工业管道安装工艺.docx
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工业管道安装工艺.docx
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工业管道安装工艺
工业管道安装工艺
1工艺流程
1.1管道施工流程图
本图为压力管道通用施工流程图,根据所施工的管道类型选择使用
1.2管道预制程序
施工准备f材料领用f管道表面除锈f划线f尺寸检查f下料切割f坡口加工一焊口检查一组对一点焊一检查一焊口预热T焊接一外观检查一焊后处理f检验(尺寸、硬度、无损探伤)f耐压试验f防护f标识。
1.3管道现场安装程序
预制管段搬运现场f管内清理f配管支撑安装f管段组对点焊f检查(尺寸、焊口)f焊口预热f焊接f外观检查f焊后热处理f检验(尺寸、硬度、无损探伤)f管内清洗f系统试压f防腐保温。
2材料检验
2.1材料标记应符合相应标准和合同的规定,标记内容应包括制造厂标记以及材料名称,下列管道组成件的标记还应包括材料炉批号或代号:
(1)GC1级管道用管道组成件;
(2)按现行国家标准要求进行冲击试验的管道组成件;
(3)铬钼合金钢(螺栓材料除外)管道组成件;
(4)用于高温条件下的奥氏体不锈钢(H型)管道组成件;
(5)镍及镍合金、钛及钛合金管道组成件。
2.2材料应逐件标记,标记应清晰、牢固,公称直径小于或等于DN40的材料可采用标签或其他替代方法进行标记。
2.3材料应具有相应的质量证明文件,质量证明文件应包括标准以及合同规定的检验和试验结果,且具有可追溯性。
(未包括检验和试验结果的质量证明文件(合格证)仅限于GC3级管道组成件。
2.4设计文件规定进行低温冲击韧性试验的材料,质量证明文件中应有低温冲击韧性试验报告。
2.5设计文件规定进行晶间腐蚀试验的不锈钢管子和管件,质量证明文件中应有晶间腐蚀试验报告。
2.6对于管道组成件及管道支承件的材料牌号、规格和外观质量,应进行逐个目视检查并进行几何尺寸抽样检查,目视检查不合格者不得使用。
2.7对于合金钢、含镍低温钢、含钼奥氏体不锈钢以及镍基合金、钛和钛合金材料的管道组成件,应采用光谱分析或其他方法进行材料抽样检查,抽样数量取每批(同炉批号、同规格,下同)的5%且不少于一个管道组成件。
2.8阀门壳体压力试验和密封试验应满足以下要求:
(1)用于GC1级管道的阀门,应逐个进行壳体压力试验和密封试验;
(2)用于GC2级管道的阀门,应每批抽查10%且不得少于1个;
(3)用于GC3级管道的阀门,应每批抽查5%且不得少于1个。
2.9阀门壳体的试验压力应取1.5倍的公称压力,密封试验宜按公称压力进行,并满足以下要求:
(1)保压时间和密封面泄漏率应符合相应标准的规定;
(2)对于试验合格的阀门,应填写阀门试验记录;
(3)对不锈钢阀门进行水压试验时,水中的氯离子含量不得超过0.01%。
2.10经设计或业主同意,对于公称压力小于等于PN10Q且公称直径大于等于600mm勺闸阀,可随系统进行压力试验,密封试验可采用色印方法。
2.11应按设计文件规定的设定压力对安全阀进行调试,每个安全阀的启闭试验应不少于3次,并应填写安全阀整定记录。
2.12带夹套的阀门进行夹套压力试验时,其试验压力应不小于1.5倍的夹套公称压力。
2.13GC1级管道中设计压力大于或等于10MPa勺管子和管件以及输送极度危害
介质的管子和管件应进行外表面磁粉或渗透检测。
检测时每批应抽样5%,且不
得少于1根(个),检测结果不得有线性缺陷。
2.14对于设计压力大于或等于10MPa的GC1级管道用高压螺栓和螺母,每批应抽取2根(个)进行硬度检验。
2.15对管道组成件进行抽样检查、检测或试验时,若有一件不合格,可按原规定数量的两倍抽样,再进行检查、检测或试验;若仍有不合格,则该批管道组成件不得使用,或对该批管道组成件逐个进行检查、检测或试验,其中的合格者仍可使用。
2.16对管道组成件进行抽样检查、检测或试验时,应做好材料识别标记并对不合格品进行处理。
2.17管道组成件及管道支承件在施工过程中应妥善保管,不得混淆或损坏。
如采用不锈钢和有色金属材料,则在储存期间不得与碳钢接触。
暂不安装的管子、阀门和管件,应封闭管口。
2.18法兰密封面及密封垫片不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷,否则应予修理或更换。
3管道制作
3.1切割与坡口制备
3.1.1碳钢、碳锰钢可采用机械加工方法或火焰切割方法切割和制备坡口。
低温镍钢和合金钢宜采用机械加工方法切割和制备坡口。
如采用火焰切割方法,切割后应采用机械加工或打磨方法消除热影响区。
3.1.2不锈钢、有色金属应采用机械加工或等离子切割方法切割和制备坡口。
不锈钢、镍基合金及钛管采用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片。
3.2标记移植
3.2.1对于管道组成件,应尽量保存材料的原始标记。
当无法保存原始标记时,应采用移植方法重新进行材料标识,材料标识也可采用管道组成件的工程统一编码。
3.2.2标记方法的采用应以对材料表面不构成损害或污染为原则,并应尽量避免降低材料的使用性能。
低温钢及钛材不得使用硬印标记。
当奥氏体不锈钢和有色金属材料采用色码标记时,印色不应含有对材料构成损害的物质,如硫、铅和氯等
3.3弯管
3.3.1制作弯管时,应根据管子材料性能、输送流体工况和管子弯曲半径,采用适当的弯曲工艺和装备。
3.3.2制作弯管可采用热弯和冷弯两种方法,铁基材料的冷弯温度应不大于材料的相变温度(A1),热弯温度应大于材料的最大相变温度(A3)。
3.3.3当采用焊管制作弯管时,焊缝应避开受拉(压)区。
3.3.4弯管的不圆度、褶皱和减薄应符合现行国家标准《压力管道规范工业管
道》GB/T20801的要求。
3.4板焊管
3.4.1板焊管的制造应符合相应标准的规定。
342制作和安装公称直径不小于400mm勺板焊管时,应符合以下规定:
(1)除设计另有规定外,板焊管的单根长度应不小于5.3m,且环向拼接焊
缝应不多于2条,相信筒节纵缝应错开100mm以上。
(2)同一筒节上的纵向焊缝应不大于2条,纵缝间距应不小于200mm。
(3)对于有加固环的板焊管,加固环的对接焊缝应与管子纵向焊缝错开,其
间距应不小于100mm加固环距管子的环焊缝应不小于50mm
(4)板焊管的周长及管端直径应符合现行国家标准的规定。
纵缝处的棱角度
应不大于壁厚的10%加2mm且不大于3mm
(5)对接焊缝的错边量应不大于壁厚的25%,且纵缝的错边量应不大于3mm。
(6)锅炉、压力容器级钢板应符合相应标准的规定,负偏差应不大于0.25mm;其他钢板用于制作板焊管时,应符合相应板焊管标准的规定。
(7)板焊管的直度允差应不大于其单根长度的0.2%,其余尺寸允差应符合相应板焊管标准的规定。
(8)板焊管制作过程中应防止板材表面损伤。
对有严重伤痕的部位应进行修磨,使其圆滑过渡,且修磨处的壁厚应不小于设计壁厚。
(9)板焊管的焊接、焊后热处理和检验、检查应符合本章的相关规定。
(10)板焊管应逐根进行压力试验,试验压力应符合本章的相关规定。
3.5斜接弯头
3.5.1斜接弯头制作应符合设计或现行国家标准《压力管道规范工业管道》GB/T20801的规定。
3.5.2斜接弯头的焊接接头应采用全焊透型式。
3.5.3公称直径大于1000mm寸,斜接弯头的周长允许偏差应为土6mm公称直径小于或等于1000mn寸寸,斜接弯头的周长允许偏差应为土4mm
3.6翻边接头
3.6.1翻边接头的加工应符合现行国家标准《压力管道规范工业管道》GB/T20801的规定。
3.6.2焊接后应对翻边部位进行机械加工或整形。
密封面的表面粗糙度应符合法兰标准的规定。
外侧焊缝应进行修磨,以不影响松套法兰内缘与翻边的装配为原则。
3.6.3扩口翻边后的外径及转角半径应能保证螺栓及法兰的装配,翻边端面与管子中心线应垂直,垂直度允差应不大于1°。
3.7夹套管
3.7.1夹套管的加工应符合设计文件的规定。
内管管件应使用无缝管件或无缝对焊管件,但不得使用斜接弯头。
内管焊缝应经无损检测及试压合格后,方可装配外管。
3.7.2外和与内管间的间隙应均匀,并应按设计文件的规定焊接支承块。
支承块应不妨碍夹套内介质流动和内管与外管的胀缩,其材质应与内管相同。
支承块与弯管起弯点距离宜为0.5m〜1.2m,直管段上支承块间距宜为3m-5m
3.8支吊架
3.8.1管道支吊架的形式、材质、加工尺寸及精度应符合设计文件的规定。
支吊架的现场制作应符合现行国家标准GB/T17116.1和设计文件的规定。
3.8.2管道支吊架的组装尺寸与焊接方式应符合设计文件的规定。
制作后应对焊缝进行目视检查,焊接变形应予以矫正。
所有螺纹连接均应按设计要求予以锁
4焊接
4.1焊接工艺评定和焊工技能评定
所有管道承压元件的焊接,包括承压件与非承压件的焊接,必须采用经评定合格的焊接工艺,并由合格焊工进行施焊。
焊接工艺评定和焊工技能评定应分别符合JB4708及《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定。
4.2焊接材料
4.2.1焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂及焊接用气体)使用前应按设计文件和相关标准的规定进行检查和验收。
焊接材料应具有质量证明文件和包装标记。
4.2.2焊接材料的储存应保持适宜的温度及湿度。
室内应保持干燥、清洁,相对湿度应不超过60%。
4.2.3库存期超过规定期限的焊条、焊剂及药芯焊丝,应经复验合格后方可使用。
复验应以考核焊接材料是否产生可能影响焊接质量的缺陷为主,一般仅限于外观及工艺性能试验。
但对焊接材料的使用性能有怀疑时,可增加必要的检验项目。
规定期限自生产日期始,可按下述方法确定:
(1)焊接材料质量证明书或说明书推荐的期限;
(2)酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料为两年;
(3)石墨型焊接材料及其他焊接材料为一年。
4.2.4焊条的烘干规范可参照焊接材料说明书。
焊丝使用前应按规定进行除油、除锈及清洗处理。
4.2.5使用过程中应注意保持焊接材料的识别标记,以免错用。
4.3焊接环境
4.3.1焊接的环境温度应能保证焊件的焊接温度和焊工技能不受影响。
环境温度低于0C时,应符合现行国家规范《压力管道规范工业管道》GB/T20801.4
的规定。
4.3.2焊接时的风速应不超过下列规定,当超过规定时,应有防风设施:
(1)手工电弧焊、埋弧焊、氧乙炔焊:
8m/s;
(2)钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊:
2m/s。
433焊接电弧1米范围内的相对湿度应符合下列规定:
(1)铝及铝合金焊接:
应不大于80%
(2)其他材料焊接:
应不大于90%
4.3.4当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪、雨水以及刮风期间,焊工及工件无保护
措施时,应停止焊接。
4.4焊前准备
4.4.1坡口制备
(1)坡口加工应符合现行国家规范《压力管道规范工业管道》GB/T20801.4的规定。
坡口表面应光滑并呈金属光泽,热切割产生的熔渣应清除干净。
(2)
坡口形式和尺寸应符合设计文件和焊接工艺规程的规定。
典型的对接接头坡口型式和尺寸见下图。
(a)
墅厚6~22mm
图441典型的对接接头坡口型式和尺寸
(3)当设计文件和相关标准对坡口表面要求进行无损检测时,无损检测及对
缺陷的处理必须在施焊前完成。
4.4.2清理
焊件坡口及内外表面,应在焊接前按下表要求进行清理,去除油漆、油污、锈斑、熔渣、氧化皮以及加热时对焊缝或母材有害的其它物质。
表442焊件坡口及其内外表面的清理
材料
清理范围
mm
清理对象
清理方法
碳钢、低温钢、铬钼合
金钢、不锈钢
>10
油、漆、锈、毛刺等污物
手工或机械等方
法
铝及铝合金
>50
有机溶剂除油污
化学或机械方法
除氧化膜
铜及铜合金
>20
油污、氧化膜等
钛及钛合金、镍及镍合
金
>50
4.4.3组对
(1)对接接头的组对应符合以下规定
对接接头的组对应内壁齐平,内壁错边量应符合设计文件、焊接工艺规程或下表的规定。
表443管道组对内壁错边量
材料
内壁错边量
钢
不大于壁厚的10%且小于或等于2mm
铝及铝合金
壁厚小于或等于5mm
小于或等于0.5mm
壁厚大于5mm
不大于壁厚的10%且小于或等于2mm
铜及铜合金、钛及钛合金、镍及镍合金
不大于壁厚的10%且小于或等于1mm
不等壁厚的工件对接时,薄件端面的内侧或外侧应位于厚件端面范围之内。
当内壁错边量不符合上表规定或外壁错边量大于3mm寸,焊件端部
应按下图进行削薄修整。
端部削薄修整不得导致加工后的壁厚小于设计厚度tdo
⑹
内外侧均不齐平
注1:
用于管件时,如受长度限制,图⑴、(4)、(6)中的15°角可改为30°。
图443-1不等壁厚对接焊件的端部加工
(2)支管连接接头的组对应符合以下规定:
安放式支管的端部制备及组对应符合图443-2中(a)、(b)的要求。
插入式支管的主管端部制备及组对应符合图443-2中(c)的要求。
主管开孔与支管组对时的错边量应不大于m值[见图443-2中(a)、
(b)],必要时可堆焊修正。
根部间隙,按焊接工艺指导书的规定。
错边量,其值应不大于3.2mm或0.5Tb(取较小值),其中Tb为支管名义厚度。
图4.4.3-2支管连接接头的组对
(3)组对间隙接头的根部间隙应控制在焊接工艺指导书允许范围内。
(4)除设计文件规定的管道预拉伸或预压缩焊口外,不得强行组对。
需预拉伸或预压缩的焊接接头,组对时所使用的工卡具应在整个焊缝焊接及热处理完毕并经检验合格后方可拆除。
(5)焊件组对时应垫置牢固,并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。
4.4.4定位焊缝
(1)定位焊缝焊接时,应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺,并应由合格焊工施焊。
(2)定位焊缝的长度、厚度和间距应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。
(3)根部焊接前,应对定位焊缝进行检查。
如发现缺陷,处理后方可施焊。
(4)焊接的工卡具材质宜与母材相同或为JB4708中的同一类别号。
拆除工卡具时不应损伤母材,拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。
4.4.5焊接设备焊接设备及辅助装备等应处于正常工作状态,安全可靠,仪表应定期校验。
4.5焊接的基本要求
4.5.1焊缝(包括为组对而堆焊的焊缝金属)应由经评定合格的焊工,按评定合格的焊接工艺指导书(WPS进行焊接。
4.5.2除工艺或检验要求需分次焊接外,每条焊缝宜一次连续焊完,当因故中断焊接时,应根据工艺要求采取保温缓冷或后热等防止产生裂纹的措施。
再次焊接前应检查焊层表面,确认无裂纹后,方可按原工艺要求继续施焊。
4.5.3在根部焊道和盖面焊道上不得锤击。
4.5.4焊接连接的阀门施焊时,所采用的焊接顺序、工艺以及焊后热处理,均应保证不影响阀座的密封性能。
4.5.5不得在焊件表面引弧或试验电流。
设计温度w-20C的管道、淬硬倾向较大的合金钢管道、不锈钢及有色金属管道的表面均不得有电弧擦伤等缺陷。
4.5.6内部清洁要求较高且焊接后不易清理的管道、机器入口管道及设计规定的其他管道的单面焊焊缝,应采用氩弧焊进行根部焊道焊接。
4.5.7规定焊接线能量的焊缝,施焊时应测量电弧电压、焊接电流及焊接速度并作记录。
焊接线能量应符合焊接工艺指导书的规定。
4.5.8规定焊缝层次时,应检查焊接层数,其层次数及每层厚度应符合焊接工艺指导书的规定。
4.5.9规定层间温度的焊缝,应测量层间温度,层间温度应符合焊接工艺指导书的规定。
4.5.10多层焊每层焊完后,应立即进行清理和目视检查。
如发现缺陷,应消除后方可进行下一层焊接。
4.5.11规定进行层间无损检测的焊缝,无损检测应在目视检查合格后进行,表面无损检测应在射线照相检测及超声波检测前进行,经检测的焊缝在评定合格后方可继续进行焊接。
4.5.12每个焊工均应有指定的识别代号。
除工程另有规定外,管道承压焊缝应标有焊工识别标记。
所采用的标记方法应符合现行国家规范的规定。
对无法直接在管道承压件上作焊工标记的,应用简图记录焊工识别代号,并将简图列入交工技术文件。
4.6焊缝设置
管道焊缝的设置应避开应力集中区,便于焊接和热处理,且应符合下列规定,但夹套管除外。
(1)直管段上两对接环焊缝中心面间的距离,当公称直径大于或等于150mm时,应不小于150mm当公称直径小于150mm时,应不小于管子外径。
(2)管道环焊缝距离弯管(不包括弯头)起弯点不得小于100mm且不得小于管子外径。
(3)管道环焊缝距支、吊架净距应不小于50mm需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍,且不得小于100mm。
(4)不宜在焊缝及其边缘上开孔。
当不可避免而必须在焊缝上开孔或开孔补强时,应对以开孔中心为中心的开孔直径1.5倍或补强板直径范围内的焊缝进行无损检测,确认焊缝合格后,方可进行开孔。
补强板覆盖的焊缝应磨平。
4.7角焊缝
4.7.1
角焊缝(包括承插焊缝)可呈凹或凸形,焊缝尺寸应符合下图的规定。
4.7.2
焊接头的最小焊接尺寸应符合图4.7.2-2的规定
注:
Xmin取直管名义厚度的1.4倍或法兰颈部厚度两者中的较小值。
图4.7.2-1平焊法兰和承插焊法兰的角焊缝
t――计算厚度;
G——取1.25t和3mn中较大者。
图472-2除法兰外的其他承插焊接头的最小焊缝尺寸
4.8支管的焊接连接
支管与主管的焊接连接应符合图4.8所示的支管连接焊缝形式和下述焊缝
尺寸的规定:
0.STr
(f)对接式
注:
tc填角焊缝有效厚度,取0.7Tb或6.4mm中的小者。
Tb――支管名义厚度。
Th――主管名义厚度。
Tr――补强圈或鞍形补强件的名义厚度。
tmin――Tb或T,取小者。
图4.8支管连接的焊接接头形式
4.8.1安放式焊接支管或插入式焊接支管的连接,包括整体补强的支管座,应采用全焊透的坡口焊缝,盖面的角焊缝厚度应大于等于填角焊缝有效厚度,见[4.8(a)和(b)]。
4.8.2补强圈或鞍形补强件的焊接应符合下列规定:
(1)补强圈应采用全焊透的坡口焊缝连接到支管上,盖面的角焊缝厚度应大
于等于填角焊缝有效厚度[见图4.8(c)和(d)]。
(2)鞍形补强件与支管连接的填角焊缝厚度应大于等于0.7tmin[见图
4.8(e)]。
4.8.3补强圈或鞍形补强件外缘与主管连接的角焊缝厚度应大于等于0.5T[见
图4.8(c)、(d)和(e)]。
4.8.4补强圈和鞍形补强件应与主管、支管很好地贴合。
应在补强圈或鞍形补
强件的高位(不在主管轴线处)开一通气孔用于焊缝焊接和检漏时的通气。
补强圈
或鞍形补强件可采用多块拼接组成,但拼接焊缝应与母材等强度,且每块拼板均
应开通气孔。
4.8.5应在支管与主管的连接焊缝检查和修补合格后,再进行补强圈或鞍形补强件的焊接。
4.9焊缝返修
4.9.1返修前应对缺陷产生的原因进行分析,提出相应的返修措施。
4.9.2补焊应采用经评定合格的焊接工艺,并由合格焊工施焊。
预热和焊后热处理应与原焊接要求相同。
4.9.3同一部位(指焊补的填充金属重叠的部位)的返修次数超过两次时,应重新制定返修措施,经总工程师批准后方可进行返修。
4.9.4返修后应按原规定的检验方法重新检验,并连同返修及检验记录(明确返修次数、部位、返修后的无损检测结果)一并记入交工技术文件。
4.9.5要求焊后热处理的管道,应在热处理前进行返修。
如在热处理后进行焊接返修,返修后应重新热处理。
4.10焊接检验
4.10.1目视检查
(1)GC2、GC3级管道100%勺纵缝应进行目视检查,但国家现行标准《压力管道规范工业管道》GB/T20801有规定的除外。
(2)焊缝目视检查比例应符合表4.10.1的要求,应对每一焊工或焊接操作工所焊的焊缝进行目视检查。
表4.10.1检查等级、方法和比例
检杳等级a
检查方法
焊缝类型及检查比例/%
对接环缝
角焊缝b
支管连接c
I
目视检查
100
100
100
磁粉/渗透
100d
100
100
检杳等级a
检查方法
焊缝类型及检查比例/%
对接环缝
角焊缝b
支管连接c
射线照相/超声波
100
一
100e
n
目视检查
100
100
100
磁粉/渗透
20d
20
20
射线照相/超声波
20
一
20e
目视检查
100
100
100
磁粉/渗透
10
一
10
射线照相/超声波
10
一
一
IV
目视检查
100
100
100
射线照相/超声波
5
一
一
V
目视检查
10
100
100
a根据业主或工程设计要求,可采用较严格检查等级代替较低检查等级。
b角焊缝包括承插焊和密封焊以及平焊法兰、支管补强和支架的连接焊缝。
c支管连接焊缝包括支管和翻边接头的受压焊缝。
d对碳钢、不锈钢及铝合金无此要求。
e适用于大于或等于DN100的管道。
(3)GC1级管道还应对所有制作和安装的焊缝均应进行100%目视检查。
4.10.2焊接接头目视检查应按表4.10.2的规定。
表4.10.2焊接接头目视检查质量验收标准
检查等级
I
n
V
V
缺陷类型
对接环缝
纵缝
b
角焊缝
支管连接
对接环缝
纵缝
b
角焊缝
支管连接
对接环缝
纵缝
b
角焊缝
支管连接
对接环缝
纵缝
b
角焊缝
支管连接
对接环缝
纵缝
b
角焊缝
支管连接
表面线性缺陷a
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
表面气孔
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
外露夹渣
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
咬边
A
A
A
A
B
A
B
B
B
A
B
B
B
A
B
B
C
A
B
B
余高
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
E
E
E
E
符号说明:
A(缺陷范围):
无明显缺陷;
B(
咬边深度):
<1mm和Tv/4;
C(
咬边深度):
<1.5mm和TW4或1mm
D(
焊缝余高):
TW(mm)(见注2)高度(mm)
<6<1.5
>6〜13<3.0
>
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