钢套钢直埋蒸汽保温管道施工工艺

2019-05-30

1.前言 海南省三亚市某度假酒店总建筑面积为90.708m ,别墅区总建筑面积为25.454m ,室外蒸汽管道采用钢套钢直埋保温管道。钢套钢直埋保温管道主要由输送介质的工作钢管、防腐层、离心玻璃棉保温层、固定支座、排潮通道、外套钢管及防腐层组成。其中蒸汽、

1.前言
    海南省三亚市某度假酒店总建筑面积为90.708m ,别墅区总建筑面积为25.454m ,室外蒸汽管道采用钢套钢直埋保温管道。钢套钢直埋保温管道主要由输送介质的工作钢管、防腐层、离心玻璃棉保温层、固定支座、排潮通道、外套钢管及防腐层组成。其中蒸汽、凝结水管道的材料采用C8163流体无缝钢管,不锈钢热水管道采用焊接管道SUS304,外套管采用焊接钢管Q235,保温采用离心玻璃棉,密度>48kg/m。。以钢套钢管作为直埋保温管道,当前多采取这种结构,对于防水、防腐、热挢、疏水和排气都能有效地解决,使管道系统处于全密封状态下运行,因此运行可靠、寿命长,在高水位地区亦可使用。输送介质是温度在150~300℃之间的水蒸汽,压力≤1.6MPa。
    本项目钢套钢直埋保温管道计划施工时间是当地的雨季,极大地增加了施工的难度。为保证施工安全、质量符合相关要求,本项目通过深化设讹确定保温层计算厚度、焊接工艺、调试方法,对重点部位进行控制,顺利完成了钢套钢直埋保温管道的施工,取得了较好的施工效益。
2.钢套钢直埋蒸汽管道结构及技术特点
2.1钢套钢直埋保温管道结构
    钢套钢直埋保温管道主要由输送介质的工作钢管、防腐层、离心玻璃棉保温层、固定支座、排潮通道、外套钢管及防腐层组成。如图1所示。
图1钢套钢直埋保温管道示意图
    图1钢套钢直埋保温管道示意图
2.2钢套钢直埋保温管道的技术特点
    错缝包扎在工作钢管上的离心玻璃棉管壳,再加上与钢套管间的空气间隙可有效地实现绝热。钢套管外壁除锈、二涂富锌底漆和三布五油环氧煤沥青玻璃丝布防腐层,寿命可达三十年。滑动支架和固定支架与内钢管之间均有高强度隔热材料,不会产生热桥(详见图2)。钢套管强度高,易于用焊接方法形成密封,具有极好的防水抗渗效果,并能承受来自地面较高的压力。内钢管上的滑动支架沿钢套管内壁运动,其摩擦力很小,因此产生的热推力亦很小(详见图3)。内钢管的热推力由固定支架使钢套管承载,无需设混凝土墩,降低了工程造价,且不用占地。用优质的波纹管补偿器吸收内钢管的热变形,外加保温层置钢套管内。疏水系统在全密封状态下运行,输水管道采用内插式,布置灵活,不用另设检查井。钢套管上的放气管既能及时排出潮气,又能及时通过它感知运行状态。
图2钢套钢直埋保温管道结构图
    图2钢套钢直埋保温管道结构图
图3钢套钢直埋保温管道结构图
    图3钢套钢直埋保温管道结构图

3.钢套钢直埋保温管道施工工艺
3.1深化设计
    按设计施工图及施工现场的实际情况进行测量、绘制深化设计图,进行管道分类及管道安装顺序编号,编制预制钢套钢直埋蒸汽保温管道计划。按设计图纸实地测量并绘制系统单线图,按单线图规定的数量、规格、材质选配管道组成件,标注管道系统编号和顺序编号,分段连接管段和封闭管段,以运输方便和按现场实测后的安装长度进行加工预制,并按顺序逐一标识预制管道的编号,分段连接管段和封闭管段的加工尺寸允许偏差应符合规定。
3.2 施工顺序
    管路放线→管沟开挖→沟底地基处理(排水、夯实、铺沙)→管道支墩安装→管道安装→工作钢管对口焊接→工作钢管x光照相检验→强度、严密性试验→保温→外管道安装、焊接→外管道超声波检验→外管道焊接接头防腐→防腐层电火花检验→回填土。
3.3 施工工艺
3.3.1钢套钢管道安装前,对预制的各系统,各区分段需用的阀门、仪表配件等按深化设计图纸,分段编号,认真核实实物和施工记录无误后,再对内管进行清理检查,经质量检验部门确认,方准安装就位和封闭连接。钢套钢管道安装时,不应使其重量作用于转动设备上,不得强制对接或改变垫片厚度补偿安装误差。安装工作如间断进行,必须及时封闭敞开的管道和阀门端口。
3.3.2钢套钢管道焊缝位置布局应符合以下规定:
    直管段对接焊缝间距,内管不应小于200mm,外管不应小于100mm;水平管段外管剖切的纵向焊缝,应置于易检修的部位;内管焊缝上,不得开孑L或连接支管段,外管焊缝上应尽量避免开孔或连接支管; 钢套钢管道安装完毕,应把管线编号写在(或挂牌)管段的明显位置上,以利于其他相应的配合、管理、试验等各项工作。
3.3.3管道焊接
    (1)管道坡口加工可采用机械坡口法、气焊坡口法、手提砂轮打磨法。不锈钢管坡口采用手提砂轮打磨法或机械坡口,与碳素钢接触部位采取保护措施。管壁厚8~<4mm的管道焊接时可不开坡口,但焊接时两管之间应有2—3mm的间隙。钢管壁厚8>4mm时,要开V型坡口,坡口角度为65。左右,焊接时两管之间应有2~ 3mm的间隙。无论用何方法开坡口,均应保证坡口夹角度数和钝边厚度一致,坡口面光滑无氧化层。坡口加工后作外观检查,不得有裂纹,夹渣等缺陷。
    (2)管道对口前,应检查管子端面的垂直度,对口间隙和坡口角度符合规范要求。壁厚相同的管子、管件组对时,应使内壁平齐,其错边量不应超过壁厚的10%,且不大于1mm。不同壁厚的管子、管件组对,当两壁厚差大于1.5mm时,应按要求加工过渡。管道组对时应清理管内和管间杂物,对于小管用压缩空气吹扫,对于大管可用棉纱头或清管器清理,清理、切割和组对完成后管道两端应封闭。DN80以下管道对口时应用专用卡码进对口,对好口以后,应沿管口圆周等距离点焊3~4处。
    (3)管道焊接前应对坡口内、外表面及两侧各25mm宽的范围进行清理,应用棉纱头和钢丝刷除去水、油污、飞溅和油漆。不锈钢管必须使用不锈钢刷清扫。清理和检查合格的坡口,应及时完成焊接工作,并作好记录。
3.3.4管道酸洗
    采用酸洗液酸洗,有浸洗和刷洗两种方法。
    (1)浸洗:配方为硝酸(密度1.42)20%,氩氟酸5%,其余为水,温度为室温,将焊好的不锈钢管浸在酸洗液里,浸泡25~45分钟,取出用清水洗净。
    (2)刷洗:配方为50%盐酸+50%水,用刷子或破毛绒做的拖把醮取酸液刷洗,对焊缝区要反复刷几次,到呈白亮色为止,用清水冲净。
    (3)酸洗后用钝化液在管道焊接表面楷一遍,然后用冷水冲,再用破布仔细搽洗,最后用热水冲洗干净,并使其干燥,经钝化处理后的不锈钢焊口处表面呈银白色。
3.3.5管道法兰连接
    法兰、法兰垫片、螺栓应根据不同系统的材质要求分别严格按照设计要求选取。法兰联接应使用同一材质和规格的螺栓、螺母。螺母应在同侧。坚固螺栓应对称均匀,松紧适度,以外露2~3扣长度为宜;两片法兰间保持平行,最大偏差不得大于2mm,螺孔中心要对正,确保螺栓自由穿人。法兰密封垫周边应整齐,垫子尺寸与法兰密封面相符,不得使用双层垫片;不锈钢管道用的非金属垫片,其氯离子含量不超过50ppm。
3.3.6补偿器安装
    补偿器按设计要求采用直埋式,为防止散热和渗透造成波纹管补偿器腐蚀,应试做成保温和防水密封结构。为保证内固定受推力的合理性和管线运行期间补偿器和稳定性,补偿器在内固定两端对称布置。补偿器两端各加一个导向支架,以保证补偿器仅承受轴向推力,延长补偿器的使用寿命。
3.3.7疏水装置安装
    疏水装置应设在工作管道与外套管相对位移较小处,从工作管道引出疏水管道处应设置疏水集水罐,疏水集水罐罐体直径按工作管道的管径确定。当工作管道公称直径DN<100时,罐体直径应与工作管道相同,当工作管道公称直径大于或等于DN 100时,罐体直径不应小于工作管道直径的1/2,且不应小于100mm。
3.4直埋保温管道双管道水平安装
    直埋保温管道双管道水平安装应按照图4要求,外皮间净距离外皮距槽底砂距离外皮距槽顶距离按规范要求,通常情况下,槽边的放坡角度为45。。单管水平安装管道横断面图,适用于供回水管分开布置的直埋供热管道,外皮间净距离外皮距槽底砂距离外皮距槽顶距离规范要求,通常情况下,槽边的放坡角度为45°。
图4双管道水平安装横断面图
    图4双管道水平安装横断面图
3.5焊缝表面无损检验
    工作钢管焊接必须做100%射线探伤检验,焊缝质量合格标准不低于《承压设备无损检测第2部分射线检测》JB/T4730.2中规定的II级。现场安装管道的环焊缝、弯头焊缝及嵌入式支管的对接焊缝应不小于5%的无损检测,其质量不得低于Ⅲ级,全合格后方可进行焊接接头处的保温及外套管的焊接和防腐处理。外套管接口焊接完成后,必须进行30%超声波探伤,II级合格方可进行防腐。
3.6强度和严密性试验
    钢套钢管道安装完毕,经无损检验合格后,方可进行强度与严密性试验。强度和严密性试验按《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235要求执行,并应具备下列条件:钢套钢管道已按设计图纸安装完成,安装质量符合有关规定;管道上的膨胀节已设置了临时约束装置;试验用压力表已经校验,并在周检期内,其精度不得低于1.5级,表的满刻度值应为被测最大压力的1.5~ 2倍压力表不得少于两块;试验方案已经过批准,并已进行了技术交底。
    强度与严密性试验时,一般采用液压进行,要考虑介质的静压力,应将空气排干净。
3.7管道的吹扫与清洗
    管道在压力试验合格后,建设单位应负责组织吹扫(简称吹洗)工作,并应在吹洗前编制吹洗方案。凡不能参与吹扫的管道、设备、阀门、仪表等,应拆除或用盲板隔离,不需拆除的阀门应处于全开状态。
3.8管道冲洗
    冲洗管道应使用洁净水,冲洗奥氏体不锈钢管道时,水中氯离子含量不得超过25ppm。冲洗时,宜采用最大流量,流速不得低于1.5m/s。排放水应引人可靠的排水井或沟中,排放管道的截面积不得小于被冲洗管道截面积的60%。排水时,不得形成负压。水冲洗应连续进行,以排出口的水色和透明度与人口水目测一致为合格。
3.9蒸汽吹扫
    蒸汽管道应以大流量蒸汽进行吹扫,可按压力不大于管道工作压力的75%,流速不应低于30rrds;蒸汽吹扫前,应先行暖管、及时排水,并应检查管道热位移。蒸汽吹扫应按加热一冷却一再加热的顺序循环进行,吹扫时宜采取每次吹扫一根,轮流吹扫的方法。吹扫次数应根据管道长度确定,但不应少于3次,每次吹扫时间不少于15min。当吹扫流速较低,应增加吹扫次数;蒸汽管道可用刨光木板检验,吹扫后,木板上无铁锈、脏物时,应为合格。
4.结论
    根据现场实际情况和规范要求,设计已标出钢套钢直埋蒸汽(热水)保温管道安装标高为0.8米。由于所经过的路线可能会有埋地的电缆、给排水管道等综合交叉等问题,会出现这一系列错综复杂的问题,因此在安装施工过程中,要结合现场实际情况再进行适当的调整,以完善该施工方案。随着项目中钢套钢直埋蒸汽(热水)管道工程完工交付使用,其优点将逐渐显露。蒸汽直埋保温管由于节能、对环境影响小、经济和综合效益显著,将会被广泛地运用到工程实践中。通过对本项目工程重点的控制,顺利完成了钢套钢直埋保温管道的施工,取得了较好的施工效益。