工藝鋼管管道安裝的那些你必須知道事兒!
石油化工管道安裝是一項比較復雜的專業(yè)，其特點是安裝工程量大，質(zhì)量要求高，施工周期長。隨著近年來的技術進步和發(fā)展，新的施工方法不斷采用，同時，國家頒布了新的驗收規(guī)范，工藝管道的施工工序內(nèi)容，加工方法、工程質(zhì)量驗收標準等都有所變化。
一、施工前的準備
(一) 工藝管道施工準備一般包括技術準備、物資準備和施工隊伍準備。具體工作如下：
1．熟悉、審查圖紙及設計文件，并適時參加設計交底。
2．摸清工程內(nèi)容、工程量和工作量。
3．編制管道工程施工技術方案，并組織技術交底。
4．組織焊接工藝試驗與評定。
5．準備施工機具及工裝設施。
6．組織施工隊伍，對于新材料施工，做好施工人員的培訓工作，使其掌握技術操作要領，保證工程質(zhì)量。
7．水、電、氣(汽)、鋪設道路應滿足施工需要。
(二) 通過以上具體工作，保證管道工程達到下列條件：
1．管道工程設計資料及文件齊全，施工圖紙經(jīng)會審。
2．施工方案或技術措施已經(jīng)批準。
3．現(xiàn)場預制廠已具備預制條件，臨時設施滿足施工需要。
4．管材、管件、閥門等的儲備量已達60%以上，其它材料也有適當儲備，并能陸續(xù)進入現(xiàn)場，保證連續(xù)施工。
5．施工機具可按計劃進點，并能保證正常運轉。
6．施工人員已經(jīng)過培訓或技術交底，并可隨時按計劃調(diào)集。
7．土建工程及設備安裝進度已能滿足管道施工要求。
二、管道施工工序和方法
各類專業(yè)的管道，由于各地區(qū)、部門施工單位的機械裝備和管理水平的不同，具體的施工方法也不完全相同，下面簡要地介紹工藝管道一般的施工工序和方法。
我們通常把施工中不可缺少，而且獨立存在的操作過程，理解為施工工序。概算指標是在行業(yè)預算定額基礎上，對預算定額子目進行的綜合，包括的工序主要有管材安裝、管件安裝、法蘭安裝、水壓試驗、X射線無損探傷、γ射線無損探傷、焊縫熱處理、泄漏性試驗和管道吹洗等。
(一) 管道安裝工序的組合
管材、管件、法蘭安裝組合了管材、管件的清理檢查、管材調(diào)直、管材切割、坡口加工、焊接等工序。
1管材、管件的清理檢查：
管材在安裝前應進行清理和檢查，清除污垢和雜質(zhì)，并應按國家現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定進行外觀檢驗，不合格者不得使用，管材的檢驗主要有以下幾點：
(1) 按設計要求核對管子的規(guī)格、數(shù)量和標記。
(2) 管子的質(zhì)量證明書，對質(zhì)量書有異議的，在異議未解決前，該批管子不得使用。
(3) 管子是否有裂紋、縮孔、夾渣、折疊、重皮等缺陷。
(4) 螺紋、密封面、坡口的加工精度及粗糙度應達到設計要求或制造標準。
(5) SHA級管道中，設計壓力等于或大于10MPa的管子外表面應按規(guī)定逐根進行無損探傷，不得有線性缺陷。
2管材調(diào)直
管材出廠后，一般都要經(jīng)過多次的長途和短途運輸，最后到達使用地點。在運輸裝卸過程中，對管材的碰撞和摔壓，是很難避免的，因此造成管材變形。為了使管道施工達到驗收標準，基本上做到橫平豎直，就必須對管材進行調(diào)直。常用的調(diào)直方法有人工調(diào)直和半機械化調(diào)直。直徑較小的管材，一般用人工調(diào)直；直徑大于50mm的管材，采用絲杠調(diào)直器冷調(diào)，特殊情況有時需要加熱后調(diào)直；當管材直徑大于200mm時，一般不易彎曲變形，因此很少需要調(diào)直。
3管材切割
管材切割，也稱為切管或切口，管材切管的目的，是在較長的管材上，切取一段有尺寸要求的管段。根據(jù)規(guī)范的要求，不同材質(zhì)的管道，應采用不同的切割方法。
碳素鋼管、合金鋼管宜采用機械方法切割。當采用氧乙炔火焰切割時，必須保證尺寸正確和表面平整。
不銹鋼管、有色金屬管應采用機械方法或等離子方法切割。不銹鋼管及鈦管用砂輪切割或修磨時，應使用專用砂輪片。
鍍鋅鋼管宜用鋼鋸或機械方法切割。
管材的切割是比較重要的一道工序，管材切口的質(zhì)量，對下一道工序坡口加工和管口組對都有直接影響。
4坡口加工
坡口加工，是為了保證管口焊接質(zhì)量而采用的有效措施。坡口的型式有多種，選擇那種坡口型式，要考慮以下幾個方面：
(1) 能保證焊接質(zhì)量；
(2) 焊接時操作方便；
(3) 能夠節(jié)省焊條；
(4) 防止焊接后管口變形。
管道焊接常采用的坡口型式有以下幾種：
(1) I型坡口；
(2) V型坡口；
(3) U型坡口。
I型坡口，適用于管壁厚度在3.5mm以下的管口焊接。根據(jù)壁厚情況，調(diào)整對口的間隙，以保證焊縫焊透。這種焊縫，管壁不需要倒角，實質(zhì)上是不需要加工坡口，只要管材切口的垂直度能夠保證對口的間隙要求，就可以直接對口焊接。
V型坡口，適用于中低壓鋼管焊接，坡口的角度為60°～70°、坡口根部有鈍邊，其高度為1～2mm。
U型坡口，適用于高壓鋼管焊接，管壁厚度在20-60mm之間。坡口根部有鈍邊，其厚度為2mm左右。
管子的坡口加工形式和尺寸應符合設計文件規(guī)定。管道坡口加工宜采用機械方法，也可采用等離子弧、氧乙炔焰等熱加工方法。采用熱加工方法加工坡口后，應除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，并應將凹凸不平處打磨平整。
SHA級管道的管子，應采用機械方法加工；SHB級管道的管子，宜用機械方法加工。當采用氧乙炔焰或等離子切割時，切割后必須除去影響焊接質(zhì)量的表面層。
5焊接
焊接是管道連接的主要形式，焊接方法有很多種，常用的有氣焊、電弧焊、氬弧焊、氬電聯(lián)焊和二氧化碳氣體保護焊。
管道在焊接以前，要檢查管材切口和坡口是否符合質(zhì)量要求，然后進行管口組對，組對時應做到內(nèi)壁齊平，內(nèi)壁錯邊量應符合規(guī)定。規(guī)定要求，一般管道不宜超過壁厚的10％，且不大于2mm；SHA級管道不宜超過壁厚的10%，且不大于0.5mm；SHB級管道不宜超過壁厚的10％，且不大于1mm。組對好的管口，先進行點焊，根據(jù)管直徑大小，點焊3至4處，點固后的管口再進行焊接。
(二) 焊縫的檢驗
管道每個焊口焊完以后，都應打掉焊縫上的渣皮和兩邊的飛濺物，并將焊縫表面清理干凈，進行外觀檢驗，查看焊縫是否有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷，管道焊縫的外觀檢驗質(zhì)量應符合現(xiàn)行國家標準《現(xiàn)場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》(GB50236)的有關規(guī)定。
焊縫表面無損檢驗應按設計文件的規(guī)定，進行磁粉或液體滲透檢驗。當發(fā)現(xiàn)焊縫表面有缺陷時，應及時消除，消除后應重新進行檢驗，直至合格。規(guī)定管道焊縫必須進行射線照相檢驗或超聲波檢驗，要對參加焊接的每個焊工所焊的焊縫，按規(guī)定比例抽查檢驗，下列管道焊縫應進行100％射線照相檢驗，其質(zhì)量不得低于II級：
(1) 輸送劇毒流體的管道；
(2) 輸送設計壓力大于等于10MPa或設計壓力大于等于4MPa且設計溫度大于等于400℃的可燃流體、有毒流體的管道；
(3) 輸送設計壓力大于等于10MPa且設計溫度大于等于400℃的非可燃流體、無毒流體的管道；
(4) 設計溫度小于-29℃的低溫管道；
(5) 設計文件要求進行100%射線照相檢驗的其它管道。
在每條管道上，抽查探傷的焊接接頭，不能少于一個焊口。如發(fā)現(xiàn)某焊工所焊的焊口不合格時，應對其所焊的焊縫按規(guī)定比例加倍抽查探傷，如果仍不合格時，對其在該管線所焊的焊縫全部進行無損探傷。所有經(jīng)過無損探傷檢驗不合格的焊縫，必須進行返修，返修后的焊縫仍按原規(guī)定方法進行檢驗。
管道各級焊接接頭射線檢測百分比，當設計未規(guī)定時，可按表1的規(guī)定執(zhí)行。
由于現(xiàn)行規(guī)范對焊縫的質(zhì)量要求較高，為了保證焊縫的質(zhì)量，焊工要配備手提電動砂輪機，在焊接過程中對焊縫層間出現(xiàn)的夾渣、氣孔等缺陷，隨時用砂輪磨掉、再繼續(xù)焊接。
表1 管道接頭射線檢測百分比
注：① 液化烴的焊接接頭，射線檢測數(shù)量不應少于20%。
?、?苯、高度危害介質(zhì)焊接接頭，射線檢測數(shù)量不應少于40%。
?、? 在被檢測焊接接頭中，固定焊的焊接接頭不得少于檢測數(shù)量的40%，且不少于1個。
(三) 管道壓力試驗
在一個工程項目中，某個系統(tǒng)的工藝管道安裝完畢以后，就可以按設計規(guī)定，對管道進行系統(tǒng)強度試驗和氣密性試驗，其目的是為了檢查管道承受壓力情況和各個連接部位的嚴密性。一般輸送液體的管道都采用水壓試驗，輸送氣體的管道多采用氣體進行試驗。
管道壓力試驗之前應具備以下條件：
(1) 試壓范圍內(nèi)的管道安裝工程除涂漆、隔熱外，已按設計圖紙全部完成，安裝質(zhì)量符合有關規(guī)定。
(2) 管道上的膨脹節(jié)已設置了臨時約束裝置。
(3) 試驗用壓力表已經(jīng)效驗，并在周檢期內(nèi)，其精度不得低于1.5級，表的滿刻度值應為測最大壓力的1.5～2倍，壓力表不得少于兩塊。
(4) 符合壓力試驗要求的液態(tài)介質(zhì)或氣體已經(jīng)備齊。
(5) 按試驗的要求，管道已經(jīng)加固。
(6) 對于輸送劇毒流體的管道及設計壓力大于等于10MPa的管道，在壓力試驗前，規(guī)范規(guī)定要求的資料已經(jīng)復查。
(7) 待試管道與無關系統(tǒng)已用盲板或采取其他措施隔開。
(8) 待試管道上的安全閥、爆破板及儀表元件等已經(jīng)拆下或加以隔離。
(9) 試驗方案已經(jīng)批準，并已進行了技術交底。
1液體壓力試驗
液壓試驗，在一般情況下都是用清潔的水作試驗，如設計有特殊要求時，按設計規(guī)定進行。
水壓試驗的程序，首先作好試驗前的準備工作。安裝好試驗用臨時注水及排水管線；在試驗管道系統(tǒng)的最高點和管道末端，安裝排氣閥；在管道的最低處安裝排水閥；壓力表應安裝在最高點，試驗壓力以此表為準。
管道上已安裝完的閥門及儀表，如不允許與管道同時進行水壓試驗時，應先將閥門和儀表拆下來，閥門所占的管線長度用臨時短管線連接起來串通；管道與設備相連接的法蘭中間要加上盲板，使整個試驗的管道系統(tǒng)成封閉狀態(tài)。
上述這些準備工作完成以后，開始向管道內(nèi)注水，注水時要打開排氣閥，當發(fā)現(xiàn)管道末端的排氣閥流水時，立即把排氣閥關好，等全系統(tǒng)管道最高點的排氣閥也見到流水時，說明全系統(tǒng)管道已經(jīng)全部注滿水，把最高點的排氣閥也關好。這時對全系統(tǒng)管道進行檢查，如沒有漏水現(xiàn)象，就可升壓。升壓時應緩慢進行，達到規(guī)定的試驗壓力以后，停壓10分鐘，經(jīng)檢查無泄漏，目測管道無變形為合格。
各種管道試驗時的壓力標準，一般設計都有明確規(guī)定，如果沒有規(guī)定可按管道施工及驗收規(guī)范的規(guī)定進行。
試驗的管道，按規(guī)定檢查合格以后，要把管內(nèi)的水放掉，排水前應先打開管道最高點排氣閥，再打開排水閥，把水放入排水管道。最后拆除試驗用臨時管道和連通管及盲板，拆下的閥門和儀表復位，連接好所有法蘭，填寫管道系統(tǒng)試驗記錄。
管道壓力試驗，如環(huán)境氣溫低于0℃時，放水后管道應即時用壓縮空氣吹干，避免管內(nèi)積水凍壞管道。
2氣體壓力試驗
根據(jù)SH3501規(guī)定，下列管道方可進行氣壓試驗：
(1) 公稱直徑小于或等于300mm、試驗壓力小于或等于1.6MPa的管道系統(tǒng)；
(2) 公稱直徑大于300mm、試驗壓力等于或小于0.6MPa的管道系統(tǒng)。
氣壓試驗所用的氣體，大多數(shù)為壓縮空氣或惰性氣體。試驗前必須用空氣進行預試驗，試驗壓力宜為0.2MPa。試驗時，其壓力應逐級緩升，當壓力升到規(guī)定試驗壓力一半時，如未發(fā)現(xiàn)異狀或泄漏，繼續(xù)按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3分鐘，直到試驗壓力，穩(wěn)壓10分鐘，再將壓力降至設計壓力，停壓時間應根據(jù)查漏工作需要而定。以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格。
(四) 泄漏性試驗
輸送劇毒流體、有毒流體、可燃流體的管道必須進行泄漏性試驗。泄漏性試驗應按下列規(guī)定進行：
(1) 泄漏性試驗應在水壓試驗合格后進行，試驗介質(zhì)宜采用空氣。
(2) 泄漏性試驗壓力應為設計壓力。
(3) 泄漏性試驗可結合試車工作，一并進行。
(4) 泄漏性試驗應重點檢驗閥門填料涵、法蘭或螺紋聯(lián)接處、放空閥、排氣閥、排水閥等。以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格。
(5) 經(jīng)氣壓試驗合格，且在試驗后未經(jīng)拆卸過的管道可不進行泄漏性試驗。
(五) 管道的吹掃和清洗
管道系統(tǒng)壓力試驗合格后，應進行吹洗。吹洗的方法應根據(jù)對管道的使用要求、工作介質(zhì)及管道內(nèi)表面的臟污程度確定。公稱直徑大于或等于600mm的液體或氣體管道，宜采用人工清理；公稱直徑小于600mm的液體管道，宜采用水清洗；公稱直徑小于600mm的氣體管道，宜采用空氣吹掃；蒸汽管道應以蒸汽吹掃；非熱力管道不得用蒸汽吹掃。
管道系統(tǒng)吹洗前，應符合下列要求：
(1) 不應安裝孔板、法蘭聯(lián)接的調(diào)節(jié)閥、重要閥門、節(jié)流閥、安全閥、儀表等，對于焊接的上述閥門和儀表，應采取經(jīng)旁路或卸掉閥頭及閥座加保護套等保護措施。
(2) 應檢驗管道支、吊架的牢固程度，必要時應予以加固。
(3) 不允許吹洗的設備及管道應與吹洗系統(tǒng)隔離。
管道吹洗的順序應按主管、支管、疏排管依次進行，吹洗出的贓物，不得進入已合格的管道。清洗排放的臟液不得污染環(huán)境，嚴禁隨地排放。
1水沖洗
工藝管道中凡是輸送液體介質(zhì)的管道，一般設計要求都要進行水沖洗。沖洗所用的水，常選用飲用水、工業(yè)用水或蒸汽冷凝水。沖洗時宜采用大流量，水在管內(nèi)的流速不應小于1．5m/s，排放管的截面積不應小于被沖洗管截面積的百分之六十，并要保證排放管道的暢通和安全。水沖洗要連續(xù)進行，沖洗質(zhì)量應符合設計規(guī)定，如設計無明確規(guī)定時，則以出口的水色和透明度與入口的水目測一致為合格。
2空氣吹掃
工藝管道中凡是輸送氣體介質(zhì)的管道，一般都采用空氣吹掃，忌油管道吹掃時要用不含油的氣體。
空氣吹掃應利用生產(chǎn)裝置的大型壓縮機，吹掃壓力不得超過容器和管道的設計壓力，流速不宜小于20m/s。
空氣吹掃的檢查方法，是在吹掃管道 的排氣口，設置用白布或涂有白漆的靶板來檢查，如果在五分鐘內(nèi)靶板上無鐵銹、塵土、水分及其他雜質(zhì)，應為合格。
3蒸汽吹掃
蒸汽吹掃這種方法，適用于輸送動力蒸汽的管道，因為蒸汽吹掃溫度較高，管道受熱后要膨脹和位移，在設計時就考慮了這些因素，在管道上裝有補償器，管道支架吊架也都考慮到受熱后位移的需要。輸送其他介質(zhì)的管道，設計時一般不考慮這些因素，所以不適用蒸汽吹掃，如果必須使用蒸汽吹掃時，一定要采取必要的措施，并應檢查管道熱位移。
蒸汽吹掃，開始時先輸入管內(nèi)少量蒸汽，緩慢升溫暖管，及時排水，經(jīng)恒溫一小時以后再進行吹掃，然后停汽使管道降到環(huán)境溫度，再暖管升溫、恒溫，進行第二次吹掃，如此反復不少于三次，吹掃時宜采用每次吹掃一根的方法。如果是室內(nèi)吹掃，蒸汽的排氣管道一定要引到室外，并且要架設牢固。排氣管的直徑應不小于被吹掃管的管徑。
蒸汽吹掃的檢查方法，中、高壓蒸汽管道和蒸汽透平入口的管道，要用平面光潔的鋁板靶，低壓蒸汽用刨平的木板靶來檢查，靶板放置在排氣管出口，按規(guī)定檢查靶板，無臟物為合格。
4管道脫脂
某些管道因輸送介質(zhì)的要求，不允許有任何油跡，要進行脫脂處理。脫脂前應根據(jù)管道規(guī)格、工作介質(zhì)、臟污程度及現(xiàn)場條件等，制定脫脂方案，對于有明顯油跡或嚴重銹蝕的管子、管件等，應先經(jīng)蒸汽吹洗、噴砂或其他方法清除油跡、鐵銹，然后再進行脫脂。脫脂劑應按設計要求選用，并具有合格證明書。管道脫脂的現(xiàn)場選擇，可以是室內(nèi)，也可以是室外，但不應被雨、雪、塵土污染。
5酸洗和鈍化
內(nèi)表面有特殊清潔要求的管道，一般在投產(chǎn)前進行酸洗，鈍化根據(jù)需要，一般先酸洗，后進行鈍化工序處理。管道內(nèi)有明顯的油斑時，酸洗前應進行必要的預除油處理，酸洗液應按規(guī)定的配方和順序進行配制，并應攪拌均勻，酸洗時應防止發(fā)生漏酸事故，操作人員應有必要的防護，酸洗后的廢水、廢液須經(jīng)處理，符合環(huán)保要求后，方可排放。對于酸洗和鈍化的管道，檢驗合格應及時將管道封閉，采取保護措施，防止重新被污染。
