宁波禾元聚丙烯装置自控仪表安装施工方案.docx
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宁波禾元聚丙烯装置自控仪表安装施工方案
一、工程概况
1、工程概况
宁波禾元35万吨/年聚丙烯装置安装工程位于浙江省宁波化学工业园内。
本工程为年产35万吨聚丙烯的独立生产装置,主要采用国内技术,除少量采用进口设备外,主要设备均为国产。
本工程由中国石化工程建设公司设计,我浙江省工业设备安装集团有限公司负责自控仪表安装,北京华旭工程项目管理有限公司监理。
工程名称:
宁波禾元35万吨/年聚丙烯装置安装工程
单位工程:
一、PP聚合区
二、PP挤压造粒厂房
三、PP掺混料仓
四、PP烷基铝配制
五、聚丙烯装置界区
六、PP成品包装及仓库
七、机柜间
八、变配电室
九、制氢站
2、工程特点分析
设备布置集中,密度大、层次多,工艺复杂,管道密度大,某些材质、介质特殊。
自动化生产线的有序运行必须依赖强大的DCS自控系统。
因而工程技术含量高,施工技术难度大,施工质量要求高,施工资源投入大。
施工安全要求高
本工程的设计特点、质量、工期要求和工程的重要性等方面都要求施工时现场管理必须规范化,确保安全生产、文明施工标准化,以较好的场容场貌,优良的施工环境保障,才能创造出精品工程。
工期十分紧张,对整个项目来说是一种挑战,任务艰巨。
我们在确保质量的基础上,只有抓紧时间,加大投入,争取按期竣工投产。
3、编制依据
3.1本工程施工图、施工合同、技术协议、会议纪要等文件;
3.2相关国家和行业规范标准;
3.3施工组织设计;
3.4企业技术标准、HSE、质量和特种设备保证体系文件、队伍情况和装备条件、管理水平,类似建设项目的资料和经验等;
4、主要工作量
4.1主要仪表安装工程实物量:
铂热电阻
124
支
双金属温度计
47
支
温度变送器
1
支
压力表
181
台
智能型压力变送器
91
台
智能型差压变送器
10
台
标准孔板
46
台
限流孔板
62
台
文氏里管
2
台
阿牛巴流量计
2
台
内藏孔板差变送器
7
台
差压流量变送器
52
台
科氏力质量流量计
7
台
智能型电磁流量计
5
台
转子流量计
32
台
容积式流量仪表
6
台
智能型热质量流量计
6
台
液位开关
23
台
音叉液位开关
78
台
γ射线液位计
12
台
磁浮子液位计
28
台
超声波液位计
2
台
玻璃板液位计
18
台
差压液位变送器
20
台
浮筒液位变送器
6
台
工业气相色谱仪
4
台
烃分析仪
1
台
可燃气体探测器
46
台
γ射线密度计
2
台
水分析仪
1
台
火焰检测器
2
台
自力式调节阀
13
台
电气转换器
8
台
电磁开关阀
85
台
电磁调节阀
100
台
三通电磁开关阀
49
台
4.2工程内容:
⑴本工程由生产装置、公用工程及辅助设施等仪表及自控组成。
⑵聚丙烯生产是连续的工艺过程,对主要工艺环节浆料调配等调制要进行连续、实时的控制、监视、数据处理、趋势显示、报表制作打印等,都由DCS系统来实现。
同时采用新式智能型在线仪表实现这些功能。
其主要和复杂的控制系统有环管反应器R-201氢气含量控制,环管反应器R-202氢气含量控制,共聚反应器R-401进料氢气及乙烯含量控制,环管反应器浆液密度和催化剂进料比值控制等系统。
⑶聚丙烯装置采用分散型控制系统(DCS),在中控室完成各装置的基本过程控制、操作、监视、管理,同时还需要完成顺序控制、工艺联锁和部分先进控制等功能。
DCS系统由操作站、辅助操作台、打印机、PC机、控制站、I/O机柜、安全栅、端子柜、配电柜及网络设备等组成,由于DCS引进可扩展,为今后发展提供了条件。
⑷由电气专业设置冗余电源(一路为UPS,一路为市点),分两路接入配电柜供给各控制系统(如DCS、SIS、PLC等)。
仪表工业电源(IPS)提供盘内照明、维护插座和风扇等。
UPS电源要求:
220VAC±2%50HZ、单项,蓄电池容量应保证电源故障时间持续30分钟供电,切换时间≤5ms。
仪表工业电源(IPS)要求:
220VAC±10%50HZ。
直流24VDCUPS电源由仪表专业提供,电源转换模块应为双重化、三重化或N+2多重化设置。
现场电磁阀供电采用24VDC。
现场四线制仪表供电原则上采用24VDC,由设置在机柜室的24VDC配电盘提供。
⑸仪表用压缩空气接自界区管网,压力0.6MPa常温,用量为1000Nm3/h-1400Nm3/h。
露点温度:
-400C(常压),不应含有腐蚀及有毒气体,含油:
〈10mg/m3,尘埃:
〈1mg/m3。
仪表空气储罐容量按停电后连续供气30分钟的能力,由全厂空压站统一设置。
在新建装置界区处设置仪表风过滤器。
⑹本装置的控制方案、控制策略、仪表及控制设备的装备按目前国际上先进的同类型装置的水平考虑和配置。
设计的仪表及控制系统是先进、安全和可靠的,保证装置能够连续、稳定、正常的运转。
根据自动化控制系统结合聚丙烯生产工艺过程对控制的要求,本工程采用目前在石化生产中广泛使用并有着成熟经验的集散控制系统(DCS)来实现对整个聚丙烯生产过程的监视、控制。
⑺仪表及DCS系统设置2个接地系统:
工作接地和安全接地。
☆所有仪表盘、DCS机柜、操作台、供电箱、汇线槽、机壳等都要进行安全接地,以保证人身安全和设备安全。
☆工作接地包括屏蔽接地、信号回路接地、本安接地。
所有工作接地参考点都接至控制室内的工作接地汇流铜排,然后引至室外的工作接地极,接地电阻小于1欧姆。
☆所有安全接地接至控制室的安全接地汇流铜排,然后引至室外电气的安全接地极,接地电阻小于等于1欧姆。
⑻自控工程量比电气工程量规模略大,技术含量也高。
和电气不同的是,其工程量大部分集中在安装后期,只有少部分可以提前穿插施工,因此安装后期的进度压力很大。
⑼自控系统大量采用国内先进设备,技术含量较高,对建成后的正常运行关系重大,因此负责自控施工的专业施工员和主要施工人员必须了解工艺,熟悉DCS系统,掌握在线仪表的性能和安装调试技术。
本项目安排的自控专业施工员和班组骨干均有较丰富的DCS系统和智能仪表施工经验。
5、施工过程所要执行的规范、标准
5.1设计图纸
5.2SH3505-1999《石油化工施工安全技术规程》
5.3GB50131-2007《自动化仪表工程施工质量验收规范》
5.4GB50093-2002《自动化仪表工程施工及验收规范》
5.5SH3521-2007《石油化工仪表工程施工技术规程》
5.6HG/T21581-2010《自控安装图册》
5.7GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
5.8JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》
5.9JGJ59-2011《建筑施工安全检查标准》
5.10GB50252-2010《工业安装工程质量验收统一标准》
5.11GB18871-2002《电离辐射防护和辐射源安全基本标准》
5.12SEI仪表施工说明
二、施工准备
1、总体考虑
⑴中控室和DCS机柜,就地仪控盘,DCS在线仪表、执行机构。
施工重点是调试和系统联校,是体现自控技术的重点部分,安排有自控专业专长和计算机使用技能的技术人员、高级仪表工为主实施。
⑵取源点制安、导压管安装、仪表空气、气源信号系统、一般就地仪表安装,其特点是依附于设备管道。
施工进度、质量要求和设备管道有密切关系,由管道专业施工,仪表专业配合。
⑶自控电源和电信号系统,主要内容为电缆桥架、托盘、保护管、电缆敷设接线、接地等。
和电气施工有密切关系,施工方法、质量要求相近,由仪表工实施,专业电工配合。
以上三部分也可视作三个平行的施工段。
2、各施工段施工要点
⑴第一施工阶段
对所有设备的随机文件要研究透彻,归纳出正确的调试方法。
设备验收后,抓紧单体调校,及早发现问题。
安装就位后,全面进行上电测试。
掌握整个系统情况,做好系统联校的准备。
⑵第二施工阶段
重点是和设备管道在施工进度上同步,在实物布置上协调,在安装、试压、吹扫、保温的安排上一致。
⑶第三施工阶段
重点是和电气专业协同配合。
三、主要施工工艺
1、取源点制安
⑴工艺设备上的取源部件出厂时已安装,如个别需现场增补或改变位置必须有设计变更单。
⑵管道上的取源部件应在管段预制阶段,配合管工做好。
安装上线后的管道,要避免再开孔和焊接取源部件,万一有这种情况,必须打磨或机械开孔,避免杂物进入管道中。
⑶取源点定位要求
☆温度取源部件的安装位置应选在介质温度变化灵敏和具有代表性的地点。
和工艺管道垂直安装时,取源部件轴线和工艺管道轴线垂直相交,和工艺管道倾斜安装时,宜逆着介质流向,取源部件轴线应和工艺管道轴线相交。
☆压力取源部件的安装位置应选在介质流速稳定的地方,其端部不应超出工艺设备或管道的内壁,压力取源部件和温度取源部件在同一管段上时,应安装在温度取源部件的上游侧。
☆节流元件安装位置,其上、下游直管段应符合设计或说明书要求,其内表面应清洁、无凹坑。
在节流件上下游安装温度计时,其距离应符合下列要求。
▲在节流件的上游安装温度计时
①当温度计套管直径小于或等于0.03D时,不小于5D。
②当温度计套管直径在0.03D到0.13D之间时,不小于20D
▲在节流件的下游安装温度计时,温度计和节流件间的直管距离不应小于5倍管道内径。
☆物位取源部件的安装位置应选在物位变化灵敏且不使检测元件受到物料冲击的地方。
2、仪表的校验和调整
校验用的标准仪器,除具备有效的检定合格证外,其基本误差的绝对值不能超过被校仪表基本误差绝对值的1/3,校验和调整工作应由有资格的人员来完成。
⑴仪表校验前应首先进行以下外观检查
☆检查仪表的型号、规格、材质、测量范围、刻度盘、使用电源等和仪表铭牌是否符合设计要求。
☆检查外观有无变形、损伤、油漆脱落和零件丢失等缺陷,外观主要尺寸是否符合设计要求。
☆端子、接头、固定件等是否完整,附件、合格证及检定证书是否齐备。
⑵仪表校验调整后应达到下列要求
☆基本误差不应超过该仪表精度等级的允许误差;
☆指针在整个行程中应无振动、磨擦和跳动现象;
☆变差不应超过该仪表精度等级的允许误差;
☆电位器和可调节螺丝等可调部件在调校后仍应留有再调整余地;
☆数字显示表无闪烁现象;
☆仪表零位正确,偏差值不超过允许误差的1/2。
⑴温度仪表校验
安装在高压及接触剧毒、易燃易爆介质的温度计保护套管安装前进行液压强度试验,试验压力为工作压力的1.5倍,稳压10分钟无泄露为合格。
双金属温度计安装前在量程内进行示值校验,校验点不得少于两点,只要有一点不合格,双金属温度计就不合格。
热电偶、热电阻作导通和绝缘检查,包括装置中的主要检测点和有特殊要求的检测点,热电性能试验如不合格,应和业主或监理协商处理。
⑵压力、差压仪表的校验
校验测量范围小于0.1Mpa的压力表,用仪表空气作信号源,和测量范围相适应的标准压力表进行比较。
校验测量范围大于0.1Mpa的压力表,用活塞式压力计加压,和标准压力表或标准砝码相比较,使用砝码比较时,在砝码旋转的情况下读数。
校验真空压力表,用真空泵产生真空度,和测量范围相适应的液柱压力计或标准真空表比较。
校验膜盒式压力表,用大波纹管微压发生器加压,和补偿式微压计作比较。
校验压力、差压开关,在正压端给压,按增大和减少方向分别施加压力信号,动作值和回差符合精度要求,设定值符合设计要求,当压力达到设定值时,开关触点改变状态。
如不满足要求可通过调整螺钉来进行调整,并留有一定的调整余量。
校验点应在刻度范围内均匀选取,且不得少于五点,真空压力表的压力部分不得少于三点,真空部分不得少于两点,压力不分测量上限值超过0.3Mpa时,真空部分只校验一点。
⑶智能变送器的校验
带微处理器(CPU)的智能变送器,可采用智能手操器(编程器)检验,检验前先对编程器进行自检,检查编程器和仪表的通讯情况,并将仪表原有信息存入编程器的寄存器。
检查仪表组态时,应对下列参数组态进行检查:
根据设计参数,检查变送器工程单位、测量上、下限、输出方式、阻尼时间常数等组态参数是否需要更改;
选择零点回路测试,看输出是否为4mA,选择满量程回路测试,查看输出是否为20mA。
做好组态参数记录。
组态检查完毕后,分别沿增大和减小方向施加测量范围为0%、25%、50%、75%、100%的压力信号,输出4、8、12、16、20mA的电流信号,输出信号的基本误差及变差应符合制造厂的规定。
⑷流量仪表的校验
电磁流量计、涡街流量计、质量流量计、阿牛巴流量计等流量仪表必须有出厂合格证及校验合格报告,合格证及校验合格报告在有效期内可不进行精度校验,但要通电或通气检查各部件是否正常工作,电远传转换器应作模拟校验。
当合格证及校验合格报告超过有效期时,应重新进行计量标定,标定工作由业主负责。
孔板、文丘里管节流装置要进行规格尺寸检查并记录,其参数必须符合设计和规范要求。
⑸物位仪表的调校
校验浮筒液位计,首先根据被测介质的比重计算出用水校验时的测量范围,调好浮筒的零点和量程,然后依次加水至测量范围的0%、25%、50%、75%、100%,观察液位计的输出,输出信号应为4、8、12、16、20mA的电流信号,输出信号的基本误差和变差应符合制造厂的规定。
因为该分子筛脱蜡装置浮筒液位计所测介质密度均不大于1g/cm3,因此输出和输入信号按水介质密度换算符合下列规定:
☆当测量一种介质的液面时,各检测点的液面按下式换算成水的液面:
hS=hJ×rJ/rS×K
式中hJ、hS—分别为介质及水的液面(㎜);
rJ、rS—分别为介质及水的密度(g/㎝3)。
式中K取值为0%、25%、50%、75%、100%,其对应的水的液位所对应的液位计输出应为4、8、12、16、20mA。
☆当测量两种液体的界面时,零点、终点水位高度和水位变化范围按下式计算:
零点时的水位高度hS1=rQ/rS×H
终点时的水位高度hS=rZ/rS×H
水位变化范围△hS=(rZ-rQ)/rS×H
则hS=hS1+△hSK
式中rZ—重介质密度(g/㎝3);
H—最大液面刻度(㎜);
rQ—轻介质密度(g/㎝3)。
式中K取值为0%、25%、50%、75%、100%,其对应的hS所对应的液位计输出应为4、8、12、16、20mA。
⑹调节阀、电磁阀、执行机构的调校
调校前应检查零部件是否齐全,装配关系是否正确,紧固件有无松动,整体是否洁净。
对执行机构气室作密封性试验:
将额定压力的气源输入薄膜气室中,切断气源,薄膜气室中的压力在5分钟内不得下降。
基本误差和回差校验
将规定的输入信号按增大和减小两种方式平稳地输入到薄膜气室或定位器,测定各点所对应的行程值,并计算基本误差和回差。
始终点偏差校验
将输入信号的上、下限值分别加入薄膜气室或定位器,测量相应的行程值,计算终点偏差。
调节阀的耐压强度试验
在阀门全开状态下用洁净水进行试验,试验压力为公称压力的1.5倍,所有在工作中承压的阀腔应同时承压不少于3min,且不应有可见的泄露现象。
☆死区校验
在输入信号量程的25%、50%、75%三点上进行校验,其方法为缓慢改变输入信号,直到观察出一个可察觉的行程变化,此点上正反两方向的输入信号差值即为死区。
事故切断阀及设计明确全行程时间要求的调节阀必须进行全行程时间试验,用秒表测
定阀全开或全关的时间,该时间不能超过设计或厂家所规定的时间。
☆调节阀泄露量试验
试验介质应为清洁水或清洁空气;
试验压力为0.35Mpa,当阀的允许差压小于0.35Mpa时用规定的允许压差;
单座调节阀的泄露量1分钟不得大于10乘以阀的额定容量,双座调节阀的泄露量不得大于10的负3次方乘以阀的额定容量;
事故切断阀及有特殊要求的调节阀必须进行气体泄露量试验,试验介质为清洁空气,试验压力为0.35Mpa或规定的压差,用排水取气法收集1分钟内调节阀的泄露量,应符合表中规定的允许泄露量;
调节阀允许泄露量
规格
DN(㎜)
允许泄露量
ml/min
每分钟气泡数
≤25
0.15
1
40
0.30
2
50
0.45
3
65
0.60
4
80
0.90
6
100
1.70
11
150
4.00
27
200
6.75
45
250
11.10
—
300
16.00
—
350
21.60
—
400
28.40
—
调节阀试验调整完毕后,必须将试验用水放净,并用空气吹干,然后把阀门进出口封闭,置于室内或棚屋内保存。
对高压阀的密封面应加装特殊保护。
⑺分析仪表调校
分析仪表一般不进行单表校验,在安装完毕后,按照说明书的要求,利用厂家提供的标准方案和标准样气,进行性能检查和精度校验。
⑻检测器调校
可燃气体检测器应根据设计提供的设定值,利用标准样品,按照使用说明书提供的方法,在安装完毕后进行性能测试。
仪表经校验合格后,表体上要贴上带有仪表位号的校验合格证标签,并整齐存放,保持清洁,同时及时填写校验记录,并由校验人、质量检查员、技术负责人签名,注明校验日期。
经校验不合格的仪表,应会同监理、业主、施工方等有关人员检查、确认后,退库处理。
3、仪表设备安装
仪表设备的型号、规格、材质、位号和设计图纸相符,附件齐全,外观完好无损,并经单体调校和试验合格后,才能进行现场安装。
仪表应安装在不受机械振动,远离电磁场和高温设备及管线的场所,显示仪表应安装在便于观察、维修的位置,一般现场仪表安装高度以表中心距地面1.2m为适宜。
仪表安装时,避免受到敲击、振动及承受外力。
安装在工艺管道上的仪表或测量元件,在管道吹洗时应将其拆下待吹洗完成后再重新安装。
仪表外壳上的箭头指向应和管道介质流向一致。
⑴温度仪表安装
温度取源点的位置应选在介质温度变化灵敏且具有代表性的地方,不宜选在阀门、焊缝等阻力部件的附近和介质流束呈死角处。
双金属温度计的安装应使刻度盘面便于观察。
热电偶应远离磁场安装。
安装在拐角处或倾斜安装的测温元件应逆着介质流向安装。
双金属温度计安装在≤DN50的管道
或热电偶、热电阻安装在≤DN70的管道上时,要加扩大管。
温度开关安装前检查取压
部件的螺纹、密封面等应无损伤,正式安装前进行预安装,温包应能自由进出且完全浸入测量介质,毛细管要有保护措施,正式安装后用绑带固定毛细管,固定时不要敲打,其弯曲半径不应小于50㎜。
当测温元件水平安装且插入深度较长或安装在高温设备中时,要有防弯曲措施。
⑵压力仪表安装
安装在高压设备和管道上的压力仪表,如在操作岗位附近,安装高度宜距地面1.8m以上,否则应在仪表正面加保护罩。
压力仪表不宜安装在振动较大的设备和管线上。
被测介质波动大时,压力仪表应采取缓冲措施。
测量粘度大、腐蚀性强或易于汽化的介质时,压力表应安装加隔离罐或采用隔膜压力表、密封毛细管膜片压力表。
⑶流量仪表安装
流量仪表安装,若前后加直管段,直管段口径应和流量仪表口径一致。
孔板安装前要进行外观及尺寸检查,孔板入口边缘及内壁必须光滑无毛刺、无化痕及可见损伤,加工尺寸应符合设计要求。
孔板必须在工艺管道吹扫后安装。
孔板安装时锐边侧要迎着被测介质的流向,两侧的直管段长度必须符合要求和规范要求,孔板和孔板法兰的端面要和轴线垂直,偏差不得大于1度。
电磁流量计必须安装在无强磁场、不受振动、常温、干燥的场所,若就地安装应装盘或加保护箱(罩)。
最小直管段的要求为上游侧5D、下游侧2D。
电极轴必须保持基本水平,且测量管必须始终注满介质,电磁流量计在安装时正负方向或箭头方向应和工艺介质流向一致。
电磁流量计、被测介质及工艺管道三者应连成等电位,并要有良好的接地。
涡街流量计应安装在无振动的管道上,上、下游直管段的长度应符合设计要求,管道内壁要光滑。
放大器和流量计分开安装时,两者距离不宜大于20m,其信号连线应是金属屏蔽导线。
质量流量计应安装在水平管道上,矩型箱体管、U型箱体管要处于垂直平面内,当工艺介质为气体时,箱体管应处于工艺管道的上方;当工艺介质为液体时,箱体管应处于工艺管道的下方。
流量计的转换器安装在不受振动、常温、干燥的环境中,就地安装的转换器要加保护箱。
表体固定在金属支架上。
阿牛巴流量计两侧直管段长度应符合设计要求,四个孔的一侧应迎向被测介质流体方向,其一次元件通过并垂直于管道中心线。
各种流量计上下游直管段通常要求如下
转子流量计,上游不小于0~5倍管径,下游无要求;
靶式流量计,上游不小于5倍管径,下游不小于3倍管径;
涡轮流量计,上游不小于5~20倍管径,下游不小于3~10倍管径;
涡街流量计,上游不小于10~40倍管径,下游不小于5倍管径;
电磁流量计,上游不小于5~10倍管径,下游不小于0~5倍管径;
超声波流量计,上游不小于10~50倍管径,下游不小于5倍管径;
容积式流量计,无要求;
孔板,上游不小于5~80倍管径,下游不小于2~8倍管径;
喷嘴,上游不小于5~80倍管径,下游不小于4倍管径;
文丘里管、弯管、楔形管,上游不小于5~30倍管径,下游不小于4倍管径;
均速管,上游不小于3~25倍管径,下游不小于2~4倍管径。
⑷物位仪表安装
按图纸领取安装材料,避免将管材、配件、垫片和紧固件的材质用错,阀门的压力等级不能搞混错用,另外切断阀必须试压合格,才能进行安装。
玻璃板液位计应安装在便于观察和检修拆卸的位置,安装前需对其进行强度试验和密封性检查,合格后才能安装,且要求螺栓露出螺帽2-3扣。
浮筒液位计的安装高度应使正常液位或分界液位处于浮筒中心,并便于操作和维修。
浮筒要垂直安装,其垂直度允许偏差为2‰,装在浮筒内的浮筒必须能自由上下,不能有卡涩现象。
用差压变送器测量液位时,其安装高度不应高于下部取压口,但用双法兰式差压变送器、吹气法及利用沸点液体汽化传递压力的方法测量液位时可不受此限制。
核辐射式物位计安装前应编制具体的安装方案,安装中的安全防护措施必须符有关放射性同位素工作卫生防护的国家标准的规定。
在安装现场应有明显的警戒标志。
超声波物位计安装时,其传感器中轴线应垂直于被测物体的表面,且中间不应该有障碍物。
物位开关应安装在方便电气接线的地方。
安装应牢固,浮子应活动自如。
压力仪表、流量仪表、物位仪表,凡是带毛细管的仪表安装时,毛细管应敷设在角钢或管槽内,并防止机械拉伤;毛细管固定时不应敲打,弯曲半径不应小于50mm。
⑸在线分析及气体检测仪表安装
分析仪表取样点的位置应根据设计要求设在无层流、涡流、无空气渗入、无化学反应过程的位置,分析仪表和取样系统的安装位置应尽量靠近取样点,并符合使用说明书的要求。
分析仪表取样系统安装时,应核查样品的除尘、除湿、减压以及对有害和干扰成份的处理系统是否完善。
气体检测仪表的报警设备要安装在便于观察和维修的表盘或操作台上,其周围环境不能有强电磁场。
检测器探头的安装位置应根据所测气体密度确定。
检测密度大于空气的气体检测器应安装在距地面0.3~0.6m的位置;检测密度小于空气的气体检测器应安装在可能泄漏区域的上方位置或根据设计要求确定。
检测器的接线盒外壳要有可靠的接地。
烃分析仪安装于现场分析柜内,所有配管采用公制TUBE管和双卡套接头。
γ射线密度计安
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