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碳素钢管道施工工艺标准
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碳素钢管道施工工艺标准QDICC/QB111QDICC/QB111-20021、适用范围本标准适用于工作压力小于10MPa,工作温度450℃—-40℃,材质为碳素低合金钢的各种工业管道的制做安装。
(管道的预制、冲洗、试压;支吊架予制安装、防腐、焊接、无损检测等工序执行相关工艺规程。
)2、施工准备2.1材料阀门的检验和试验是管道安装工程中一项极为重要的工作。
详见:
QDICC/QB128-2002《阀门检验试验工艺标准》。
2.1.1管子、管件及卷管板材必须具有制造厂的质量合格证书,材质证明书,否则应补所缺项目的检验,其指标符合现行国家或部颁标准。
管子、管件在使用前,应进行外观检查,要求其表面:
1)无裂纹、缩孔、夹渣、折迭、重皮等缺陷:
2)不超过壁厚负偏差的锈蚀或凹陷:
3)螺纹密封面良好,精度及光洁度应达到设计要求或制造标准。
工作温度低于-20℃的钢管及钢制管件应有低温冲击韧性试验结果。
否则
应按《金属低温冲击韧性试验法》(YB19-64)的规定进行试验,其指标不应低于规定值下限。
2.1.2高压管道中的管材、管件、阀门、法兰、垫片、螺栓等应严格按规定进行验收、存放,严防材质混淆。
(高压管道是指输送介质的公称压力在10-100MPa的管道)。
详见《高压工艺管道施工工艺规程》QDICC/QB114-2002。
3、作业技术准备1)与管道有关的土建工程已施工完毕,并经验收合格,且能保证管道安装工程全面展开。
2)与管道连接的设备已经找平、找正和固定,并且已经作了二次灌浆。
3)所需图纸资料和技术文件齐备,并且已经过图纸会审、设计交底。
4)施工方案已经编制。
5)管子、阀门、管道附件等经检验合格,且已除锈、清洗、脱脂、内部防腐
等。
6)施工方案或技术措施中所提出的施工准备工作和施工机具已准备就绪。
7)施工用水、电、运输道路已经畅通,满足按进度计划施工的要求。
4、非标管件制作安装及管道安装4.1.中、低压管道、管件制做4.1.1焊接弯头制做
焊接弯头又称虾壳弯头(虾米腰)。
虾米腰(图4.1.1
(1))是由两个端节和若干个中节组成,其中端节为中节之半。
设中节的背高和腹高分别为A和B,则端节的背高和腹高即分别为A/2和B/2。
端节的背高和腹高可由下式计算:
A/2=(R+D/2)tga/2(n-1)B/2=(R-D/2)tga/2(n+1)式中A/2一端节的背高(mm)B/2—端节的腹高(mm)D一管子直径(mm)
R
15°30°15°30°
a—弯曲角度n一弯头中间的节数。
图4.1.1
(1)
虾米腰
焊接弯头的节数,一般规定不应小于表4.1.1
(2)所列的节数。
4.1.2三通制作1)正三通同径正三通展开图画法与异径正三通展开图画法一样,下面以后者为例说明:
(1)根据管道的实际直径,画出正三通的侧面图,如4.1.2.
(1)所示;
(2)在支管端部画半圆,并将半圆平分为6等分。
(3)过各分点作为直径相垂直的直线,使之交于干管上,于是可得线段1—1、2—2、3—3……;(4)算出支管周长L=πD(支管直径),并画出线段L,将其平分为12等分;过各分点作与L相垂直的直线,由左至右在各垂线分别截取1—1、2—2、3—3、4—4、3—3、2—2、1—1;(5)用圆滑曲线连接1、2、3、4、3、2、1各点可得图4.1.2.
(1)左半部分;
D
右半部分与左半部分对称,按对称方法画出右半部分,即得三通支管展开图。
将三通支管展开图制成样板,将其围于管子外皮上即可划线割料。
将制好的三通支管扣在干管上,可以画出需要切割的椭圆形洞眼。
90°、60°、30°焊接弯头常见下料尺寸公称直径DN(mm)100125150200250300350400管子外径DN(mm)108133159219273325377426R110140160220280330380430最小弯曲半径及下料尺寸(mm)A/24455.364.588.5112132152173B/2152021.53038.5455158
表4.1.1
(1)
常用弯曲半径及下料尺寸(mm)R160190220300400450530600A/257.571.580.5110144164193218B/228.53337.551717792104
焊接弯头的最少节数弯头角度90°60°45°30°节数4332
表4.1.1
(2)其中
中间节2110
端节2222
2)斜三通焊接方法与异径三通相同,这里仅介绍放样。
(1)求接合线:
画三通的正面图和侧面图。
分别将两个投影图的小管端画半圆分6等分。
在侧面图中,由半圆等分点引下垂线与主管圆周各交点,向右引水
平线,与正面图上AB线半圆等分点引平行线对应交点,连结成曲线即为所求的结合线,如图4.1.2Ⅰ、Ⅱ所示。
321
321
侧面图
456
7
1B
2
3
4
5
6
7
6
5
4
43
Ⅰ
217654
A
Ⅲ支管展开正面图
C
ⅡD
4321234
主管展开
图4.1.2
斜三通展开图
(2)支管展开图;在正面图中引小管端面AB延长线1—1,其长为小管的圆周长,分12等分,由各等分点引1—1线的垂线与接合线各点所引与1—1平行线对应交点连线,即为支管展开图,如图4.1.2Ⅲ所示。
(3)主管展开图:
再由点C引下垂线,其长为大管圆周长(也可取其周长的一半),并由中点1上下照录侧面图a弧段各点,向左引DC平行线与接合线各点引下垂直线对应交点连成曲线,得出开孔实形展开图。
等径斜三通可按同法仿照画出。
4.1.3异径管(大小头)大小头为焊接管道上变换管径用的管件,一般有正心和偏心两种,可根据施工和设计要求选用。
1)用钢板卷制成的大小头。
样板制作;
(1)画出大小头的立面图(如图4.1.3
(1))
(2)延长斜边ab及cd,相交于0点。
(3)以0a及0b为半径,画圆弧aE及bF点,即为大小头的展开图。
a
a
c
Ⅰ
adbb
a
23
Ⅱ
odc
456
12'3'4'5'6'7
5'6'7'
B
2"3"4"5"6"7"6"5"
4'
3'
2'1'2'
4"3"2"
1"2"3"4"5"6"7"
3'4'5'6'7'
A
图4.3.1.
(1)2)偏心大小头放样
图4.3.1.
(2)钢板卷制偏心大小头制作
(1)画偏心大小头立面图(图4.1.3
(2))
(2)延长7—A及1—B线相交0点。
(3)以1—7线为直径,画半圆并6等份。
(4)以7为圆心,半圆等分点作半径画同心圆弧,分别与1—7线相交得6′、5′、4′、3′、2′各点;(5)自0点连接06′、05′、04′…01的连线交AB线于6"、5"、4"、3"、2"各点:
(6)以0点为圆心,0-7、0-6′、0-5′、…0-1为半径分别作同心圆弧;(7)在0—7为半径的圆弧上任意取一点7′为中心,以半圆等分弧为半径,顺次画圆弧相交得6′、5′、4′…1各点。
(8)以0点为圆心,0—A、0—6"、…0—B为半径分别画圆弧顺次相交于0-7′、0-6′…0-1′半径线上,以曲线联结各点,即为偏心大小头展开图。
3)卷制。
根据样板在钢板上画线并切割,用冷弯或热煨的方法卷圆,再用1/4的弧形样板检查其内圆的弧度是否正确,经修整达到要求后,就可进行焊接。
4)钢管摔制大小头。
当管径较小、钢板卷制有困难时,法制作大小头。
摔管加热可用锻工烘炉或气焊枪加热,加热温度约800—950℃。
摔正心大小头时,边锤击边转动管子,由大到小,使管面圆弧均匀过渡。
锤面要放平,防止管壁产生麻面,一遍摔不成可再加热,直至摔成为止。
摔偏心大小头,管的下壁不应加热,如用烘炉加热可用水冷却管下壁再摔管。
摔制时.应左右转动,使其过渡圆滑。
常采用摔管的方
为了便于掌握小管的圆度,可采用一管摔制两个大小头,然后中间切断。
变径过渡部分的长度,视管径大小而定;为减少局部阻力,一般不应小于大管外径。
5)钢管焊制大小头。
钢管焊制大小头在施工现场经常采用,制作方便,不需要卷板设备。
正心大小头形状及下料展开图如图4.1.3(3).I所示。
图中A、B及L的尺寸可按下式确定:
A=πA=πDH/nB=πB=πdH/12L
式中L=(3-4)(DH—dH)DH——大管外径(mm)dH——小管外径(mm)n为分瓣数,对于管径50-100mm的管子,n=4-6;对于100-400mm的管子,n=6-8。
偏心大小头形式及下料展开图,如图4.1.3(3).II所示。
图中A、B、C、D、E的尺寸按下式确定。
A=πA=πdH/8C=2ΔC=2ΔL/12E=2(DH—dH)式中ΔL——大小管圆周长之差。
依据样板画出切割线并切割,用焊炬把留下部分的根部加热,再用手锤轻敲,使其端头与小口径的直径相同。
瓣间缝隙用电焊焊接即成。
B=3ΔB=3ΔL/12D=1ΔD=1ΔL/12
L
DH
DH1110987A66B555'44A4'3322A3'112'E×0.8663AE
Ⅱ偏心大小头下料图
DH
dH
dH
AAAAAA
L=πDH
Ⅰ正心大小头下料图
图4.1.3.(3)大小头下料图
DH
B
L
4.1.4用样板下料应注意的问题选择合适的样扳材质:
制作样板的材料不能过厚,:
以1-3m加为宜,不得卷曲、变形最好选软中硬的材质,如牛皮纸、油毡纸、软塑料薄板、薄铁皮等。
计算适宜的样板展开长度,圆管样板展开长度等于管道外直径加样板材料的厚度得出长度乘以π。
但是:
由于季节和样板材质影响,容易使画出的展开长度与实际管子的周长有出入。
例如:
油毡纸一类的样板,在冬季变硬,会出现贴不紧管外壁的现象,则显样板不够长,在夏季变软,则样板很容易被拉长。
这样就必须采取相应措施,适当增减样板的展开长度。
应注意的是:
无论增长还是减短,都不能在展开曲线画好后进行。
检查复核,实际围量,样板制好后必须检查形状,复核尺寸,并包在管道外壁上作围量鉴定,样板紧贴管壁,两端碰头后,既无间隙,又不重叠为好。
4.1.5管道煨制弯头的制作要求1)管件的材料应与管道材质相同;2)冷弯弯管的曲率半径不小于管径的4倍:
3)热煨弯管曲率半径不小于3.5倍的管径;(镀锌钢管不得使用热煨)4)折皱弯管的曲率半径不小于管径的2.5倍,5)冲压、焊接弯管的曲率半径不小于管径的1.5倍;6)煨弯管椭圆度不应大于8%,但焊口处必须整形,使其椭圆度不大于3%。
7)冲压弯管椭圆度不大于3%4.2管道安装4.2.1安装前的检查确认1)确认与管道连接的设备已就位找正、固定、相关的土建项目已经结束,相关的支、吊架已焊接牢固或紧固(安装需要除外)。
2)管材质量合格,材质符合其设计要求。
3)检查、清洗管端螺纹、法兰、密封面、密封垫等无缺陷。
4)检查管段内部是否清洁、是否符合设计要求和相关规范要求,以上工作确认后可进行管道安装。
4.2.2安装要求1)与机泵和机组连接的管道(不论出、入口)宜从机组一侧开始,先进行支吊架预调整后再进行法兰管段的配管,并依次向机组相反方向进行安装。
2)组对安装过程中严禁强力(强拉、强推、强扭、强顶)对口,必要时应对安装件进行调整,并应严格按有关要求进行。
3)焊接连接的管段和管道组成件、支承件的焊接应按“工艺管道焊接工艺标准”执行,组对时宜选用铰链或螺栓可调节活动卡具、不宜在管道上点焊支托架或卡具。
4)管子焊接接头组对时,应垫置牢固,定位可靠,防止焊接过程中产生变形,焊后应及时填写(管道焊接记录)。
5)螺纹法兰拧入管端时,应使管端螺纹倒角外露,两法兰间宜采用二付通螺纹长杆螺栓背帽定位方式调整其密封垫安放间距,待密封垫准确放入密封座并与管子对中后,再调整定位螺栓,并安装正式法兰螺栓。
螺栓预紧应在法兰环片90度对应施力,最好二人同时进行,之后拆除定位螺栓,补充正式安装用螺栓。
6)法兰螺栓,特别是耐高温合金螺栓,要按设计文件准确使用,要按材质、规格、对号入座,严禁错用乱用。
螺帽配置齐全,紧固后的螺栓露出螺母长度宜2-3扣丝。
7)管路附件安装,特别是管路中的仪表接头、管嘴及部件安装,应与管道组成件安装同步进行,防止进入异物。
凡施工中断的管口,敞口等均应采取临时封堵措施。
8)管道静电接地的安装应在工艺系统配管全部完成后,接地极分组集中进行,焊接式接地极的连接点位置及型式按设计要求进行施焊,不允许在裸管上施焊,接地极安装后,应由电气专业人员进行接地导线连接和接地电阻的测试,并及时填写“管道静电接地测试纪录”。
4.3管件的安装4.3.1在水平管道上安装弯头或三通时,其坡度应与管道坡度一致,弯头两端管子中心与相连的管道中心应在同一直线上;4.3.2干管开口连接时,管件连接端的中心线应通过干管圆心,其垂直度允许偏差每米不得超过2mm,开孔的位置不得有横向焊缝;4.3.3大小头安装,其坡度应与干管坡度一致,安装后管内不得积水。
4.4钢管的焊接执行相关工艺规程4.5螺纹连接。
4.5.1一般规定
(1)DN1OO以下的镀锌钢管应采用螺纹连接,不得采用焊接。
(注意在生活给水管道及消防喷淋管道应选用热镀梓钢管)
(2)当设计上明确规定时,螺纹连接用的密封填料应按表4.5.1所列规定选取。
管螺纹连接接头处填料选用表填料名称白厚漆白厚漆+麻丝黄粉(一氧化铅)+甘油黄粉(一氧化铅)+蒸馏水聚四氟乙烯生料带4.5.2方法和要求1)对管子端头套丝。
(1)手工套丝:
适用于公称直径为15一100mm低压流体用输送钢管的管螺纹加工。
方法是将管子装夹在管子压力钳上,然后用管子丝板完成套丝。
(2)机械套丝:
适用于低压流体用输送钢管的管螺纹加工。
方法是套丝机完成.(3)车床车丝:
适用于输送流体用无缝钢管和低压流体用输送钢管的螺纹加工。
加工必须由操作技术熟练的车工来完成。
(4)螺纹类型:
中、低压钢管的连接螺纹应加工成锥形管螺纹,其锥度为1:
16,斜角为1°47′24",齿形角为55°。
(5)加工长度:
螺纹加工长度见表4.5.2。
但专门设计的长螺纹接头,其工作长度和扣数应按设计要求。
(6)螺纹应光滑、完整、不得有毛刺和乱丝,断丝和缺丝的总长度不得超过丝扣全长的10%,且在纵向不得有连通的断丝。
2)在有外螺纹的管头或管件上缠好麻丝或密封带,用手将其拧入带内螺纹的管件内2-3扣。
3)用管钳拧转管子(或管件).直到拧紧为止。
对三通、弯头类的管件,拧表4.5.1适用介质水、煤气、压缩空气水、压缩空气煤气、压缩空气、乙炔、氨氧气<250℃蒸汽、煤气、压缩空气、氧气、乙炔、氨,也可用于腐蚀介质
劲可大些,对阀门类的拧劲,则应小些。
4)所用管钳的钳口尺寸应与管子规格相适应。
5)螺纹拧紧后,密封填料不得挤入管内,露出螺蚊尾以1-2扣为宜,挤出的密封填料应清除干净,并应清除管子外壁的压痕。
管螺纹的加工尺寸表管子公称直径(mm)(in)短螺纹长度(mm)15202532405070801/23/4111/411/2221/231416182122242730丝扣数(mm)898910111213长度(mm)50556065707585100长螺纹丝扣数牙28302628303337441213.51517192123.526表4.5.2连接阀门的螺纹长度(mm)
4.6法兰连接。
4.6.1法兰与管道的焊接1)平焊法兰:
(1)将法兰套入管端,使管口进入法兰密封面以内1.5倍管壁厚度,并在法兰内圆周上均匀地分出四点。
(2)首先在圆周上方点,将法兰与管子点焊住,然后用90。
,角尺沿上下方向校正法兰位置,使其密封面垂直于管子中心线;见图4.6.1
a
a
凸肩圈凸肩圈
图4.6.1
(1)检查法兰兰垂直度
a)用法兰尺检查平直度;b)用角尺检查垂直度
图4.6.1
(2)对焊活套法兰
(3)再在其下方点焊第二点,用90。
角尺沿左右方向校正法兰位置,合格后再
点焊左右第三、四点。
(4)对于成对法兰点焊,应使其螺栓孔眼间对位准确,具体方法使用吊线法。
(5)经过两次检查表明点焊合格后,方可进行法兰和管子间的角焊连接,焊缝应符合要求,完后应将管内外焊缝清扫干净,并不得在法兰密封面上留下任何杂物。
2)对焊法兰。
对焊法兰与管子的连接采用对焊。
法兰密封面与管子中心线的垂直度的检查,找正方法及螺孔对位与平焊法兰基本相同。
焊接工艺及操作与该管道相一致。
3)活套法兰。
对焊活套法兰,适用于高温、高压及有腐蚀性介质的管道连接上。
有时为了法兰连接时螺栓孔易于对中,一般管道上连接也有采用。
这种法兰由凸凹肩圈及法兰组成。
连接时,将法兰套入肩圈内,肩圈与管子以同一中心线焊接。
当螺栓拧紧时,肩圈凸凹受力而将垫圈挤严密封。
组合安装时,先把法兰套在管子上,再将焊环套在管端,然后进行点焊、调整位置和焊接。
若是翻边活套法兰,套上松套法兰后再进行翻边。
3
46615
2
图4.7.1划垫器
1-立杆;2-顶针;3-横杆;4-刀杆;5-刀头;6-螺钉
4.7软垫片制作1)自制软垫片应用剪刀剪成带柄的垫片,需用量较大时,宜用划垫器制作。
2)大直径的软垫片要拼接时,应剪得能够实现斜口搭接,不得采取平口对接。
3)软垫片应装在两法兰密封面中间,且与它们同心,不得偏移。
4)垫片安装前,应按设计要求,分别在其两面涂以石墨粉、石墨机油或二硫化钼油脂(有设计要求的按设计规定进行)。
4.8法兰紧固4.8.1一般规定。
(1)每对法兰紧固应采用同一规格的螺栓,且安装方向一致。
(2)需加垫圈时,每个螺栓只用一个。
(3)如遇下列情况,且当设计无明确规定时,螺栓和螺母应涂以二硫化钼油脂、石墨机油或石墨粉:
a、合金钢螺栓和螺母;b、管道温度设计高于100℃或抵于O℃;c、露天装置的法兰连接;d、腐蚀性介质或有大气腐蚀的场所。
4.8.2紧固螺栓的方法。
(1)选用合适扳手,按对称十字形顺序,分两次或三次拧紧螺栓,用力应均匀不得过猛,以露出螺母2-3扣螺纹为宜(事前应选定长度合适的螺栓)。
(2)紧固螺栓时,操作者应站立稳固,不得晃动用力:
高空作业除应拴安全带外,扳手也应绑在安全绳上,以免失手掉下伤人。
(3)热紧或冷紧。
当设计无明确规定则高温或低温管道的法兰螺栓应在试运行时按表中所列要求进行热紧或冷紧。
法兰螺栓热、冷紧温度(℃)管道工作温度250--350>350-20---70<-70一次热、冷紧温度工作温度350工作温度-70二次热、冷紧温度--工作温度--工作温度
4.9管道支吊架制作安装管道支吊架是管道安装中的重要构件之一,根据作用特点分为活功式和固定式两种。
从结构形式可分为托架、吊架和管卡三种。
4.9.1吊卡制作吊卡用于吊挂管道之用,一般用扁钢或圆钢制成。
形状有整圆式、合扇式等。
用扁钢制作吊卡时,各种卡子内圆必须与管于外圆相符。
对口部位要留有吊杆的
空位;螺栓孔必须对中且光滑圆整,螺栓孔直径比螺栓大2-3mm为宜。
整圆式吊卡(用于下面没有再连续吊管的管道)下料尺寸一般为L=πDW+2×50mm。
合扇式吊卡(用于连续吊卡时,除最低一根管子以上的各条管道)为L=πDW+2×50mm(其中DW为管子外径),一般用40×4mm扁钢制作。
扁钢下料以后,可以冷弯,也可以热煨,钻孔工序可放在最后完成。
这样有利于对准螺栓孔眼。
4.9.2U型管卡制作U型管卡应用很广,主要用在支架上固定管子,也在活动支架上作导向用。
制作固定管卡时,管卡必须与管子外径紧密吻合,拧紧固定螺母后,使管子牢固不动,作导向管卡用时,卡圈可比管道外径大2mm左右,以利导向活动。
4.9.3立管管卡制作立管管卡有单立管卡和双立管管卡两种,一般水暖器材厂有成品出售。
单立管卡类扁钢吊卡,一头为鱼尾形相交相对,一头劈叉埋入建筑物中,然后用螺栓将管子固定,双立管卡是两个单立管卡连在一起的型式,它是用螺丝穿过卡子固定于建筑物上。
4.9.4支吊架安装。
4.9.4.1支吊架安装的一般要求管道支架、吊架的结构尺寸,应满足设计图纸要求。
图纸不详时,可参照国家标准图。
支架的横梁应牢固地固定在墙、柱或其它构筑物上。
横梁顶面纵横方向应水平,与管壁面接触。
吊架的吊杆应牢固地固定在楼板、梁或其它构筑物上。
没有热伸长的管道的吊杆应垂直安装;有热伸长的管道的吊杆,应考虑伸长值,并倾向与位移方向相反一侧安装。
重要的吊杆应穿透楼板。
固定支架必须安装在设计规定的位置上,不得任意移动,并使管道牢固地固定在支架上,用于抵抗管道的水平推力。
活动支架不应妨碍管道由于热伸长所引起的位移。
管道滑动时,支架不应偏斜或被滑托卡住。
靠近补偿器两侧的几个支架应安装导向支架。
弹簧支(吊)架应有能够调整弹簧压缩度的结构,弹簧下的支承结构,应与作用力的方向垂直。
支架的受力部件,如横梁、吊杆及螺栓等的规格,应符合设计或有关标准图的规定。
4.9.4.2支架定位的一般方法安装支架时,首先应根据设计要求,定出各支架的轴线位置,再按管道的标高(起点或末端标高)用水准仪测出各支架轴线位置上的等高线,然后根据两支架间的距离和设计坡度,算出两支架间的高度差,其公式为:
H=iL式中H一支架间的高差(mm);i—管子的设计坡度;L—支管间距(mm)。
根据支架间的高差,可标定各支架安装的实际高度,埋入支架。
对于坡度不太严格、管道又不太长时,可先定出管线起点和终点标高,然后在两点间拉一直线,用眼从线的一端目测,如拉线无挠度,则可根据此直线,定出各支架的标高。
4.9.4.3常用支架安装沿墙、沿建筑物和构筑物安装管道支架的方法有以下几种:
(1)埋入式支架:
在土建施工时,一次埋入或预留孔洞,少于120mm或按照设计及有关标准图确定。
(2)焊接式支架:
在钢筋混凝土构件上预埋钢板,然后将支架焊接在上面。
(3)射钉和膨胀螺栓安装支架:
在没有预留孔洞和预埋钢板的砖墙或混凝土墙上,用射钉枪将射钉射入墙内,然后用螺母将
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