一、工业管道安装技术要求
(一)工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识
1、基本识别色
根据管道所输送介质的一般性能,基本识别色分为八类。例如:水是艳绿色,水蒸气 是大红色,空气是淡灰色,气体是中黄色,酸或碱是紫色,可燃液体是棕色,其他液体是黑色,氧是淡蓝色。
2、识别符号
工业管道的识别符号由物质名称、流向和主要工艺参数等组成。
3、危险标识
凡属危险化学品应设置危险标识。标识方法是在管道基本标识色的标识上或附近涂 150mm 宽黄色,在黄色两侧各涂 25mm 宽黑色的色环或色带。工业生产中的消防专用管道应在管道上标识“消防专用”识别符号。
(二)工业金属管道安装前的检验
1、管道元件及材料的检验
(1)管道元件及材料应有取得制造许可的制造厂的产品质量证明文件。
1)产品质量证明文件应符合国家现行材料标准、管道元件标准、专业施工规范和设 计文件的规定。
2)管子、管件的产品质量证明文件包括的内容应符合要求。产品质量证明文件包括产品合格证和质量证明书。质量证明文件应盖有制造单位质量检验章。实行监督检验的管道元件,还应提供特种设备检验检测机构出具的监督检验证书。产品合格证一般包括的内容:产品名称、编号、规格型号、执行标准等;质量证明书除包括产品合格证的内容外还应包括以下内容:材料化学成分、材料以及焊接接头力学性能、热处理状态、无损检测结果、耐压试验结果、型式检验结果、产品标准或合同规定的其他检验项目、外协的半成品或成品的质量证明。
3)当对管道元件或材料的性能数据或检验结果有异议时,在异议未解决之前,该批 管道元件或材料不得使用。例如,质量证明文件的性能数据不符合相应产品标准和订货技术条件;对质量证明文件的性能数据有异议;实物标识与质量证明文件标识不符;要求复检的材料未经复检或复检不合格等。
(2)使用前核对管道元件及材料的材质、规格、型号、数量和标识,进行外观质量和几何尺寸的检查验收。外观质量应不存在裂纹、凹陷、孔洞、砂眼、重皮、焊缝外观不良、严重锈蚀和局部残损等不允许缺陷,几何尺寸检查是主要尺寸的检查,例如:直径、壁厚、结构尺寸等。管道元件及材料的标识应清晰完整,能够追溯到产品的质量证明文件,对管道元件和材料应进行抽样检验。
(3)铬钼合金钢、含镍合金钢、镍及镍合金钢、不锈钢、钛及钛合金材料的管道组成件,应采用光谱分析或其他方法对材质进行复查,并做好标识。材质为不锈钢、有色金属的管道元件和材料,在运输和储存期间不得与碳素钢、低合金钢接触。
(4)设计文件规定进行低温冲击韧性试验的管道元件和材料,其试验结果不得低于设计文件的规定。例如,进行晶间腐蚀试验的不锈钢、镍及镍合金钢的管道元件和材料,供货方应提供低温冲击韧性、晶间腐蚀性试验结果的文件,其试验结果不得低于设计文件的规定。
(5)GC1 级管道的管子、管件在使用前采用外表面磁粉或渗透无损检测抽样检验,要求检验批应是同炉批号、同型号规格、同时到货。
(6)输送毒性程度为极度危害介质或设计压力大于或等于 10MPa 管道的管子、管件,对人民生命财产安全和人身健康影响很大,所以规定其管子及管件在使用前采用外表面磁粉或渗透无损检测抽样检验,经磁粉或渗透检测发现的表面缺陷应进行修磨,修磨后的实际壁厚不得小于管子名义壁厚的 90% ,且不得小于设计壁厚。
2、阀门检验
(1)阀门外观检查。阀门应完好,开启机构应灵活,阀门应无歪斜、变形、卡涩现象,标牌应齐全。
(2)阀门应进行壳体压力试验和密封试验:
1)阀门壳体试验压力和密封试验应以洁净水为介质,不锈钢阀门试验时,水中的氯 离子含量不得超过 25ppm(25 x 10-6)。
2)阀门的壳体试验压力为阀门在 20℃ 时最大允许工作压力的1.5倍,密封试验为阀门在 20℃ 时最大允许工作压力的1.1倍,试验持续时间不得少于 5min,无特殊规定时,试验温度为 5~40℃,低于 5℃ 时,应采取升温措施。
3)安全阀的校验应按照《安全阀安全技术监察规程》TSG ZF001-2006 和设计文件的规定进行整定压力调整和密封试验,委托有资质的检验机构完成,安全阀校验应做好记录、铅封,并出具校验报告。
(三)管道安装技术要点
1、一般要求
(1)管道切割及坡口加工时,不锈钢管道应使用专用工具进行,不可与碳钢管加工工具混用;不锈钢管道吊装时,应使用尼龙吊装带,禁止用钢丝绳直接吊装不锈钢管段。
(2)管道使用的阀门、仪表等,安装前根据设计要求进行强度和密封性试验,调试合格。不合格的产品严禁安装,符合安装要求的产品应附有合格证书。
(3)管道安装前,应按照图纸进行测量放线,确认现场实际与图纸无误后再进行安 装;管道安装时,应对照管道预制分段图进行。对留有调整段的,应按照现场实际进行测量,根据实测数据切割所需的调整尺寸。
(4)管段安装前,应检查管道内部清洁度。如发现管内有脏物,应先进行吹扫或用其他方法将管内清洁干净,方可对管段进行组对、焊接。
2、管道敷设及连接
(1)管道的坡度、坡向及管道组成件的安装方向符合设计要求。
(2)埋地管道安装应在支承地基或基础检验合格后进行;埋地管道防腐层的施工应在管道安装前进行,在管道焊接连接处需预留 100~200mm 长度,待管道安装完毕且试压合格(如焊口的焊接质量需要进行探伤检测的,还必须完成此项工作)后再进行局部防腐处理。
(3)管道连接时,不得强力对口,端面的间隙、偏差、错口或不同心等缺陷不得采用加热管子、加偏垫等方法消除。
(4)管道采用法兰连接时,法兰密封面及密封垫片不得有划痕、斑点等缺陷;法兰连接应与钢制管道同心,螺栓应能自由穿入,法兰接头的歪斜不得用强紧螺栓的方法消除;法兰连接应使用同一规格螺栓,安装方向应一致,螺栓应对称紧固。管道试运行时,热态紧固或冷态紧固应符合下列规定:
1)钢制管道热态紧固、冷态紧固温度应符合规范要求,如工作温度大于 350℃时,一次热态紧固温度为 350℃,二次热态紧固温度为工作温度;如工作温度低于 -70℃ 时,一次冷态紧固温度为 -70℃,二次冷态紧固温度为工作温度。
2)热态紧固或冷态紧固应在达到工作温度 2h 后进行。
3)紧固螺栓时,钢制管道最大内压应根据设计压力确定。当设计压力小于或等于 6.0MPa 时,热态紧固最大内压应为 0.3MPa;当设计压力大于 6.0MPa 时,热态紧固最大内压应为 0.5MPa。冷态紧固应在卸压后进行。
4)紧固时,应有保护操作人员安全的技术措施。
(5)螺纹管道安装前,螺纹部分应清洗干净,并进行外观检查,不得有缺陷。密封 面及密封垫的光洁度应符合要求,不得有影响密封性能的划痕、锈蚀斑点等缺陷, 用于螺纹的保护剂或润滑剂应适用于工况条件,并对输送的流体或管道材料均不应产生不良影响。
(6)管道与大型设备或动设备连接(如空压机、制氧机、汽轮机等),应在设备安装定位并紧固地脚螺栓后进行。无论是焊接还是法兰连接,连接时都不应使动设备承受附加外力。
例如,管道与机械设备连接前,应在自由状态下检验法兰的平行度和同轴度,偏差应符合规定要求。管道与机械设备最终连接时,应在联轴节上架设百分表监视机械设备位移(主要观测垂直方向的位移)。管道试压、吹扫合格后,应对该管道与机器的接口进行复位检验。管道安装完成后,机械设备不得承受设计以外的附加应力。
(7)大型储罐的管道与泵或其他有独立基础的设备连接,应在储罐液压(充水)试验合格后安装,或在储罐液压(充水)试验及基础初阶段沉降后,再进行储罐接口处法兰的连接。
(8)伴热管及夹套管安装应符合下列规定:
1)伴热管与主管平行安装,并应能自行排液。当一根主管需多根伴热管伴热时,伴热管之间的相对位置应固定。
2)不得将伴热管直接点焊在主管上;对不允许与主管直接接触的伴热管,在伴热管与主管间应设置隔离垫;伴热管经过主管法兰、阀门时,应设置可拆卸的连接件。
3)夹套管外管剖切后安装时,纵向焊缝应设置于易检修部位。
4)夹套管支承块的材质应与主管内管的材质相同,支承块不得妨碍管内介质流动。
(9)防腐蚀衬里管道安装应采用软质或半硬质垫片,安装时,不得施焊、加热、碰撞或敲打。搬运和堆放衬里管段及管件时,应避免强烈振动或碰撞。对于有衬里的管道组成件,存放环境要适宜。
例如,采用橡胶、塑料、纤维增强塑料、涂料等衬里的管道组成件,应存放在温度为 5~40℃ 的室内,并应避免阳光和热源的辐射。
(10)对于非金属管道的连接,在编制连接作业工艺文件前应咨询生产厂家。由于不同厂家生产的管子和管件的性能可能存在差异,因此在编制连接作业工艺文件前应向生产厂家进行咨询。由于施工环境对非金属管道的连接质量有较大影响,因此应尽量避免在温度过高或过低、大风等恶劣环境下施工,并避免强烈阳光直射。
例如,电熔连接和热熔连接时,连接机具的工作环境温度应为 -10~40℃,缠绕连接时,环境温度不宜低于 5℃,密封圈承插连接时不得使用冻硬的橡胶圈。
3、管道保护套管安装
管道穿越道路、墙体、楼板或构筑物时,应加套管或砌筑涵洞进行保护。刚性套管分为一般刚性套管和防水刚性套管,其安装时的要求:
(1)管道焊缝不应设置在套管内。
(2)穿越墙体的套管长度不得小于墙体厚度。
(3)穿越楼板的套管应高出楼面 30~50mm。
(4)穿越屋面的套管应设置防水肩和防水帽。
(5)管道与套管之间应填塞对管道无害的不燃材料。
(6)一般刚性套管管壁厚度不得小于 1.6mm。
(7)套管安装完成后,需对其安装位置、标高进行复核并办理隐蔽验收。
(8)需对套管两端口做临时封堵措施,避免混凝土浇筑时进入套管内。
4、阀门安装
阀门安装应符合下列规定:
(1)阀门安装前,应按设计文件核对其型号,并应按介质流向确定其安装方向;检查阀门填料,其压盖螺栓应留有调节裕量。
(2)当阀门与金属管道以法兰或螺纹方式连接时,阀门应在关闭状态下安装;以焊接方式连接时,阀门应在开启状态下安装,对接焊缝底层宜采用氩弧焊。当非金属管道采用电熔连接或热熔连接时,接头附近的阀门应处于开启状态。
(3)安全阀应垂直安装;安全阀的出口管道应接向安全地点;在安全阀的进、出管道上设置截止阀时,应加铅封,且应锁定在全开启状态;在管道系统安装完成进行压力试验时,安全阀须采取隔离措施,避免损坏安全阀,破坏其技术参数。
5、支、吊架安装
支、吊架安装应符合下列规定:
(1)支、吊架安装位置应准确,安装应平整牢固,与管子接触应紧密。管道安装时,应及时固定和调整支、吊架。固定支架应按设计文件要求或标准图安装,应在补偿器预拉伸之前固定。
(2)无热位移的管道,其吊杆应垂直安装。有热位移的管道,吊点应设在位移的相反方向,按位移值的 1/2 偏位安装。两根有热位移的管道不得使用同一吊杆。在热负荷运行时,应及时对支、吊架进行检查与调整。
(3)导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整,不得有歪斜和卡涩现象。其安装位置应从支承面中心向位移反方向偏移,偏移量应为位移值的 1/2 或符合设计文件规定,绝热层不得妨碍其位移。
(4)弹簧支、吊架的弹簧高度,应按设计文件规定安装,弹簧应调整至冷态值,并做记录。弹簧的临时固定件,如定位销(块),应待系统安装、试压、绝热完毕后方可拆除。
(5)吊架的固定点如果设置在混凝土梁上时,在小梁上的固定点位置,其距离梁底部的距离应大于 100mm;在大梁上的固定点位置,应设置在梁垂直中心线上部。
6、静电接地安装
静电接地安装应符合下列规定:
(1)有静电接地要求的管道,各段管子间应导电。例如,每对法兰或螺纹接头间电阻值超过 0.03Ω 时,应设导线跨接。管道系统的接地电阻值、接地位置及连接方式按设计文件的规定进行,静电接地引线宜采用焊接形式。
(2)有静电接地要求的不锈钢和有色金属管道,导线跨接或接地引线不得与管道直接连接,应采用同材质连接板过渡。
(3)静电接地安装完毕后,必须进行测试,电阻值超过规定时,应进行检查与调整。
(四)热力管道安装要求
1、架空敷设或地沟敷设
热力管道通常采用架空敷设或地沟敷设。为了便于排水和放气,管道安装时均应设置坡度,室内管道的坡度为 0.002,室外管道的坡度为 0.003。蒸汽管道的坡度应与介质流向相同,以避免噪声。每段管道最低点要设排水装置,最高点应设放气装置,与其他管道共架敷设的热力管道,如果常年或季节性连续供气的可不设坡度,但应加设疏水装置。疏水器应安装在以下位置:管道的最低点可能集结冷凝水的地方,流量孔板的前侧及其他容易积水处。
2、补偿装置安装要求
(1)各种类型的补偿装置安装应符合设计文件、产品技术文件和有关标准的要求,如波纹管膨胀节在安装时应按照设计文件进行预拉伸或预压缩;填料式补偿器应按照设计文件规定的安装长度及温度变化,经有关计算确定剩余收缩量;等等。
(2)补偿器竖直安装要求。如管道输送的介质是热水,应在补偿器的最高点安装放气阀,在最低点安装放水阀。如果输送的介质是蒸汽,应在补偿器的最低点安装疏水器或放水阀。
(3)两个补偿器之间(一般为 20~40m)以及每一个补偿器两侧(指远的一端)应设置固定支架。固定支架受力很大,安装时必须牢固。两个固定支架的中间应设导向支架,导向支架应保证使管子沿着规定的方向作自由伸缩。补偿器两侧的第一个支架应为活动支架,设置在距补偿器弯头弯曲起点 0.5~1m 处,此处不得设置导向支架或固定支架。
3、支架、托架安装
(1)管道的底部应用点焊的形式装上高滑动托架,托架高度稍大于保温层的厚度,安装托架两侧的导向支架时,要使滑槽与托架之间有 3~5mm 的间隙。
(2)安装导向支架和活动支架的托架时,应考虑支架中心与托架中心一致,不能使活动支架热胀后偏移,靠近补偿器两侧的几个支架安装时应装偏心,其偏心的长度是该点距固定点的管道热伸量的一半。偏心的方向都应以补偿器的中心为基准。
(3)弹簧支架一般装在有垂直膨胀伸缩而无横向膨胀伸缩之处,安装时必须保证弹簧能自由伸缩。弹簧吊架一般安装在垂直膨胀的横向、纵向均有伸缩处。吊架安装时,应偏向膨胀方向相反的一边。
二、管道工厂化预制技术
(一)管道工厂化预制的优点及应用
1、管道工厂化预制的优点
管道工厂化预制是一种从原料到成品或半成品的加工技术,是以工厂化运作为主要特点,根据确定的预制内容,由固定的人员、技术图纸要求、技术规程、操作规程、检验方法、制度来完成的预制工作。为缩短施工工期、提高工程安全、提高安装质量、降低工程成本提供了强有力的技术支持,将是安装工程未来发展的方向。
2、管道工厂化预制技术应用
适用于民用、工业建设项目,特别适合中、大型建筑机电管道安装工程。随着管道工厂化预制技术的日渐成熟运用,越来越多的工程建设将应用此项技术,前景十分广阔。
3、管道工厂化预制技术的适用范围
管道工厂化预制技术,其通常应用于管径 DN1OO~DN600 的碳钢、不锈钢以及合金钢等材质的管道预制,在完成预制后,要确保其长度不超过 15m,并保证吊装的回转半径不超过 7m。如果是超过 DN600 的管道,若进行预制,会使运输成本变高,还会在一定程度上提升吊装的成本。
(二)管道工厂化预制的特点及流程
1、管道工厂化预制的特点
工厂预制的特点:有固定的生产场所、设备、人员、规章制度等,在其工厂内进行预制工作,应具有设备齐全、人员精干、高效运转的特点。从原材料到成品或半成品是工厂化预制技术的终极目标,所有预制均在工厂内完成,实现配送制,满足现场装配安装的条件。
2、管道工厂化预制的流程
管道工厂化预制,将一个或数个管道预制组合件(管段)在项目所在地或异地建起的工厂或预制场内经过管段下料、坡口加工、焊接、热处理、检验、标记、清理、油漆和防护等工序,制造出管道产品,将预制好的管段送往现场各个单元或装置区进行现场组装、焊接,形成一个整体。
(三)管道工厂化预制的主要技术内容
1、确定预制内容,深化设计图纸
(1)确定预制内容
管道安装涉及的预制,主要是根据管道用途、技术要求的不同以及连接方式和安装工艺,确定预制的对象和可预制的程度,结合工程现状进行实测,通过图纸深化设计手段,进行加工图设计,分别绘制各预制件系统单线图、管段分类编号、装配图,满足不同阶段(预制、仓储、运输配送、现场装配)的需求,供预制工厂(场)依图加工。
(2)深化设计图纸
绘制准确的管道预制加工图是管道预制的一个关键工作。预制加工图是管道预制的依据,应包括管道轴测图和设计说明等。工业管道工程项目可采用 BIM 技术,用三维模型进行相关各专业的管线综合设计,导出的管段单线图为管道工厂化预制提供加工依据。对加工图设计的要求有:
1)简要性:应严格按照施工深化图、单线图以及现场实测尺寸出具加工图。
2)准确性:图纸要清晰、技术要求标准明确,分段合理(由主到次、由大到小、由系统到局部依次拆分)。
3)清晰性:加工管段的管段编号 配件编号、口径标注、尺寸标注要逐一对应,不得混乱不清。材料明细表应与加工图一一对应。
4)可追溯性:加工图审定后,应存档,以便今后复核审查,对有修改的部分,应重新出具加工图,并再次存档备查;对已经完成的半成品或者成品进行收发登记、入库标准化管理,力争做到科学计划、规范使用。
2、制定预制工艺
(1)制定流水预制操作工艺。根据管道不同的连接方式,确定预制工艺。从管道下料 (机械切断、火焰切割等)、管道加工(套丝、滚槽、坡口等)、连接(螺纹、焊接、粘结 等)、检验(尺寸复 试压等)、涂装、标识编号、仓储等工序工况考虑。
(2)选用预制工艺设备。根据确定的预制工艺,按照实用、高效的原则,选用预制需用的工艺设备。
3、规划预制场地
(1)预制场地的确定。根据工程规模、预制工艺流程、选定的设备情况,进行预制场地的选址、需用面积的确定,并合理布置设备。
(2)预制模块的布置。根据连接方式的不同,选择相应规模的预制场地进行预制模块的布置,如:原料存储复检模块、下料切割模块、螺纹加工连接模块、焊接组对连接模块、质量检测模块、试压试验模块、标识认知模块、成品仓储模块等。
(3)预制设备的定位布置。根据各功能模块的需求,进行预制设备的定位布置,确定操作工位,形成流水生产线。
4、实施预制及质量检查
(1)依据设计文件的规定,购置相应的管道预制材料,其质量不得低于国家现行标准和设计文件的规定。
(2)原材料经过下料、煨弯、坡口加工、组对、焊接、热处理、化学清洗和缺陷处置等操作,制造出符合设计文件的管道组成件或管段。
(3)依据规定对管道组成件或管段进行各项检验和试验。
5、防护和包装
对预制成品内外表面采用适当的方法清理后,进行必要的标记,然后施以油漆与防护,并对预制成品管段进行适当的包装,防止储存和运输中互相碰撞和变形。
三、长输管道施工程序
长输管道是指产地、储存库、用户间的长距离输送油、气介质的管道。
(一)长输管道施工前的准备工作
1、技术准备。进行图纸会审、设计交底及技术交底工作。进行施工组织设计、施工方案及质量、健康、安全、环境保护措施的编审工作。
2、人力资源准备。组建施工项目部,配置满足需要的施工管理人员和施工作业人员。组织主要工种的人员培训、考试取证。
3、机具设备准备。完成施工机具设备配置。完成施工机具设备的检修维护。完成具体工程的专用施工机具制作。
4、物资准备。施工主要材料的储存应能满足连续作业要求。做好物资采购、验证、运输、保管工作。
5、现场准备。办理施工相关于续。施工用地应满足作业要求。完成现场水、路、电、通信、场地平整及施工临时设施的准备工作。
(二)长输管道施工程序
长输管道一般采用埋地弹性敷设方式。弹性敷设是指管道在外力或自重作用下产生弹性弯曲变形,利用这种变形进行管道敷设的一种方式。按照一般地段施工的方法,其主要施工程序是线路交桩→测量放线→施工作业带清理及施工便道修筑→管道运输→管沟开 挖→布管→清理管口→组装焊接→焊接质量检查与返修→补口检漏补伤→吊管下沟→管沟回填→三桩埋设→阴极保护→通球试压测径→管线吹扫、干燥→连头(碰死口)→地貌恢复→水工保护→竣工验收。