主蒸汽主给水管道施工设计方案.docx

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主蒸汽主给水管道施工设计方案

一、工程概况

本工程主蒸汽管道规格主要为Φ377×32、Φ325×28、Φ273×25、Φ323.9×16,材质为12Cr1MoVG钢。

高压给水系统管道规格主要为Φ325×28、Φ273×25、Φ219×20、Φ194×18、Φ133×12、Φ108×10,材质为20G钢。

1、系统简介

本工程主蒸汽系统管道是从锅炉汇汽集箱出口引出,引至主厂房8米层,分四路管道,其中两路接到汽机间汽机系统主汽门,一路引至9.81Mpa管网去合成氨压缩机透平,一路至减温减压器进汽口。

为了维护锅炉的安全、稳定运行及达到稳定的蒸汽压力,在主蒸汽管道上设有高压旁路管道,旁路系统对机组的启动、停机及变负荷运行起重要作用。

高压给水系统管道主要包括高压给水管道、减温水及再循环管道,本机组高压给水管道系统设有3台电动锅炉给水泵和1台汽动锅炉给水泵。

主给水由除氧器送到主给水泵→高压加热器→给水操作平台→锅炉省煤器进口联箱。

为了机组的安全和稳定运行等因素,在给水泵出口的逆止阀上接有再循环管道,由再循环管道回到除氧器。

2、主要系统参数

2.1主蒸汽管道设计压力为P=9.81Mpa,设计温度t=545℃,系统主材为12Cr1MoV合金钢管。

2.2高压给水管道高加入口前设计压力为15.5Mpa,设计温度为158℃;高加出口后设计压力为15.5Mpa,设计温度为210℃,系统主材为20G碳钢管。

3、主要工程量

3.1主蒸汽管道:

DN>80:

管道共643米,阀门共12件,支吊架约123套。

DN≤80:

管道共692米,阀门共6件,支吊架约260套。

3.2主给水管道:

DN>80:

管道共737米,阀门共16件,支吊架约230套。

DN≤80:

管道共1316米,阀门共70件,支吊架约450套。

3.3主要焊口统计

 

序号

项目名称

规格

材质

焊口数

1

主蒸汽

Φ377×32

12Cr1MoVG

10

2

主蒸汽

Φ325×28

12Cr1MoVG

41

3

主蒸汽

Φ273×25

12Cr1MoVG

200

4

主蒸汽

Φ323.9×16

12Cr1MoVG

3

5

高压给水

Φ325×28

20G

31

6

高压给水

Φ273×25

20G

30

7

高压给水

Φ219×20

20G

62

8

高压给水

Φ194×18

20G

215

9

高压给水

Φ133×12

20G

12

10

高压给水

Φ108×10

20G

22

以上焊口数为估计数量,具体以实际安装焊口为准。

二、编制依据

1、中国天辰工程有限公司设计图纸:

T05039-201HE02、T05039-201HE04

2、《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004

3、《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002

4、《管道焊接接头超声波检验技术规程》DL/T820-2002

5、《电力建设安全工作规程》(火力发电厂部分)DL5009.1-2002

6、《电力建设施工及验收技术规范》管道篇DL5031—94

7、《火电施工质量检验及评定标准》管道篇2000版

8、《火电施工质量检验及评定标准》焊接篇1996版

三、施工部署

1、工程目标

1.1工程质量目标

工程质量达到优良标准。

1.2职业安全健康管理目标

1.2.1消灭轻伤,杜绝重伤以上人身事故;

1.2.2杜绝机械事故。

1.3工期目标

本工程计划2010年11月1日开工,2010年1月31日完工,详见附表一:

主蒸汽、高压给水系统管道安装工程工期进度计划表。

2、项目组织机构

公司经理

现场项目经理

公司技术副经理

设备管理员

施工员

工资员

资料员

安监员

质检员

材料员

 

施工队

3、临时设施布置

根据本工程管道布置特点,在主厂房4米层和8米层中部各搭设焊机棚一座,主要用于主厂房内高压给水系统管道和主蒸汽系统管道的焊接,焊机棚内布置电焊机、热处理仪、坡口机等机械。

锅炉间和汽机间管道距主厂房焊机棚较远,且焊口较少,比较分散,可根据需要临时设置1-2台电焊机,进行管道的组对焊接。

4、施工人员配置

本工程所需要配备的人员如下表:

技术员

1名

负责全面技术、质量管理

施工队长

1名

负责现场施工安排及人员内部调整

管工

16名

管道对口、安装

焊工

8名

管道焊接

起重工

2名

管道吊装

电工

2名

临时配电

测量工

2名

管道定位测量

5、施工工机具配置

主要施工机械一览表

名称

型号、规格

单位

数量

备注

直流电焊机

ZX7-400

5

管道焊接

交流电焊机

BX3-500-2

3

支吊架焊接

汽车吊

130吨

1

管道吊装

汽车吊

25吨

1

管道吊装

塔吊

TC6515E-12

1

管道吊装

管道切割机

CG2-11

1

坡口机

1

卷扬机

8t

1

角磨机

6

内磨机

4

焊条烘干箱

1

焊条保温筒

8

手拉葫芦

10t/5T/2T

2/6/8

试压泵

1

经纬仪

J6-2

2

测量

水准仪

S3

2

测量

20t拖车

XCG2640Z

1

管道运输

四.作业前应具备的条件

1、施工前,对施工人员进行技术交底及安全文明施工交底,使施工人员熟悉施工图纸、明确施工图纸、施工技术措施及外方特殊工艺要求,明确设计意图、介质流向、切实掌握高压管道施工的技术要求、质量标准及安装工艺。

2、施工机具必须经过安全性检查,合格后方可使用。

施工人员劳保用品必须符合安全要求。

3、施工人员应熟悉图纸,领会施工技术措施内容,掌握施工要求,技术规范和验收标准。

4、土建预留孔、预埋件、支座等要与图纸相符合,满足安装要求。

5、配电箱、电焊机、氧气、乙炔等力能供应布置合理。

6、临时消防、照明可靠投入。

7、施工现场通道清理完毕,道路畅通。

8、甲供材料和设备已到货,质量和数量满足施工要求。

9、施工技术措施已编制并经审核通过。

五.施工方法及质量标准

先将各管道利用250吨履带吊或者130吨吊车配合拖车从管道存放场地运至各安装地点,吊装安装层,在车间内利用滚杠等进行拖运。

管道到位后,先进行管段的预制,尽量减少空中对接焊缝。

高压给水系统管道主要集中在主厂房和汽机间,汽机间内管道利用20/5吨行车手拉葫芦配合对口焊接。

主厂房内管道标高较低的采用门架进行吊装就位对口焊接,标高较高的利用手拉葫芦固定在楼面预埋件上进行吊装就位。

锅炉间管道采用塔吊吊装至安装位置,然后利用手拉葫芦进行对口焊接。

主蒸汽系统管道主要布置在主厂房8米层、锅炉间和汽机间。

主厂房内管道安装采用手拉葫芦进行吊装,吊点焊接在吊架预埋件上,由于安装高度较高,现场制作两个移动式操作平台进行支吊架的安装和空中对口焊接。

平台见下图。

锅炉间汇汽集箱出口至主厂房的主蒸汽管道利用130吨汽车吊和塔吊进行吊装到位,手拉葫芦配合空中对口焊接。

汽机间内管道利用20/5吨行车手拉葫芦配合对口焊接。

1、管子、管件、管道附件及阀门的检验

1.1管子、管件、管道附件及阀门必须具有制造厂的合格证明书,有关指标应附合现行国家工行业技术标准。

压力管道的管件、管道附件及阀门的制造厂需具备国家检验检总局颁发的“压力元件制造许可证”。

1.2管子、管件、管道及阀门在使用前应按设计要求核对其规格、材质及技术参数。

1.3管子、管件、管道及阀门在使用前应进行外观检查,其表面要求为:

无裂纹、缩孔、夹渣、粘砂、折迭、焊、重皮等缺陷;表面应光滑,不允许有尖锐划痕;凹陷深度不超过1mm,凹陷最大尺寸不应大于管子周长的5%,且不大于40mm。

1.4合金钢管子、管件、管道附件及阀门在使用前应逐步进行光谱复查,并作出材质标记。

1.5检验合格的钢管应按材质、规格分别放置,妥善保管,防止锈蚀。

1.6法兰密封面应光洁,不得有径向沟槽,且不得有气孔,裂纹、毛刺或其它降低强度和连接可靠性方面的缺陷。

1.7法兰端面上连接螺栓的支承部位应与法兰接合面平行,以保证法兰连接时端面受力均匀。

1.7法兰使用前应按设计图校核各部尺寸,并与待连接的设备上的法兰进行核对,以保证正确连接。

1.9螺栓及螺母的螺纹应完整,无伤痕、毛刺等缺陷,螺栓与螺母应配合良好,无松动或卡涩现象。

1.10用于高压部位的直径大于M30的合金钢螺栓应逐根进行硬度检查,不合格者不得使用。

1.11法兰的垫片材料应符合设计要求,金属垫片不应有径向划痕、松散等缺陷。

1.12阀门安装前须进行强度试验和严密性检验,以检查阀座与阀芯、阀盖与填料室各接合面的严密性。

严密性按1.25倍铭牌压力的水压进行,试验时间不得少于30min,以阀瓣密封面不漏为合格,强度试验以1.5倍铭牌压力的水压进行,试验时间不得少于5min,以壳体填料无渗漏为合格;

1.13安全阀门送至有资质的检验单位进行检验、整定。

1.14阀门试验合格后应将腔内的积水排除干净,分类妥善存放。

2、支吊架安装

施工作业流程:

支吊架领用、清点→支吊架的尺寸检查和配制→合金管管部光谱分析→支吊架根部安装→支吊架连接件、弹簧的安装→支吊架的验收;

2.1在混凝土上安装支架时要去掉其抹面层,露出预埋铁。

2.2管道的固定支架严格按图执行,导向支架、滑动支架的滑动表面应清洁,活动接触面与其支撑面接触应良好,不被水泥或保温层所敷盖。

2.3整定弹簧应按设计要求进行安装,固定销应在管道系统安装结束且压力试验、保温结束后方可拆除。

固定销应完整抽出,妥善保管。

2.4支吊架的调节螺纹部位,安装前应先涂上润滑油;支吊架调整后各连接处的螺杆必须带满、带紧,锁紧螺母应锁紧。

2.5支吊架应及时安装,原则上在管道安装前,支吊架根部及连接部件应按设计图纸要求预先安装,根部焊接应严格按照图纸设计强度施工;

2.6本系统管道属于高温高压管道,支吊架定位时,支吊点的偏移方向及尺寸应按设计要求实施,切记不得进行反偏移方向定位;

2.7各弹簧部件安装前,必须核对图纸,切记不得错装型号类同的弹簧部件;

2.8安装过程中,提供的弹簧部件已根据设计处于锁定状态,施工人员严禁随意去松动或拔动相应的锁紧螺母或锁紧销;

2.9使用临时支吊架时,应做好明显的标记,不得与正式支吊架冲突,管道安装完毕,及时拆除;

2.10随着管道的安装,应及时进行支吊架的固定及调整工作,管部位置应正确,安装应平整、牢固,并与管道接触良好;

2.11管道安装完毕,应逐一核对支吊架型式、材质及位置的正确性。

2.12恒力吊架的安装

(1)把恒吊可靠地安装到规定的吊点处的结构件上,并使恒吊的花篮螺母正好处于管道吊点的上方。

(2)检查恒吊,保证其运动部位在运动时不受阻碍。

(3)在管道上管部附件和恒吊花篮螺母间装上拉杆,连接时应保证拉杆螺纹有足够的旋合长度。

(4)转动花篮螺母,拉紧拉杆,并使恒吊锁紧块和位移指示器间处于松动状态。

(5)系统投入运行前,解除锁紧块。

热态运行时,检查记录恒吊位移指示器,看它是否指在热态位置上,如需要,可按要求调节。

3、管道安装

施工作业流程:

管子、管件的领用→管子、管件的外观检查→测量壁厚以及管子、管件的实际尺寸与图纸是否相符→管段、焊缝等光谱分析→管子、管件组合(对口、焊接)→管子、管件安装就位→管子空中对口焊接→焊缝试验→支吊架调整。

3.1根据现场实际情况在地面组对好部分管子,减少高空作业量及高空施工难度。

组合好后将内部清理干净,将管口临时封堵好。

3.2管道水平段的坡度方向与坡度应符合设计要求,以便于放水、排气。

在U形补偿器两边的管段应保持水平,中间管段应与管道坡度一致。

3.3合金钢管用机械切割、打破口及钻孔,不允许用火焰加工,切断后应及时移植原有标记。

低压钢管可用火焰加工,但须用磨光机磨去加工部位的氧化层。

3.4管子对焊缝位置应应符合如下要求:

3.4.1焊缝位置距弯管的弯曲起点不得小于管子外径或不小于100mm;

3.4.2管子两个对接焊缝间距不宜小于管子外径,且不小于1500mm;

3.4.3支架管部位置不得小于与管子对接焊缝重合,焊缝距离支架边缘不小于50mm,合金钢管焊缝距离支架边缘不小于100mm;

3.4.4管子接口应避开疏、放水及仪表等的开孔位置,距开孔边缘不小于50mm,且不小孔径;

3.4.5管道在穿过隔墙、楼板时位于隔墙、楼板内管管段不得有接口

3.5合金钢管道切断后应及时移植原有标记,在整个系统安装完毕后应做光谱复查,材质不得有差错,剩余管段也应做出材质标记。

3.6合金钢管道表面上不得引弧试电流或焊接临时支撑物。

3.7压力管道在安装完毕后将焊缝位置及时标注在单线图上。

3.8管道安装允许偏差如下:

标高:

室内<±10mm,室外<±15mm;

水平管道弯曲度:

DN≤100时1/1000且≤20mm,DN>100时1.5/1000且≤20mm

立管铅垂度:

≤2/1000且≤15mm

交叉管间距偏差:

<±10mm

3.9坡口打磨:

坡口及坡口内外10-15mm范围内应打磨出金属光泽,不得留有油漆等杂物,同时须确认无裂纹、夹层等缺陷;

3.10根据要求,管道安装期间应无预应力,因此管道的对口不允许有强力;

3.11若对口后要搁置一段时间施焊的话,须做好封口工作,防止异物进入;

3.12安装过程中,通过测定管段不同工作位置坐标及标高来保证管道坡度值满足图纸要求;管线坡度的调整是在冷态产生的,此时弹簧支吊架、恒力支吊架应在闭锁状态。

管道焊接前及焊接后坡度值应记录并进行比较。

3.13对口使用的吊索、吊具及临时固定结构应在管道热处理后冷却300℃以下方可去除,防止因热处理可能造成的管道变形及内应力。

4阀门和法兰的安装

4.1阀门安装前复核合格证及试验记录,核对型号按介质流向确定其安装方向。

4.2阀门安装前应清理干净,在运输搬运过程中为了避免损伤阀座及轴承,应保持阀门的关闭状态,安装和搬运阀门时不得以手轮为起吊点,且不得随意转运手轮。

4.3阀门连接自然,不得强力对接或承受外加重力负荷,手轮不宜朝下,且便于操作维修。

法兰周围紧力应均匀,以防止附加应力损坏阀门。

4.5法兰连接时应保证法兰间的平行,其偏差不大于法兰外径的1.5/1000,且不大于2mm,不能用强紧螺栓的方法消除歪斜。

4.6法兰平面应与管子轴线相垂直,平焊法兰内侧角焊缝不得漏焊,焊后清除药皮。

4.7螺栓紧固时应对称均匀,松紧适度。

安装阀门与法兰的连接螺栓时,螺栓应露出螺母2~3扣,螺母宜位于法兰的同一侧。

合金钢螺栓不得在表面用火焰加热进行热紧。

4.8在运输搬运过程中为了避免损伤阀座及轴承,应保持阀门的关闭状态。

4.9安装前,阀门进出口的塞盖必须除去,且阀门内必须清理干净。

4.10管道施工中,不允许附加的推力及弯力作用在阀体上。

5、管道焊接

5.1施焊焊工须是合格焊工,持证上岗

5.2本工程主要焊材如下:

主蒸汽管道(12Cr1MoVG):

采用R31焊丝和R317焊条;高压给水管道(20G):

采用J50焊丝和J507焊条;支吊架:

J422焊条。

5.3焊条使用前应进行烘干,R317焊条烘干温度为400℃,J5073焊条烘干温度为350℃,保温1小时。

烘干后置于保温筒中使用,做到按需烘烤且剩余焊条不得重复烘烤两次。

坡口形式及对口示意图

图1壁厚>16mm的管子U形坡口形式及对口示意图

图2壁厚16mm的管子V形坡口形式及对口示意图

5.4焊件在组装前应将焊口表面及附近母材每侧翼15mm内外壁的油漆、污垢、铁锈等清理干净,直至露出金属光泽。

5.5焊件对口时应做到内壁齐平,局部错口值不应超过壁厚的10%,且不大于1mm。

对口结束后,应认真检查对口装配尺寸是否符合要求,合格后方可进行焊接工作。

5.6焊前预热、焊后热处理工艺

本工程所使用的钢材焊前热温度和焊后热处理温度详见下表:

母材规格

部件名称

材质

预热温度(℃)

焊后热处理温度(℃)

焊后热处理恒温时间(h)

Φ377×32

主蒸汽

12Cr1MoVG

200~300

720~750

1.5

Φ325×28

主蒸汽

12Cr1MoVG

200~300

720~750

1.5

Φ273×25

主蒸汽

12Cr1MoVG

200~300

720~750

1

Φ323.9×16

主蒸汽

12Cr1MoVG

200~300

720~750

1

Φ325×28

主给水

20G

100~200

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5.6.1预热方法:

外径≤219mm或壁厚<20mm时采用火焰加热法,其他采用电加热法者。

5.6.2预热宽度从对口中心开始,每侧不少于焊接厚度的三倍。

升温速度为174℃/h。

5.6.3热处理升温、降温速度,一般可按250×250C/壁厚h计算,且不大于300℃/h。

降温过程中,温度在300℃以下可不控制。

5.6.4热处理的加热宽度,从焊缝中心算起,每侧不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm。

5.6.5热处理时的保温宽度,从焊缝中心算起,每侧不得小于管子壁厚的5倍,以减少温度梯度。

5.6.6热处理时应力求内壁和焊缝两侧温度均匀,恒温时在加热范围内任意两侧点间的温度差应低于50℃。

5.6.7热处理的测温必须准确可靠,应采用自动温度记录。

所用仪表、热电偶及其附件,应根据计量的要求进行标定或校验。

5.6.8进行热处理时,测温点应对称布置在焊缝中心两侧,且不得少于两点。

水平管道的测点应上下对称布置。

5.6.9焊接接头热处理后,应做好记录和标记,并打上热处理工的代号钢印或永久性标记。

5.7焊接工艺控制:

5.7.1钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后,应及时进行次层焊缝的焊接,以防产生裂纹。

5.7.2多层多道焊缝焊接时,应逐层检查缺陷,经自检合格后,方可焊接次层,直至完成。

5.7.3施焊过程中,应特别注意接头和收弧的质量,收弧时应将溶池填满,多层多道缝的接头应错开。

仪表管的焊接严禁一次完成成型。

5.7.4施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外,应连续完成,若被迫中断,应采用防止裂纹产生的措施,再施焊时,应认真检查并确认无裂纹后,方可按工艺要求继续施焊。

5.7.5焊口焊完后应进行清理,经自检合格后,在焊缝附近打上焊工代号。

5.7.6焊接接头有缺陷时,可采取挖补方式返修,在同一位置挖补次数不得超过二次。

补焊应按工艺要求进行。

5.8焊接质量检验及标准

(1)焊缝外观检查质量应符合下列要求。

①焊缝边缘应圆滑过渡到母材,焊缝外形尺寸应符合设计要求,其允许尺寸见表2。

表2:

焊缝外形允许尺寸(mm)

焊接接头类别

接头形式位置

对     接 接 头

焊缝余高

平焊

0~2

0~3

0~4

其它位置

≯3

≯4

≤5

焊缝余  高 差

平焊

≤2

≤2

<3

其它位置

≤2

<3

<4

焊缝宽度

比坡口增宽

<4

≤4

≤5

每侧增宽

<2

≤2

≤3

角焊接头

贴角焊

焊角

δ+(2~3)

δ+(2~4)

δ+(3~5)

焊角尺寸差

<2

≤2

≤3

坡口 角焊

焊 角

δ≤20

δ±1.5

δ±2

δ±2.5

δ>20

δ±2

δ±2.5

δ±3

焊 角 尺寸差

δ≤20

<2

≤2

≤3

δ>20

<3

<3

<4

注:

a.焊缝表面不允许有深度大于1mm的尖锐凹槽,且不允许低于母材表面。

  b.搭接角焊缝的焊角与部件厚度相同。

②焊缝表露缺陷应符合表3的要求。

表3:

焊缝表露缺陷允许范围

焊接接头类别

缺陷名称

质量要求

裂纹、未融合

不  允  许

根部未焊透

不允许

深度≯10%δ且≯1.5mm,总长度≯焊缝全长的10%,氩弧焊打底焊缝不允许

深度≯15%δ且≯2mm,总长度≯焊缝全长的15%。

气孔、夹渣

不  允  许

不要求修磨的焊缝

深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度:

管件≯焊缝全长的10%且≯40mm。

板件不大于焊缝全长的10%。

深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度:

管件≯焊缝全长的20%。

板件≯焊缝长的15%。

深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度:

管件≯焊缝全长的20%

板件≯焊缝长的15%

要求修磨的焊缝

不允许

根部凸出

≯2mm

板件和直径≥108mm的管件:

≯3mm

管件直径<108mm时以通球为准,要求是:

管外径≥32mm时,为管内径的85%

管外径<32mm时,为管内径的75%

内凹

≤1.5mm

≤2mm

≤2.5mm

(2)焊缝的无损探伤检验及结果的评定应按《火力发电厂焊接技术规程》的标准进行。

外径大于159mm,工作温度高于450℃的蒸汽管道,进行100%射线或超声检测,光谱100%,硬度100%。

工作压力大于8MPa的汽、水、油、气管道,进行50%射线或超声检测,光谱100%,硬度100%。

6、冷拉口的施工

6.1进行冷拉前应满足下列要求:

 

(1)冷拉区域各固定支架安装牢固,各固定支架间所有焊口(冷拉口除外)焊接 完毕并经检验合格,要作热处理的焊口应作过热处理;

 

(2)所有支吊架已装设完毕,冷拉口附近吊架的吊杆应预留足够的调整裕量。

 弹簧支吊架弹簧应按设计值预压缩并临时固定,不使弹簧承担整定值外的荷载;

(3)管道坡度方向及坡度应符合设计要求。

6.2冷拉时,先进行横向冷紧,冷紧口的两管头宜同时进行,使用手拉葫芦选择合理的冷拉支点进行冷紧。

其纵向的冷拉,则可用手拉葫芦结合千斤顶,利用主厂房的柱等结构作支点,冷紧口两管头应同时相互配合随时调整进行冷拉。

6.3当冷紧口上管头与玲紧口下管头逐渐合拢缓慢闭合,且管口的坡口问隙宽度符合焊接要求时,进行焊口的固定施焊操作,此时,不应松开手拉葫芦等冷拉工具。

6.4冷紧口的焊口,经焊后热处理检验合格,且检查管道各支吊点处于正确的冷态线位置,此时方可松开冷拉工具,然后再打开被卡死锁定的吊架弹簧,并进行弹簧的荷载安装调整,使之处于均匀的荷载受力状况下。

7管道试压

7.1管道试压前应满足下列要求:

支架安装完毕,固定支架固定牢固;焊接、热处理工作结束并经检验合格;试验压力表经校验合格;在试压前应将支架锁定或垫牢固定好,防止因水重造成支吊架超载使其受损或变形。

7.2根据规范要求,试压要点综合如下:

7.2.1试验压力为设计压力的1.5倍,主蒸汽管道试验压力为14.72Mpa,高压给水管道试验压力为23.25Mpa

7.2.2水压试验时环境温度应高于5℃;

7.2.3水压试验用水温度5~30℃,且水温高于环境露点温度;

7.2.4水压试验用水水质:

软水、生活水或洁净的工业水;

7.2.5水压试验时安装2块经校验合格、精度1.6级的压力表,试压泵出口与管道最高点各装一块,以最高点压力表读数为准;

7.2.6水压试验的压力升降速度≤0.3MPa/min;

7.2.7试压在

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