氮气管道安装施工方案设计.docx
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氮气管道安装施工方案设计
氮气管道安装施工方案
2010-09-1908:
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氮气管道安装施工方案
1.工程内容
1.1管道DN125 L＝5.5M 设计压力PN＝1.0MPa介质：
氮气 按装.
1.2管道DN80 L＝103M 设计压力PN＝0.4MPa介质：
氮气 按装
1.3管道DN50 L＝135M 设计压力PN＝0.6MPa介质：
氮气 按装
2.编制依据
2.1《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）
2.2《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ50236-98）
2.3.《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》（SHJ3501-2002）
2.4《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46－2005）。
3管道安装程序
4.安装前的准备工作
4.1、研悉施工图纸，确定待安装管道的管号、规格、材质、走向及起止。
4.2、确定管路附件，如三通、弯头、阀门，有无节流装置、在线检测与控制元件，是否在地面预制时焊接等应首先掌握。
4.3、确定该管段与其他管段及现场实际有无矛盾等（如有，则应即时通知建设单位现场工程师，以便尽快落实更改方案）
5.管段预制与加工
5.1、管道预制可已确定管道空视图进行。
5.2、管道预制应遵从下列规定。
5.2.1.管道切断前应移植原有标志。
5.2.2为了保证工程施工的质量和便于安装，应合理选定封闭管段与自由管段，且管段加工端面误差控制图应按下图所示标准执行。
5.2.3.自由管段应按管道单线图规定的长度加工，封闭管段应留有适当的裕量，按现场安装实测的长度加工，以保证现场安装工作的顺利进行。
5.2.4.坡口加工与清理
5.2.4.1.为了坡口成型更加规范，坡口加工宜采用机械加工法进行，例如，电动坡口机匀速切割；当采用氧气－乙炔焰切割时，切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化皮、铁屑等杂物。
5.2.4.2.坡口组对前，应按下表对坡口进行清理。
坡口及其内外侧的清理要求
材质
清理范围（mm）
清理杂物
清理方法
碳素钢
≥10
油渍、油漆、铁锈、毛刺等污物
手工或机械
5.2.5.为防止焊接裂纹和减小内应力，坡口组对时严禁强行组对。
5.2.6.管道、管件对接时，应做到内壁平齐。
且内壁错边量误差控制应符合下表之规定。
管道组对时内壁错边量偏差表
管道材质
内壁错边量
碳素钢（20#）
不宜超过壁厚的10％，且不应大于2mm
5.2.7.管道、管件组对时，应将焊件垫置牢固，以免焊接过程中产生附加应力或变形。
5.2.8.管道、管件组对采用根部定位焊时，定位焊缝应由合格焊工采用与正式焊接要求一致的焊接材料和焊接工艺进行施焊。
当发现定位焊缝有裂纹等缺陷时，应及时清除（清除用工具：
钢丝刷或焊缝清根专用砂轮机、砂轮片）。
5.2.9.坡口形式及组对间隙
壁厚δ≤9mm的无缝碳钢管，宜采用“V”型坡口。
组对间隙b=（3～5）（mm）；坡口钝边p=（0～2）（mm）；坡口角度α=（45～55）°。
“V”坡口加工形式如下图所示。
5.2.10.自由管段与封闭管段的加工尺寸偏差应符合下表之规定。
预制管段加工尺寸允许偏差
测量项目
允许偏差（mm）
自由管段
封闭管段
管段长度（L）
±10
±1.5
法兰面与管
中心垂直度
DN＜100
0.5
0.5
100≤DN≤300
1.0
1.0
DN＞300
2.0
2.0
法兰螺栓孔对称水平度
±1.6
±1.6
5.2.11预制管段应具有足够的刚性，必要时可进行加固，以防止存放、运输、吊装过程的形变。
5.2.12.管段预制完毕后，应将其内部清理干净，并及时封闭管口。
6管道的焊接
6.1、焊接施工程序
6.2、施焊环境规定
6.2.1.焊接环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和焊工技能不受影响。
6.2.2.焊接时风速不应超过下列规定，当超过此规定时，应当采取必要的防风措施；同时，雷雨天严禁施焊。
6.2.2.1手工电弧焊：
V风速≤8m/s。
6.2.2.2氩弧焊：
V风速≤2m/s。
6.2.2.3焊接电弧1m范围内空气相对湿度执行下列规定：
焊接电弧1m范围内空气相对湿度≤80％。
6.2.2.4焊接电流：
焊接方式：
SMAW
焊道/焊层
焊接方式
填充材料
焊接电流
电弧电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
牌号
直径
极性
电流（A）
1/1
SMAW
J422
￠3.2
正极性
110～125
20～22
14～16
1/2
SMAW
J422
￠3.2
正极性
110～125
20～22
14～16
1/3
SMAW
J422
￠3.2
正极性
110～125
20～22
14～16
焊接方式：
GTAW SMAW
焊道/焊层
焊接方式
填充材料
焊接电流
电弧电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
牌号
直径
极性
电流（A）
1/1
GTAW
H08A
￠2.4
正极性
95～105
11～12
5～8
1/2
SMAW
J422
￠3.2
正极性
110～125
20～22
14～16
1/3
SMAW
J422
￠3.2
正极性
110～125
20～22
14～16
6.3、焊接材料选用
6.3.1.焊丝牌号：
H08Mn2Si；焊丝规格：
Φ2.5。
6.3.2焊条牌号：
J422；焊条规格：
Φ3.2。
6.3.3.DN50以下规格管道焊缝，采用全氩弧焊焊接。
6.3.4.DN50以上规格管道焊缝，采用氩弧焊打底手工电弧焊焊接。
6.4、焊接质量保证措施
6..4.1严格遵从前面关于焊件坡口（要求：
坡口表面不得有夹层、裂纹、加工损伤、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷）、焊件组对及施焊环境的全部规定。
6.4.2.焊丝使用前应清除净表面的油污、锈蚀，使其露出金属光泽。
6.4.3施焊时，应增添措施，防止“穿堂风”从管道中进入并吹过。
6.4.4.施焊时，应选取合理的施焊方法和施焊顺序。
6.4.5.施焊过程中，应保证起弧和收弧质量。
收弧时，应将弧坑填饱满；对多道焊缝焊接，每一焊道完成后，均应彻底清除焊道表面的熔渣，再仔细检查焊道有无各种表面缺陷（若有，则应清除干净）。
且每层焊道接头必须错开。
6.4.6.每道焊缝宜一次连续施焊完毕；如果因故中断，则再次续焊时，应仔细检查并清除干净焊缝的焊接飞溅或其它缺陷。
6.4.7.当焊缝采用“Ws/D”方式焊接时，宜采用“小线能，短弧不摆动或小摆动”，且保持电弧电压稳定的操作方法进行施焊，且应保证氩弧焊所用氩气纯度不低于99.96％。
6.4.8.严禁在焊件表面引弧和熄弧，焊接熄弧后，必须磨去弧坑缺陷；同时，还应及时将焊缝表面的熔渣、焊接飞溅等杂物清除干净。
6.5、焊接质量检查
6.5.1.焊缝外观质量检查（检测工具：
焊检尺）
本工程焊缝合格级别为GB3323—87Ⅲ级，焊缝外观质量应符合下表要求。
焊缝外观质量检查验收表
序号
检查项目
质量规定
1
裂 纹
不允许
2
表面气孔
不允许
3
表面夹渣
不允许
4
焊缝咬边
不允许
5
未焊透
不允许
6
根部收缩
≤0.2＋0.02δ，且≤0.5mm
7
焊缝余高
不允许
备注
“δ”－表示焊接母材厚度
6.5.2.焊缝内部质量检查
无损检测操作程序图。
①检查方法：
X射线无损检测法（RT）。
②检测比例：
10%比例抽探。
③合格标准：
GB3323—87（Ⅲ级）。
根据检测进度，及时作好无损检测“报告单”和“评片记录”及其它工程资料（如：
管道焊缝位置示意图等），完成管道焊缝内部质量检测工作。
7.管道安装
7.1、管道安装应具备的条件
7.1.1.管路组件及管道支承件等已经检验合格，并具备各自的有关技术证明文件。
7.1.2.部分管道已按现场条件预制完毕。
7.1.3.再次检查待安装管道、管件及阀门是否清洁，当发现管内有焊渣等杂物时，须经清除干净后，方可安装。
7.2、管道安装及质量控制
7.2.1.预制后管道安装的焊接，多为空中管廊上的固定焊接，负责施工的钳铆工必须按规定要求进行管道组对，控制好组对间隙和错边量。
7.2.2.管道与法兰连接时，应保证管道与法兰的同心度，以及管道连接端面与法兰平面的垂直度，并应保证连接螺栓的自由安装。
7.2.3.法兰连接时，应保证法兰间的平行，其允许偏差不应大于法兰外径的1.5‰，且≤2mm。
7.2.4.管道安装对口时，应在距接口中心200mm处测量平直度，当管道公称直径DN＜100mm时，允许偏差△a≤1mm；当管道公称直径DN≥100mm时，允许偏差△a≤2mm；且管道全长允许偏差均不应超过10mm（其它允许偏差参数见下面附表）。
7.2.5.管道连接时，不得用强力对口、加偏垫或加多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错边或不同心等缺陷。
7.2.6.环焊缝距支、吊架的净距≥50mm。
7.2.7.管道上仪表取源部件的开孔和焊接宜在管道安装前进行。
管道安装允许偏差
检测项目
允许偏差
坐标
架空及地沟
室外
≤25mm
室内
≤15mm
埋地敷设
≤60mm
标高
架空及地沟
室外
≤±20mm
室内
≤±15mm
埋地敷设
≤±20mm
水平管道平直度
DN≤100mm
≤2L‰，最大≤50mm
DN＞100mm
≤3L‰，最大≤80mm
立管铅垂度
≤5L‰，最大≤30mm
成排管道间距
≤15mm
注：
“L”表示管道有效长度：
“DN”表示管道公称直径。
7.2.8.施工时管道如存在干涉现象或与平台柱、梁及相关设备相碰，布置方位可微调，具体现场确定。
7.2.9.所有管道的纵、环焊缝不得在支、吊架处，没有注明管道支架设置的地方可视现场实际情况在满足跨距要求的前提下设支、吊架。
连续设支、吊架的布置间距为：
DN80L＜7M，DN50L＜5M，DN40L＜4M,平面转变取0.81L，端面直管跨距取0.89L。
7.2.10.管道分别敷设在各相应平台上，管道用角钢和U型螺栓现场固定。
8.阀门安装
8.1、阀门安装前，应按照国家规范要求，对所有种类及所有型号、规格阀门进行强度及严密性试验；按国家规范要求，阀门应逐个进行试验。
8.2、阀门执行《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》（SH/T3064-2003）。
8.3、阀门安装应在关闭状态下进行。
8.4、阀门安装前应按设计图纸核对型号，并按介质流向确定其安装方向的正确性。
9.管道支架制作安装
9.1.管道支架必须按图制作、安装。
9.2.管道的支吊架、托架、耳轴等在预制厂成批制作。
支架的焊接工作应由合格焊工施焊，不得有漏焊、欠焊和焊接裂纹等缺陷。
管道与支架焊接时，不得有咬边、烧穿等现象。
成排、同标高、同型式制作、安装的支架应注意支架的横平、竖直；同时，尚应注意支架整体的一致性。
9.3.管道安装原则上不宜使用临时支、吊架。
如使用临时支吊架时，不得与正式支吊架位置冲突，并应有明显标记。
在管道安装完毕后临时支架应予拆除。
9.4.管道安装完毕，应按设计图纸逐个核对支、吊架的形式和位置。
9.5.管道支架的制作、安装应始于管道预制阶段，应与管段的预制加工同步进行；支架焊缝应均匀、美观；毛边、飞溅等必须清除并打磨圆滑。
10.系统强度试验
10.1、试验介质的选取
根据工程特点及相关技术文件的要求，试验介质宜选用洁净水和压缩气体。
10.2、试验压力的确定
根据设计文件要求，选用洁净水时试验压力为工作压力的1.25倍；选用压缩气体时，试验压力为工作压力的1.15倍.当管道的设计压力小于或等于0.6Mpa时，也可采用压缩气体为试验介质。
10.3、试验应具备的条件：
9.4.1.管道安装已经完毕，无损检测已合格。
10.4.2.划定试压禁区，非有关人员不得进入。
10.4.3.试验范围内的管道安装工程除涂漆、绝热外，已按设计文件全部完成，安装质量符合有关规定。
10.4.4.焊缝及其它待检部位尚未涂漆和绝热。
10.4.5.管道上可能被损坏的组件，已装好临时约束设施。
10.4.6.试验用压力表已经校核，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2块。
10.4.7.符合压力试验的介质已经齐备。
10.4.8.按试验要求管道已经加固。
10.4.9.待试验管道与无关系统已经用盲板或其它措施加以隔离。
10.4.10.待试验管道上的安全阀、爆破板及仪表等已经拆下或加以隔离。
10.4.11.试验方案已经批准，并已进行技术交底。
10.4.12.试验前必须对以上要求进行一次全面、彻底的检查。
10.5、管道系统强度试验操作方法
10.5.1.压力表的设置：
在待试系统的最高点设置一只压力表；同时，在近加压装置输出端管段设置另一只压力表。
一切准备就绪后，开始试压工作。
具体试验装置示意如下。
10.5.2.系统开始试验时，应逐步、缓慢地增加压力。
当压力升至试验压力的30％、70％时，应暂停升压进行全面检查；如未发现异常或泄露，则继续以试验压力的10％逐级升压。
每级稳压3min，直至试验压力。
稳压10min，再将压力降至设计压力，停压时间应根据工作需要而定。
以发泡剂检验无泄露为系统试压合格。
10.5.3.完成系统强度试验，做好试验记录；同时，必须请参与了整个试验过程的业主、监理签字认可。
10.6系统严密性试验
10.6.1、严密性试验应在系统强度试验合格后进行。
10.6.2、试验压力：
P严密性试验=1.5MPa。
10.6.3、严密性试验宜结合试车工作一并进行。
10.6.4、严密性试验应重点检查阀门填料函、法兰或螺纹连处、放空阀、排气阀、排水阀等。
以发泡剂检验不泄露为合格。
10.6.5、经压力试验合格，且在试车后未经拆卸的管道可不进行严密性试验。
10.6.6、完成系统严密性试验，做好试验记录；同时，应请参与了整个试验过程的业主、监理工程师签字认可。
10系统吹扫应具备的条件
11.1、管道系统压力试验合格以后。
11.2、不允许吹扫的设备及管道系统已经隔离或已经采取了相关的有效隔离措施。
11.3、系统中不宜参与吹扫的组件（如：
孔板、法兰式调节阀、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等）已经隔离或已经采取了其它能达到同样效果的措施（如：
增加旁路、卸掉阀头、阀座、加保护套）。
11.4、吹扫顺序应为：
先主管后支管、疏排管；同时，应避免吹扫出的脏物再次进入已经吹扫合格的管道系统之中。
11.5、开始吹扫前，应检查管道系统支、吊架的牢固程度，必要时应适当予以加固。
11.6、吹扫时，同样应设置工作禁区，非有关人员不得进入。
12.管道系统吹扫
12.1、吹扫分管线，管线分段
12.1.1吹扫顺序：
先主管，后支管；先大管，后小管。
12.1.2.所有需吹扫管线必须逐一吹扫合格。
由于个别管线较长，为保证吹扫质量和快速、准确确定泄漏点，本工程管道吹扫宜分段进行。
根据现场实际情况，宜分两段进行吹扫；分段原则：
分段位置基本位于管路总长度的1/2处的位置较低点。
12.2、吹扫压力选取
一般以P吹扫压力=0.3～0.4MPa为宜。
12.3、吹扫气流方向
吹扫气流方向应与系统正常工作时的介质流向保持一致。
12.4、吹扫介质选取
吹扫介质选用空气（有条件则以洁净氮气为最佳）。
12.5、吹扫次数确定
吹扫次数一般至少宜为3次以上。
12.6、吹扫气流流速确定
吹扫气流流速，一般以V吹扫速度=20m/s为宜。
12.7、吹扫操作方法
12.7.1.根据本工程情况，宜从库区方向进气，同时，开启管道沿线阀门，关闭分段位置阀门，待管内达到一定压力后，开启分段位置阀门。
通过较强气流的冲涮作用，管道系统内的焊渣等杂物即被冲出。
12.7.2.如上述操作方法，反复吹扫3次以上，观察出口气流的清洁程度以确定是否已经吹扫干净。
12.7.3.当第一管段吹扫合格后，及时将管内气压值降至零刻度。
然后安装原预留位置的空缺管段，使管道连成完整的系统；同时，保留吹扫临时用阀门，作为向第二管段供气的倒气阀。
12.7.4.关闭吹扫管线末端阀门，同时，开启吹扫临时用控制阀和该管段上的所有阀门。
当全系统压力达到吹扫压力值后，关闭临时用控制阀及以前的所有阀门，开启管线末端阀门,开始吹扫。
如此反复操作，直至完成第二管段的吹扫工作。
12.8、安全问题
开启出口阀时，操作人员应侧向阀门操作，以防止高速吹扫杂物造成人员伤害。
12.9、检验方法
选用多块干净白布，在已经吹扫数遍后，多次将白布（绑扎在外物上）正对出气口；当最终白布上无污渍等杂物出现时，说明管道系统已经吹扫干净。
12.10管道系统吹扫合格并复位后，不得再进行可能影响管内清洁的其它施工作业。
12.11、管道复位时，应由施工单位会同工程建设单位，以及监理单位共同检查、确认，并填写好复位记录；同时，完善三方的签字认可工作。
13.管道涂漆
13.1管道安装完毕，留出焊缝，在其外表面刷红丹一遍：
13.2试压合格后，再刷红丹一遍，焊缝处刷红丹两遍，管道漆色按照长钢统一规定执行。
14.工程验收
施工完毕后，应对现场管道进行复查，复查内容包括：
14.1管道施工与设计文件是否相符。
14.2管道工程质量是否规范要求。
14.3管件及是否正确齐全，螺栓是否拧紧。
14.4安装所有的钢材、焊材、管件、涂料等材料质量证明书要齐全；
14.5安装检测记录要齐全；
14.6焊接质量检验报告和焊接工艺评定报告要齐全；
14.安全用电要求
14.1、现场用电采用“三相五线制”，保护接地采用就近安装临时接地装置，其接地电阻≤10Ω。
各用电设备的不带电金属部分应与临时接地装置可靠连接。
接地连接一般采用焊接和螺栓连接。
严禁用缠绕或钩挂。
14.2、现场安装的配电箱、开关箱应牢固。
便于操作和维修。
其安装的基础应高于周围地平，其周围附近不得堆放杂物。
其箱内导线应绝缘良好，排列整齐、固定牢固，导线端头应采用螺栓连接或压接。
14.3、照明、动力合用配电箱，应分别装设隔离开关或断路器。
14.4、移动或电动工具、手持式电动工具，通电前应做好保护接地。
并且应加装单独的电源开关。
严禁一台断路器接两台或两台以上的电动设备。
当它采用插座连接时，其插头、插座应无损伤、无裂纹，且绝缘良好。
当使用者因故离开或停电时，应拉开电源开关。
14.5、电焊机应按施工单元集中布置，并应编号，作业时应尽量考虑三相平衡用电；电焊机外壳应可靠接地，并且不得多台串联接地。
电焊机一侧电源线必须绝缘良好，不得随地拖拉，长度不宜大于5米；电焊钳必须绝缘良好。
14.6、各用电设备的开关均应架漏电保护开关。
14.7漏电保护器接线方式
漏电保护器的使用，必须遵从相关电气规范的安装、使用要求，并由专业电工负责安装和日常维护，其具体连接方式如下图所示。
15.施工进度计划
15.1编制依据
15.1.1、实物工程量。
15.1.2、资源配置情况。
15.2进度编制
具体进度编制如下网络图所示。
16.资源配置计划
16.1人力资源计划表
序号
工种
项目施工周期编排与阶段划分
前5天
中20天
后5天
1
管理
2名
3名
2名
2
司机
1名
1名
1名
3
钳工
1名
3名
1名
4
焊工
1名
3名
1名
5
起重
1名
2名
1名
6
临工
2名
3名
1名
7
电工
1名
1名
1名
16.2主要施工装备及工具用具配置表
序号
设备名称
规格/型号
数量
生产厂家
制造年份
额定功率（kw）
性能
备注
1
汽车吊
QY16T
1
完好
自备
3
客货车
1T
1
东风
2009
完好
自备
4
逆变焊机
ZX7-400ST
3
成都
2000.3
174.4
完好
自备
5
焊条烘干箱
500℃-100kg
1
成都
2002
18
完好
自备
6
焊条恒温箱
GS-110
2
江苏
1997
20
完好
自备
7
电动葫芦
3t
5
天津
2001
完好
自备
8
液压千斤顶
10t
4
上海
1999
完好
自备
9
角向磨光机
Ф100
10
上海
2003
35
完好
自备
10
砂轮切割机
Ф300
5
河南
2002
3
完好
自备
11
水准仪
S3
2
南京
2003
完好
自备
12
塞 尺
0.05mm
2
北京
2002
完好
自备
13
氧气乙炔表
10
青岛
完好
自备
14
焊检尺
2
成都
完好
自备
15
磁力线锤
5m
2
自贡
完好
自备
16
电动弯管机
3/4″-3″
1
江苏
1998.6
2.2
完好
自备
17
电动试压泵
16Mpa
1
简阳
2000
3
完好
自备
18
压力表
0～6MPa
2
上海
完好
自备
19
空压机
W-6/8
1
自贡
1997
45
完好
自备
20
冲击电钻
Ф25
5
日本
2002
完好
自备
17.施工安全
17.1现场吊装的安全管理
17.1.1、必须由专业人员捆扎、指挥和起吊。
17.1.2、无关人员应远离吊装区域。
17.1.3、其他人员密切配合。
17.1.4、严禁违章操作和违章指挥。
17.2水压试验安全管理
17.2.1、在试压过程中发现泄漏现象时，不得带压紧固螺栓、补焊或修理。
17.2.2、在压力试验过程中，受压设备、管道如有异常声响、压力突降、表面油漆脱落等现象，应立即停止试验，查明原因并妥善处理后方可继续进行试验。
17.2.3、检查带压的设备和管道时，正面不得站人。
17.2.4、水压试验结束后，排液时应防止形成负压，并不得随地排放。
17.3加强个人防护安全管理
17.3.1、个人防护用品（PPE）定义
个人防护用品，是指员工在劳动过程中为避免或减轻事故伤害或职业危害所配备的防护装备。
17.3.2、个人防护用品配备
17.3.2.1.坚固耐用的安全帽。
17.3.2.2.防砸防穿刺的工作鞋。
17.3.2.3.有侧边的防护眼镜。
17.3.2.4.劳动保护系列服装。
17.3.2.5.超过2米登高作业的安全带。
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