筑用管道（给排水、通风空调、消防采暖等）（9） 深冷管道（现行工业金属管道施工及验收质量规范不涉及）（10） 浆液管道1.2.3 热电工程及火电工程中的四大管道及六道四大管道：主蒸汽管道 主给水管道 再热热段 再热冷段六 道：烟道、热风道、冷风道、落煤管、制粉、输灰1.3 压力管道安装前需办理的手续及施工过程中各相关方的责任1.3.1 压力管道安装前需办理的手续 压力管道为特种设备，安装前需向当地市级以上（含市级）国家技术质量监督监察安全机构办理安装施工告知书，需提交的资料有：压力管道安装施工许可证，质量手册及程序文件，项目经理（注册建造师）授权委托书，现场质保体系组织机构，焊工、无损检测等相关特种作业人员作业合格证及上岗证，管理人员资格证书等；1.3.2 压力管道安装过程中各相关方的责任：（1） 业主（是指当管道建成后，将拥有并营运这条管道的个人或组织）业主的第一责任是决定采用哪一部规范，在规范范围内达到要求，以及对建立设计、制作、检测、检验和试验的要求等负有全面责任；（2） 设计者（注册职业设计师） 设计者向业主负责，负责保证管道的工程设计符合规范要求，并符合业主提出的任何附加要求；（3） 制造商，制作商和安装商 管道的制造商，制作商和安装商负责提供符合规范和工程设计要求的材料，管道组成件和技能；（4） 业主检验师（注册监理工程师，质量技术监督部门的代表） 业主检验师向业主负责，保证满足规范对检验、检测和试验的要求。1.4 管道常用金属材料及材料计划的编制 了解和掌握金属材料的特点及准确编制材料计划（施工预算）是工艺管道施工技术应用的基础，也是两算对比的基础。1.4.1 通用材料（1） 型材（型钢、型铝）（2） 板材（带板）：钢板和钢带；单张热镀锌薄钢板（3） 线材（钢丝、钢丝绳）（4） 常用紧固件（A、B、C三级）六角头螺栓（半螺纹、全螺纹）（P0.4Mpa），双头螺柱（P0.4Mpa），镀锌半圆头螺栓，六角螺母，垫圈（平垫、弹簧垫），膨胀螺栓。螺栓粗牙普通螺纹用字母M及公称直径表示，如M24；细牙普通螺纹用字母M及公称直径螺距表示，如M241.5；（具体选用见相关标准紧固件图集）1.4.2 常用金属材料钢铁材料 碳素结构钢：分低、中、高碳钢三种。普通碳素结构钢（GB/T700-1988）Q195，Q215AB，Q235AD，Q255AB，Q275。施工中常用的Q235A低压流体管，优质碳素结构钢（GB/T699-1999）：08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn；施工中常用的有20（20g）、45。 低合金结构钢（GB/T1591-1994）Q295A、B，Q345A、B、C、D、E，Q390 A、B、C、D、E，Q420 A、B、C、D、E，Q460 C、D、E；施工中常用的Q345（锅炉钢架主受力部分）。 耐热钢珠光体耐热钢（GB/T3077-1999）： 12CrMo，15CrMo，12CrMoV，12Cr2MoWVTiB，12Cr3MoVSiTiB；马氏体耐热钢（GB/T1221-1992，GB/T4238-1992）：1Cr13，2Cr13，1Cr13Mo，1Cr12Mn，1Cr12WMoV，2Cr12NiMoWV，1Cr11MoV，1Cr11Ni2W2MoV； 常用低温钢：16MnDR，09Mn2VDR，09MnTiCuREDR，06MnNbDR，06MVTi，06ALlCu，06AlCuNbN，Ni3.5%（铁素体，用于-40-150），Ni9%（马氏体，用于-105-235），15Mn26Al4，1Cr18Ni9（奥氏体）。 常用奥氏体不锈钢：0Cr19Ni9N（304），00Cr19Ni10（304L）, 0Cr18Ni12Mo2Ti（316），0Cr25Ni20，00Cr17Ni14Mo2（316L），1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni11Nb。1.4.3 常用有色金属材料 钛及钛合金（用于制酸，制碱，石油化工，化肥工业，海洋工程等）； 铝及铝合金； 铜及铜合金； 金及金合金； 银及银合金； 镍及镍合金； 铀及铀合金等等。1.4.4 材料计划的编制材料计划，工程物资计划施工预算，其步骤如下： 主材内审设计图纸，设计说明听取设计交底，外审设计图纸，设计说明，提出设计变更及优化方案根据相关规范，标准图集及设计要求，确定分项工程管道材料，管道组成件支撑件的名称、规格、型号、材质、数量、执行标准及标准图集号，特殊情况的要绘图，提出详细的技术数据及要求，如：主蒸汽大半径弯头的材料计划要绘出详图、弯曲半径、直管长度、角度、坡口要求、内部光洁度、几何尺寸偏差要求、热处理要求等。计划由项目工艺员（管道技术员）提出，项目技术负责人审核，项目经理（工地负责人）批准，上报材料部门，由材料部门编制采购计划并上报总公司备案，主材余量的多少遵守预算定额子目的要求及相关说明。 辅助材料（预算定额中的计价材料）焊接材质由焊接工艺员提出，技术负责人批准。1.5 常用机具与测量仪表1.5.1 常用工具管子台虎钳，台虎钳，管子割刀，砂轮切割机，冲击钻，千斤顶，倒链，试压泵，手动弯管器，手动液压弯管机，管子绞刀，管道自动切割机，对口器，自动热处理机等等。1.5.2 常用测量工具及仪表 不锈钢直尺，钢卷尺，拐尺，量角器，铁水平，框式水平仪，塞尺，磁力线坠（线坠），测厚仪，光谱分析仪，硬度计等等。1.6 管道安装施工基本程序与管道安全防护1.6.1 管道安装施工基本程序1.6.1.1施工准备（技术准备，物资准备，工机具准备，现场准备） （1）技术准备： 熟悉图纸、施工验收规范及标准图集等； 编制施工组织设计（施工部署，施工发方案，施工计划：进度、材料、人力，现场平面设计，安全技术措施等）； 收集设备、材料等的技术资料：设备材料合格证，使用说明书，管材及附件出厂合格证，出厂检验报告等。特别是调节阀，电动阀，电动执行机构的安装使用说明书要及时收集； 试验及施工人员技术培训； 施工现场勘察。（2） 设备物资准备： 管材管件外观检查； 阀门及其附件的现场检验。（3） 工机具准备（4） 现场准备（四通一平），临建，预埋件及预留孔洞，施工测量等。1.6.1.2施工实施（办理告知书）1.6.1.3工程验收（中间验收，竣工验收）1.6.2 管道安装工程施工安全防护1.6.2.1安全防护的意义安全生产方针：安全第一，预防为主；生产为了安全，安全为了生产生产技术和安全技术工作双管齐下，消除不安全隐患，研究不安全因素，采取相应的安全技术措施，安全生产才能实现，做好安全防护才能保证每个职工在生产中的安全与健康，才能保证工程的安全成本。1.6.2.2安全教育：安全技术规程教育，安全规章制度教育1.6.2.3易发事故（执行公司消除安全事故隐患简明表）1.6.2.4作业现场安全技术1.7 管道的连接方式1.7.1 钢管的螺纹连接方式（1）管螺纹的形式：有圆锥螺纹和圆柱螺纹 圆锥螺纹的牙型代号为ZG，圆柱螺纹的牙型代号为G，牙型均为55，两者的每英寸牙数、螺距、螺纹高度等螺纹规格相同，但圆锥管螺纹具有1/16的锥度。 （2）管螺纹的连接形式：柱接柱，密封性差；柱接椎（圆柱形内螺纹套入圆锥形外螺纹）；锥届锥（圆锥形内螺纹套入圆锥形外螺纹）；锥接柱（圆锥形内螺纹套入圆柱形外螺纹）。三种形式均能形成严密的密封线，因此管道螺纹连接一般把管件、设备加工成圆柱形内螺纹，把管子加工成圆锥形外螺纹，但可锻铸铁管件大都采用锥接锥连接。 （3）管道螺纹连接的应用 低压流体输送用焊接钢管，特别是镀锌钢管常用螺纹连接。一般用于室内消防、室内给排水、热水、蒸汽、煤气、压缩空气管道，但最大直径与最大工作压力有限制范围； 管道螺纹可连接管件、阀门、仪表和设备室内给水，压缩空气，高压透镜垫螺纹法兰，卫生间，采暖，燃气等； （4）管螺纹连接工具：管子钳和链钳，链钳用于安装场所狭窄、管子钳无法工作的地方。 （5）管螺纹连接方法 管螺纹敷上填料，用手拧入23丝后，再用管钳一次拧紧，不得倒回反复拧； 填料不应太多，挤在螺纹外面的填料应及时清除； 组装长螺纹时，先将锁紧螺母拧到长螺纹根母，然后将长螺纹拧入设备螺纹接口里，然后往回倒扣，使管子的另一端的短螺纹拧入接头中，接头的螺纹拧好后，开始在长螺纹处缠填料，然后拧紧锁紧螺母。1.7.2 钢管的法兰连接方式（1）法兰的连接方式及法兰垫片具有设计给出的法兰标准号，查标准详图。（2）法兰连接安装的要求 安装前的检查：法兰尺寸及外观结合标准或设计要求，法兰垫片的材质及尺寸是否符合标准或设计的要求，外观是否有缺陷，螺栓螺母的螺纹是否完整，无划痕，无毛刺等缺陷； 法兰安装：管子接头端面及法兰平直度检查，检查合格后在管子于法兰接合处施焊。三点定平面，偏差合格后全部施焊。当Ps1.0MPa时采用普通焊接（单面焊），当1.6 MPa Ps2.5MPa时采用加强焊（双面焊），当Ps4.0MPa时采用对焊或高压螺栓连接，详细情况见现行规范要求，需注意的是：拧紧螺栓时应对称成十字交叉进行。 法兰连接处不严的原因和消除方法 主要原因消除方法垫片失效1、材料选择不当2、垫片过厚，被高压介质刺穿3、垫片有皱纹、裂纹或断折4、垫片长期使用后失效5、法兰张开后未换垫片重有合上更换新垫片，垫片材料应按介质种类和工作参数选用改装厚度符合规定的垫片改装质量合格的垫片定期更换新垫片安装新垫片法兰密封面上有缺陷1、深度不超过1mm的凹坑、径向刮伤等，在车床上旋平2、深度超过1mm的缺陷，在清理缺陷表面后用电焊焊补，经手锉清理再磨平或旋平相连接的两个法兰密封面不平行热弯法兰一侧的管子：在需要进行弯曲的一侧上，用氧炔焰管嘴将长度等于3倍直径、宽度不大于半径的带行面加热，然后弯曲管子使两个法兰密封面平行管道投入运行后，未适当再拧紧法兰螺栓在管道投入运行时，当温度和压力升到一定值，要适当再拧紧螺栓。在运行的最初几天应进行经常检查并继续拧紧1.7.3 钢管的焊接方式 施工现场多用电弧焊、氩弧焊、氩电联焊和气焊，其方法如下：焊接工艺评定焊接工艺卡（焊接作业指导书）施焊焊接质量检查（外观检查：内部质量检查，无损检测，煤油试漏，强度试验等）。 焊接时要注意人、机、料、法、环等因素对焊接质量的影响，详细情况见焊接专业。1.7.4 管道平口连接方式，管道承插口连接方式1.7.5 管道柔性连接 管道的柔性接口能够克服管道变形，支架移位和防震，能使安装与设计应力状态一致。柔性连接一般用于水泵的进、出口管上，燃气干管上，（可挠橡胶接头，可曲挠双球体橡胶接头，橡胶卡普隆补偿器）。1.8 管道的加工方法 管子的调直，管子的切断，管子的螺纹加工，管子的煨弯，管上割孔和管端口处理方法。1.8 管道的安装过程1.8.1 管线定位 （1）管线定位的依据： 设计说明；管道平面图；管道轴测图；节点详图等。（2）管线的定位方法： 地下埋地管道的定位方法：依据管道平面图上管道位置对沟槽放线，开挖后定位，定位位置要满足设计要求（深度、坡度、与其他建筑物及管道的距离），定位连接后进行压力试验，合格后再进行覆土回填。 地沟内管道的定位方法 架空管道的定位方法（高支架4-6m，中支架2.5-4.0m，低支架0.5-1m） 靠墙、梁、柱、板的管道定位方法靠墙：横行、竖行两种靠梁：平行、垂直两种靠柱：平行、垂直两种靠板：平行、垂直两种 有人通过管线高度的基本要求：一般不低于2.8m，特殊情况下不低于2.2m。（3）管线定位的有关资料（最小安全距离）1.8.2 管道支吊架及其安装（1）管道支吊架根据设计要求采用标准图集进行工厂化预制，现场安装（2）管道支吊架的受力分析和间距计算详见施工图所选用的标准支吊架及支吊架位置载荷分配表（3）管道支吊架安装 检查支吊架是否符合设计及标准要求； 支吊架的定位 (检查土建预埋钢板，先定固定支架、补偿器位置，再定两端，然后定中间) 支吊架的安装：根部弹簧部分管部（4）管道支吊架的安装要求（见现行规范）1.8.3 管道安装（工业管道的安装）工业管道的分级：真空管道PsP0(标准大气压力) 低压管道Ps1.6MPa 中压管道1.6MPa10MPa（1）热力管道的安装 管道的热膨胀及其补偿：钢管的热膨胀L=0.012tL(mm)热膨胀应力=E2.1105L/L （MPa） 若热膨胀力钢材允许的应力，在没有补偿的情况下，热力管道会发生形变或裂纹。 管子的推力P=FP=N：管子的热膨胀应力MPaF：管壁的横断面积（mm2）热膨胀的补偿：方形补偿器（安装就位后，进行冷拉，其冷拉量为两固定支架间直管段热膨胀量的L/2；冷拉前，补偿器两端的直管段与连接管道的末端之间应预留一定的间隙，其间隙值总和应等于补偿量的1/2，其焊口位置应选在距离补偿弯起22.5m处。）冷拉的方法有两种：拉管器，千斤顶。分类：L型、Z型自然补偿，波形补偿器（角向、万向）等。 热力管道的安装要求 排水，疏水，高点排气，滑动支架，吊架的偏移L/2 敷设：地沟热力管道，地下直埋热力管道（管中管，防磨，保温，防水，焊接要求高）；架空热力管道的敷设（组件的吊装，吊装要制定吊装方案，焊接技术措施，安全措施）。 热力管道的试压 分段（隐蔽部分）及系统试压（特别是水位高的地区，更不能马虎）。 （2）高压管道的安装 高压介质及对高压管道的要求压力高管道必须具有高强耐压的能力材质与壁厚；温度高高压管道必须具有高强耐热性耐热钢；渗透力高高压管道的连接结构必须具有高度的密封性加强焊，法兰采用透镜垫；腐蚀性强具有高强耐腐蚀性能不锈钢耐酸钢管；脉动大必须采取防振动，防檫伤的措施，支架采用柔性结构。 高压管道的预制 根据施工图结合现场装置的实际情况，经过计算绘制加工图，特别是封闭管道必须实测，然后编制加工计划，提出技术要求。（螺纹和密封面的加工，弯观加工）。 高压管道的连接与就位 制订焊接工艺作业指导书，吊装方案，材质复查（主材、焊材），探伤，光谱。组件安装时应尽量减少固定焊口，特别是在竖管上，一般不应布置固定焊口，管线上的仪表安装部件应和管道同时安装（焊接孔板除外）。1.9 管道安装的施工设计1.9.1 管道位置的调整 （1）原因：管道设计图样不统一，管道设计图样与施工安装现场位置不符，设计人员对管道工艺的目的不明确，管道设计的条件变化； （2）调整方法： 熟识图纸，弄清各管道的安装方法与要求，定位其空间位置； 采取避让原则：小让大，无压让有压，高让低，硬让软； 按用途调整； 按施工难易程度调整； 按维护管理难易程度调整； 有利于组织施工，降低造价； 管道调整中，应遵循有关施工及验收规范，并征得设计人员的同意。例如：建筑外各种管道位置的调整，管道穿墙，穿楼板位置的调整，管道穿越设备基础的调整，越变配电所处管道调整。（3）管道位置的组合（把众多管道在同一位置上进行统一施工安装，以便减少工程量，提高工作进度），常用于管廊，管道层，除氧间等。（4）管道的组合加工（直管段加工，弯管段加工，焊接加工，设备连接管道加工）。1.9.2 管道安装方案分析（1）方案基本内容 安装施工方法，安装机具的选择，安装施工顺序，流水安装施工组织。（2）施工方案评价的基本要求 切实可行性 满足安装工期 确保质量和安全 安装费用合理（3）方案优劣的分析方法 计分法， 时间进度测定法还应考虑的因素：装配化程度，现场材料运输，机具和工具的利用，施工人员的组织，各工种的搭配，工地空间的利用等。2. 工艺管道施工技术实践 我公司有近五十年的安装历程，工艺管道施工硕果累累，其技术的实践性，成熟性也日臻完美，下面几个实例是我公司已竣工工程，望各位勇于技术实践，献计献策，方案优化者奖。实例一、保定钞票纸厂精浆车间薄壁不锈钢管道安装（如图）施工过程：一、施工准备1、人：不同层次的技能人员到位（管工、焊工、起重工、焊口酸洗清理工）。了解浆管的特点，内壁必须光滑，壁薄吊装易变形。2、机：所需工机具，排车、倒链、等离子切割机、无齿锯、磨光机、扳手、竹梯、安全防护用品（安全带、安全帽、安全网），安全用电设施、焊机、量具等3、料：主材、付材、领取计划与审批，管材、管件、外观检查，阀门及其附件的现场检验。材质：304（0Cr18Ni9）4、法：班前安全会，施工工艺技术交底（安装、焊接）施工计划安排，流水作业还是突击5、环：室内作业，空间小，要制定吊装措施。清除施工周围的障碍，消除不安全因素，制定焊接中的挡风、保温措施。二、安装过程1、管线定位：设计说明、管道平面图，管道轴测图，靠墙、靠梁、靠柱还是靠板，有无预埋板，管道位置组合。2、管道支吊架就位3、管子下料，管道的组合加工（等离子切割、无齿锯切割、坡口加工），管道组成件的连接焊接（全氩保护，单面焊接，双面成型）4、预制件质量的检查（法兰连接，焊口内部、外部成型）5、吊装就位：为防止变形；应对管道进行加固，采用多吊点法就位。就位时的安装防护要专人负责。 三、管道位置的调整与经济核算1、管道位置需调整的，查明原因，并及时办理技术经济鉴证。2、核算实际消耗的人工，机械，材料与预算定额，对比是节约还是亏损，查明原因，总结经验，更好的组织以后的施工。实例二：天马热电有限公司A标段5km热外网施工图施工过程：（动力管道热力管道GB2）一、施工准备（人工，机械，材料，施工方法，施工环境）1、人员： 不同层次的技能人员（管工：高级，中级，初级，焊工：氩弧焊，普通焊工，起重工，船工，油工，保温工等）到位。 了解本工程的特点：（1）厂区外属城市供热市政管道（2属强检管道，需办理施工告知书（3）过河，埋地，穿公路，架空（4）埋地管中管（5）湿地作业（6）运输，吊装作业难度大（7）热膨胀量大，有冷拉口，对支架的安装要求高（8）埋地、穿公路，管中管隐蔽工程，防腐、保温，严密性强为重点（9）室外作业，管线长，防雨，防风，防暑措施得当，要备有柴油发电机供电（10）高、中、低压支架布置。2、机械： 对施工机具（通过优化方案进行选定）吊车（16T）抓机，船吊，倒链，管子切割机，磨光机，竹梯，对口器，冷控器和千斤顶，安全保护用品，安全用电设施，焊机，量具 ，防风，防雨设施。3、材料： 主材、付材领取计划与审批，管材，管件外观检查，阀门及附件的现场检验，材质20#钢，63012螺旋管。4、施工方法：（1）施工流程布局（管道布置用抓机，管中管用吊车，行架用船吊，沟槽开挖，井点降水。（2）施工工艺技术交底（安装，焊接，吊装），施工计划安排（工期，人工，机具）（3）签定施工任务书。5、施工环境： 室外，湿地，梅雨，高温季节，后勤工作要到位，现场勘察，了解周围实际情况，消除不安全因素，制定焊接中的防雨、防风、防暑措施。二、安装过程1、按高、中、低三种支架（设计说明，管道布置图，管道轴测图）进行管道定位，根据吊装能力进行管道位置组合。2、管道支、吊架就位。滑动支架按位移量的1/2反方向定位，固定支架的焊接要符合设计要求。3、管子下料（现场实测后），管道的组合加工，管道组成件的连接及焊接。4、预制件测量的检查（法兰连接，焊口内部，外部检查，膨胀节的临时加固，管重管的相对位置与焊接，防腐、保温情况，疏水阀组情况，管内清理程度等）。5、吊装就位 过河行架与管道一体用船吊就位，南四路，县级公路等支架管道用吊车就位，柯海公路，南五路，南六路开挖后用吊车就位，渔塘管中管及管道布线用抓机就位，管中管要进行井点降水。三、系统试压与隐蔽工程办理1、管中管的母管要求进行百分百的无损探伤（RT，uT）,套管进行着色或 uT检验，防腐、保温符合设计要求，合格后办理隐蔽工程验收手续。2、系统试压（水压） 用消防水泵上水，工业锅炉给水泵打压，高点排汽，低点放水打开与并用，膨胀节固定装置的加强，支架基础深降的观测，沿线漏点的巡检与记录，保压时间与升压速度的要求等。试压后水的排放，膨胀节固定装置的拆除等。四、方案的优化与经济核算（略） 实例三：天马热电二期#4炉与#3机主汽安装图施工过程：一、 施工准备：（人、机、料、法、环）1、人：不同层次的人员到位（高、中、初组管工，高级焊工，高、中级起重工，初级片无损检测人员，光谱分科人员，热处理工号）2、机：所需工机具：2-3个倒链，管道火焰切割机，磁力钻或钻床、氩弧焊机、光谱分析仪、探伤机、自动热水机、硬度计量具等。3、料：主材，12criMovg根据组件加工图的编号编制领料计划并审批。对到货的管材，管件进行外观检查和尺寸测量，对阀门及其附件进行现场检验制造商产品生产许可证，产品质量出厂合格证及质保证书，光谱分