高压管道安装施工工法

高压管道安装施工工法1 前 言高压管道是化工、石油、冶金工艺或设备中的重要组成部分，都承受着高温、高压或易燃、易爆介质。因此对于高压管道、阀门及附件的施工必须以科学的态度，严格按高压管道施工规范进行施工。为此我司在高压管道的安装中组织相关部门及施工人员进行技术攻关，大大缩短了安装工期，提高了工效，取得了良好的社会效益和经济效益。并编写为我司施工工艺标准。2 工法特点2.0.1 管材逐件进行尺寸复核及磁粉探伤、合金钢管材进行光谱分析，能保证材料的到货质量，严格控制不合格材料入场，以免影响施工质量。2.0.2 阀门逐个进行强度试验和严密性试验，试验不合格的阀门坚决不能使用，保证管道压力试验的顺利进行，降低生产使用过程中阀门出现质量问题的机率。2.0.3 同材质、同管径、同角度系列化预制，对加工件进行系列化的集中下料、加工，显著降低成本，提高了加工件制作速度，节省了大量时间，保证了安装工期要求。2.0.4 半自动坡口机下料坡口，将下料、坡口工作一次完成，极大减少现场工作量，降低了工日的劳动强度。 2.0.5 研磨机现场修正高压管端面密封面精度，由于工期紧张，当部分管配件密封面无法精确匹配，使用研磨机现场修正密封面精度，保证了高压管安装质量。2.0.6 氩弧焊打底手工电弧焊填充盖面技术，保证了高压管内部清洁度的要求，同时氩弧焊打底还可以提高焊接质量，保证探伤合格率，提高生产效率。2.0.7 焊前预热、焊后热处理，有效消除和防止管道焊接所产生的延迟裂纹及焊接应力。2.0.8 壁厚大于30mm管道采用RT/UT探伤相结合，壁厚大于30mm管道，由于RT探伤机无法一次穿透，在氩弧焊打底后电弧焊填充到20mm后使用RT探伤，待填充盖面完毕使用UT探伤，经实践证明完全满足探伤要求。3 适用范围3.0.1 本工法适用于合成氨化工厂的高压管道施工。4 工艺原理高压管道是国内合成氨生产工艺中的必不可少的管道，工作压力高，输送介质有N2、H2、NH3等易燃易爆的气体，由于近年国内技术发展，合成氨生产能力提高，高压管也开始往大管径规格发展。高压管道承压高，壁厚大，质量要求高，与常压管道安装存在很多不同，施工难度很大。高压管道安装关键工作在于下料准确度、焊接及密封面的处理上。施工前，根据施工图纸等施工技术文件与现场详细核对各类尺寸，列出所需加工件详细清单并进行编号，整理加工件技术要求，依据加工件及标准件的情况合理安排施工顺序，尽量减少现场焊接工作量。在安装过程中，对每道密封面都要严格采用红印泥研磨，检查密封面啮合情况，不合格密封面如缺陷不大，即在现场用研磨机研磨，以使密封面达到要求。管线下料坡口采用半自动坡口机，配合管道组对工装，能一次性组对较长管线。管线组对焊接就位后，及时安排探伤及热处理。每道工序严格控制，通过各种检测手段及检验仪器，保证了各项技术的应用，确保了安装质量。5 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程管道单线图复核及下料（列出加工件清单并外委加工）管道材料及配件检验管道预制与安装（严格复核现场尺寸，检查密封面啮合情况）管道焊接（按相关焊接工艺指导进行）焊后热处理及检验液压试验管道吹扫泄露性试验管道防腐及绝热工程交接验收5.2 操作要点5.2.1 管道单线图复核及下料1 根据施工说明、图纸会审记录、系统流程图、管道安装图 (含平面图、剖面图)、管道单线轴测图、材料 (管材、管件、阀件、密封垫、紧固件及辅助材料 )一览表、管线特殊段明细表、组合件说明、设计修改文件、管道支、吊、托架标准图集等施工技术文件,并经现场放线测量核实无误后进行实施。2 在管道施工图上应标明管线的布置,所有的制作尺寸,与轴线的联系,标高、安装接口之间的尺寸,检测仪表一次元件及安装部位,阀件及组合件 (含弯头、三通、异径管、法兰、盲板及紧固件管),管线与组合件的编号,与设备或与其它管线连接的部位应注明设备的位置编号及组合件的编号。按照轴测图进行材料分析后,列出所需加工件的详细清单并绘制加工件大样图。5.2.2 管道材料及配件检验1 管道材料和配件必须有国家质监局颁发的制造许可证及出厂合格证和质量证明书，管材逐根进行外径、管壁厚度测量和磁粉探伤，15CrMo钢管道和配件进行光谱复查及力学性能测试。2 阀门和阀心逐个进行强度试验和严密性试验。3 入库材料需严格按照物料管理要求管理。5.2.3 管道预制与安装1 管道预制原则上要使管线易于装配，尽量减少或避免安装时的焊接工程量，尽量制作同一形式和相同尺寸的加工件或组合件，加工件便于运输及安装。2 加工件制作主要包含弯管加工和高压管螺纹及密封面加工，一定要严格按照相关规范及技术要求制作。若分多家外协工厂加工，要严格统一标准。为保证质量，要派驻点检验人员至外协加工厂家进行质量控制。高压管道弯管应符合以下要求：无裂纹、分层、过烧等缺陷，壁厚减薄率不大于10，椭圆率不大于5，高压管道弯曲角度偏差值不得超过1.5mm/m,最大不超过5mm。高压管螺纹允许偏差值见表5.2.3：表5.2.3 高压管螺纹允许偏差值序号公称直径（DN）平行偏差（mm）倾斜偏差1320.30.3/100240-650.40.4/100380-1000.50.5/1004125-1500.60.5/1003 管材用氧乙炔火焰切割，管端用半自动磁力坡口机加工成V型坡口,坡口角度为 302、钝边为 13mm，管子切口及坡口的表面质量要求平整、无裂纹、重皮、并清除毛刺、熔渣及氧化物。4 加工件制作后将其按单线轴测图与管材、管件、阀门等装配成组合件, 对装配的密封面用红印泥检查密封面啮合情况，不合格密封面如缺陷不大，即在现场用研磨机研磨，以使密封面达到要求，如果缺陷无法在现场消除，应及时返厂修理或更换配件。5 预制好的组合件依据现场实际情况，及时安装就位，并按管道单线轴测图设置管道支架，管道安装时严禁强力对口，对口时应在距离接口中心200mm处测量平直度，当DN100mm时允许偏差为1mm，当DN100mm时，允许偏差为2mm，全长允差均为10mm。5.2.4 管道焊接1 管道焊接采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面,焊接前应由焊接技术员编制焊接工艺指导书，对现场的材质进行焊接工艺评定，评定合格后按工艺指导书对焊工进行现场培训考试，考试合格的焊工逐一编号登记。2 现场设置焊材二级库，对焊材进行严格烘干、发放登记管理。3 焊条选用如表5.2.4：表5.2.4 焊条选用标准序号母材名称焊条焊丝120、20GJ427H08Mn2Si215CrMoR307H13CrMoA4 高压管道施焊前,按照焊接工艺指导书的要求对焊工进行技术交底,焊工严格按照焊接工艺指导书的要求进行施焊。5 防风、防雨措施落实到位,保证焊接环境的相对湿度在90 %以下,环境温度在 5以上。6 焊口组对前，清理毛刺,用磨光机及细锉或砂纸清除坡口及其两侧各20mm以内的内外表面的氧化膜、油漆、油污、水分、尘埃 ,使其达到要求的清洁度。焊口组对前应垫置牢固,并按各种管径规格的焊接工艺要求预留焊缝间隙,错边量控制在壁厚的10%以内,且不超过 1mm。7 焊接前用氧乙炔火焰对焊口及其两侧各 100150mm范围内进行均匀、匀速的预热,预热温度用红外线测温仪进行测温。壁厚大于26mm的20或20G钢管材预热温度控制在 150200, 壁厚大于或等于10mm的15CrMo钢管材预热至 150250 ，当预热温度达到要求后 ,按管径大小采用三、四点或多点进行定位焊（采用氩弧焊），定位焊缝长度2030mm为宜，定位焊缝焊完后，各焊点用角向磨光机将接头磨成一个坡度，以便接头焊透。同时认真检查各定位焊是否有夹渣、气孔、裂纹等缺陷，如有应将缺陷清除然后重新定位焊。8 焊接过程中必须保证层间温度不低于预热温度,必须确保焊接的连续性,尽可能一次性焊完,若有不可避免的原因中断焊接时,用氧乙炔火焰加热焊缝周围,当温度达到250后用保温材料包覆焊缝及其周围管材,使其缓慢冷却。重新施焊前仔细检查焊缝表面有无裂纹或其它缺陷,若没有发现缺陷时可以按预热要求重新预热至所需的预热温度后,才能继续焊接。施焊过程中,焊缝的焊接层数和各层所采用的焊条直径参照焊接工艺卡进行施焊，第二层要求用较小的焊条直径施焊，以便坡口两边溶透。每层焊完后要认真做好层间清渣和打磨工作,仔细检查,发现问题及时处理。焊接结束,立即用氧 乙炔火焰加热焊缝及周围,然后用保温材料包覆焊缝及其周围管材,使其保温缓慢冷却。9 焊接结束后碳钢待焊缝冷却后就可以无损探伤，合金钢最好在48小时后再进行无损探伤。10 若焊缝不合格需要进行局部返修时,用角向磨光机将返修部位的焊接缺陷清除,再按照焊接返修工艺的要求进行返修。返修补焊前仍应将返修区域及其周围按施焊前的工艺要求进行预热及后热处理，最后再按无损探伤要求进行复查。11 返修处理次数碳钢不宜超3次，合金钢不宜超过2次。否则由焊接责任工程师及技术员对缺陷进行分析，妥善提出解决方案，才能重新补焊。5.2.5 焊后热处理及检验1 热处理前加热片、热电偶要贴紧管子固定好，然后在加热片上方用保温棉包好固定好。2 加热片采用LCD220-10，温度箱采用自动记录（RWK60）进行加热。3 保温棉采用耐热温度1000硅酸铝保温棉，厚度50mm。4 热处理的加热温度、加热速度、恒温时间、冷却速度要严格按热处理规范及热处理工艺指导书要求去做。5 热处理过程应注意记录仪曲线图走势要均匀，保温棉长度要超过加热片，管子两端要用保温棉堵塞，以防穿堂风影响热效应。6 热处理完待温度降到室温后，要对母材、焊缝、热影响区进行硬度测试检验，如果超过规范要求的要重新进行热处理。5.2.6 液压试验1 采用液压试验，试验压力为设计压力的1.5倍。2 试压前准备：按施工图复查管线，确认管线安装无误，管道支架按设计规范要求安装，确认进行无损检测焊缝是否合格，需要进行热处理的焊口是否已热处理合格。3 试压管道及阀门、压力表（已进行校核，在周检期内，其精度不得低于1.5级,表的满刻度值为被测最大压力的1.52倍）经严格检查后已安装在固定位置。4 检查各系统是否与设备隔离，流量孔板是否已经取出，各仪表取样点根部阀门是否安装，安全阀是否隔离，管道上的阀门为打开状态。5 液压试验应缓慢升压，待达到试验压力后，稳压10 min，再将试验压力降至设计压力，停压30 min，以压力不降、无渗漏为合格。6 当管道有渗漏时，不得对带压试验管线进行处理，须卸压后才可进行，卸压应缓慢进行，以防管道内部造成负压。7 试验结束后，应及时拆除盲板、膨胀节限位设施，排尽积液。排液时应防止形成负压，并不得随地排放。5.2.7 管道吹扫1 管道在压力试验合格后，建设单位应负责组织吹扫或清洗(简称吹洗)工作，并应在吹洗前编制吹洗方案。2 管道吹洗前，不应安装孔板、法兰连接的调节阀、重要阀门、节流阔、安全阀、仪表等，对于焊接的上述阀门和仪表，应采取流经旁路或卸掉阀头及阀座加保护套等保护措施。3 吹洗的顺序应按主管、支管、疏排管依次进行，吹洗出的脏物，不得进人已合格的管道。4 利用装置中的大型容器蓄气，进行间断性的吹扫。吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力，流速不宜小于20 m/s。5 空气吹扫过程中，当目测排气无烟尘时，应在排气口设置贴白布或涂白漆的木制靶板检验,5 min内靶板上无铁锈、尘土、水分及其他杂物，