不锈钢管道施工方案.docx
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不锈钢管道施工方案
1.工程概况
2.编制依据
3.施工工艺程序
4.施工方法及主要技术措施
5.施工进度计划
6.质量保证措施及控制点设置
7.施工平面布置
8.劳动力计划
9.施工机具、计量器具及施工手段用料计划
10.季节性施工技术措施
11.职业安全健康与环境管理
12.降低施工成本措施
13.文明施工措施
14.接受监检制度
15.附图附表
1．工程概况
芜湖天润生物技术有限公司超临界萃取装置分为萃取单元、分离单元、CO2回收单元及公用工程共四个部分。
其中萃取单元是整个装置的核心部分，装置中的高压管道也全部集中在此单元。
因此该单元也是整个装置施工的难点所在。
工艺管道共有FF23、FF16、FF14、FF10、FF08、BA08六个等级。
管道规格如下：
不锈钢管φ12*1.5、φ15*1.5、φ16*2.0、φ28*1.5、φ33.7*2.9、φ48.3*3.6/12.5、φ60.3*3.2、φ70*16、φ127*28，碳钢管规格最大为φ219.1*6.3、最小为φ21.3*2.6。
其中不锈钢材质为1.4571（德国标准）；碳钢材质为ST35.8（德国标准）。
管道共计约3500米。
装置中的高压管道规格有φ12*1.5（丝扣连接）、φ48.3*12.5、φ70*16、φ127*28，高压管道的设计压力为58Mpa，试验压力为87Mpa，如何确保高压管道的施工质量是整个装置的重点和难点。
该装置的全套技术及材料均从德国引进，提供此项技术的德国公司是克虏伯（KRUPP）集团旗下的伍德（UHDE）公司，该公司是世界知名的设计并生产高压设备的公司。
该装置由我公司负责施工，德国UHDE公司提供技术指导。
2.编制依据
2.1UHD供的工艺流程图、管道E公司提平面布置图及管道单线图；
2.2UHDE公司提供的焊工考试标准；
2.3UHDE公司提供的有关技术资料：
2.4《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235—97；
2.5《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236—98；
2.6《化工金属管道工程施工及验收规范》HG50225-95；
2.7《压力管道安装安全质量监督检验规则》2002版；
2.8《石油化工施工安全技术规程》SH3505—1999；
2.9公司《质量安全环境管理体系程序文件》。
3.施工工艺程序
施工准备阶段：
设计交底图纸会审施工方案编制工程技术交底安全技术交底焊工资格考试材料计划编制
施工阶段：
单线图审核现场实测按单线图领料确定预留焊口位置下料及坡口加工组对焊接编号管道组装管道焊接管道X-射线检测水压试验管道水冲洗（空气吹扫）管线复位
4.施工方法及主要技术措施
4.1技术交底
针对该工程的特点以及施工中的重点和难点，在施工前，我们对施工班组进行下列内容的交底：
a.工程特点及特殊技术要求。
b.施工图纸上有关符号的意义及查对方法。
c.施工程序及方法。
d.质量要求及验收标准。
e.质量控制点内容、级别。
f.工期要求。
g.职业安全健康及环保要求。
4.2焊工资格鉴定
凡从事CO2超临界萃取装置工艺管道焊接的焊工应按UHDE公司提供的焊工考试标准进行考试，并经德方现场代表认可合格后，再由芜湖市锅炉压力容器监察科抽查确认合格后方可进行管道焊接。
4.3材料验收、保管及发放
4.3.1材料验收
4.3.1.1管子、管件、阀门的材质、规格、型号及质量应符合设计图纸的规定并具有质量证明书。
4.3.1.2管子、管件、阀门应进行外观检查，其表面应无裂纹、缩孔、夹渣、折迭、重皮、划痕等缺陷，不超过壁厚负偏差的锈蚀和凹陷。
4.3.1.3高压管质量证明书应包括以下内容：
a.供方名称及代号；b.需方名称及代号；c.合同号；
d.钢号；e.炉号、批号及重量；f.化学成分；
g.品种名称及尺寸；h.试验结果；i.标准编号。
4.3.1.4高压钢管应有代表钢种的油漆颜色和钢号、炉罐号、标准号及制造厂的印记。
4.3.1.5高压钢管验收时，如发现质量证明书与到货钢管的钢号或炉罐号不符或钢管标牌上无钢号、炉罐号时应对钢管按规范进行校验性检查。
4.3.1.6高压管件，中压焊接管件应核对制造厂的质量证明书，并确认以下内容是否符合要求：
a.化学成分；b.机械性能；c.高压管件无损探伤结果。
4.3.1.7高压螺栓、螺母应每批各取两根进行硬度检查，若有不合格，须加倍检查，若仍不合格须逐根进行检查，硬度不合格的螺栓应取该批中硬度值最高、最低各一根校验机械性能。
如有不合格，再取其硬度最近的螺栓加倍校验。
如仍有不合格，则该批螺栓不得使用。
4.3.1.8高压管管端螺纹加工质量，用合格的法兰单配，徒手拧入不应松动。
4.3.1.9管端锥角密封面不得有划痕、刮伤、凹陷、啃刀等缺陷，用标准透镜垫做着色检查，接触线不得间断或偏位。
4.3.1.10阀门使用前应进行外观检查，但根据德方要求不做强度及严密性试验。
4.3.1.11法兰（盲板）密封面应平整光洁，不得有毛刺及径向沟槽。
4.3.1.12石棉橡胶垫片表面不得有折损、皱纹。
钢环垫及金属透镜垫表面应无划痕、凹陷等缺陷。
4.3.2材料保管
4.3.2.1经检验合格的管材、阀门、管件、紧固件应按甲方要求设立一个材料库进行摆放。
碳钢、不锈钢应分开摆放，不同型号的不锈钢也应分开摆放，不锈钢下面应垫上木板。
4.3.2.2由于该工程的压力等级较多，不同压力等级的管道材料极其易混淆。
因此我们在征得甲方及UHDE公司同意的情况下制作了十几个三层货架，用于存放不同压力等级的管道材料。
同时，在不同压力等级的管道材料当中，还要将同一类型的管道材料（法兰与法兰、弯头与弯头等）集中存放，并在每一种材料附近贴上标有型号、尺寸及管线号的标签，以便查找、领料。
4.3.2.3安装前不得将管材、管件与阀门开口端的临时盖帽拆除。
若开口端未封闭的，应封闭其开口端，以免杂物进入。
4.3.2.4现场应设有焊条库，不同的焊接材料应分类摆放，室内应保持干燥。
4.3.2.5仓库保管应做好所有材料的入库流水帐。
4.3.3材料发放
4.3.3.1由于该工程的管件种类、型号较多，且都是英文标注，找起来费时、费力，难度很大。
因此，我们必须专门成立一个领料小组，小组由技术员、材料员、仓库保管员组成。
根据施工作业计划，由领料小组成员提前将各班组第二天要施工的管线材料找好，标记并分开存放。
领料时，各班组带着单线图号即可领料。
4.3.3.2各班组当天未用完的少量材料由各班组自行保管，当天领出而未施工的管道材料应在下班前退回仓库。
4.3.3.3仓库保管员做好出库流水帐，对于领走的材料应由领料人及时签字。
4.4管子下料切割
4.4.1管子下料前，应根据单线图及现场实测量好尺寸。
4.4.2不锈钢管子切割采用砂轮切割，管子上开孔采用钻孔方式。
4.4.3碳钢管切割：
a.小于4″管子采用砂轮切割；b.大于4″管子采用氧—乙炔焰切割。
管子上开孔采用氧—乙炔焰切割。
用于切割管子的砂轮机不能碳钢、不锈钢混用。
4.4.4管子切割后，切口表面应平整，不得有裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。
切割后的碳钢管外口用锉刀和砂轮机清理，切割后的不锈钢外口用锉刀和磨光机清理，内口均用内磨机清理。
4.4.5切割后尚留在管子内部的氧化物、铁屑、灰尘等应清理干净。
4.4.6切口平面倾斜偏差为管子直径的1%，且不得大于3mm。
4.5管道预制
为减少管道安装的难度，提高施工质量及进度，管道施工采用地面预制，分段组焊安装的方法。
4.5.1管道预制应按单线图上标注的数量、规格、材质选配管道组成件进行预制。
4.5.2管道的坡口加工
4.5.2.1管道坡口均采用砂轮机打磨的方法。
高压不锈钢管由于部分已预制，形状又极不规则，机械加工坡口有一定难度，故也采用砂轮机打磨加工坡口的方法。
4.5.2.2管道坡口型式、尺寸及组对
φ48.3*12.5、70*16的钢管
φ127*28的钢管
其它钢管
4.5.3管子、管件组对时，其内壁要做到平齐，内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm。
4.5.4管道预制应考虑安装方便，按现场实际安装情况留调整活口。
预制组合件应有足够的刚性，防止其永久变形，必要时可采取临时加固措施。
预制管段加工尺寸允许偏差如下表所示：
项目
允许偏差（mm）
自由管段
封闭管段
长度
±10
±1.5
法兰面与管子中心垂直度
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
4.5.5预制完毕的管段，应将内部清理干净，并及时封闭管口，防止杂物进入。
4.5.6预制完毕的管段应及时编号并妥善保管。
4.6管道安装
4.6.1管道安装应具备的条件：
a.由于超临界萃取装置管道大部分安装在H型钢制作的钢结构上，故管道安装前，与管道有关的钢结构、机械设备安装必须经检验合格，满足管道安装的要求。
b.管子、管件、阀门等内部已清理干净，无杂物、水分。
4.6.2根据管道施工的难易程度，考虑到后续施工中可能发生的修改，因此我们选择先安装高压管道、后安装中低压管道，先施工不锈钢管、后施工碳钢管的顺序。
4.6.3高压管道安装时，应合理选择安装顺序。
根据本工程的实际情况，我们选择从地面层及+3.5米平面层两个高压气动阀组开始配管，所有管道的走向及长度都应在现场严格测量。
4.6.4中低压管道我们选择从设备管口开始配管的顺序进行。
4.6.5预制管道应按管道系统号及预制顺序号进行安装。
管道安装前对照单线图再次核对管子、管件、阀门及其他附件的规格型号、材质是否符合设计要求。
4.6.6高压螺纹部分应清理干净，并进行外观检验，不得有缺陷，并涂以UHDE公司专门配带的油脂保护。
4.6.7螺纹法兰拧入管端时应使管端螺纹外露。
4.6.8法兰连接应与管道同心，并应保证螺栓自由穿入。
法兰螺栓孔应跨中安装。
法兰间应保持平行，其偏差不得大于法兰外径的1.5/1000，且不大于2mm。
不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。
4.6.9法兰连接应使用同一规格的螺栓，且安装方向应一致。
4.6.10搞清楚高压法兰用螺栓与普通螺栓的不同点，使用时严格区分，以免混用。
4.6.11高压螺栓带凸台的一面为压紧面，切忌用错。
4.6.12法兰连接后用数显游标卡尺测量相互垂直的四个方向两片法兰之间的间距，如有偏差，应及时调整，使之相等，以免泄露。
对于高压管法兰连接尤应如此。
4.6.13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、错口或不同心等缺陷。
4.6.14安装透镜垫时，应确保透镜垫与法兰面保持平行。
否则将无法确保两片法兰面的间隙一致。
4.6.15管道对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，允许偏差如下：
a.管子公称直径DN＜100mm时，允许偏差为1mm；
b.管子公称直径DN≥100mm时，允许偏差为2mm。
4.6.16管道上的仪表接点孔和焊接应在安装前进行。
4.6.17高压管上的仪表控制点管嘴应先焊上，后与管子一起钻孔。
4.6.18安装不锈钢管道时，不得用铁质工具敲击。
4.6.19不锈钢管道与碳钢支架间应垫入橡胶垫片，防止不锈钢与碳钢直接接触。
4.6.20不锈钢高压管道安装完毕后应检查材质、标记，发现无标记时应复查。
4.6.21管道安装坡度应与设计图纸相一致。
4.6.22管道法兰与传动设备法兰连接前，应在自由状态下，检查法兰的平行度和同轴度，允许偏差为：
平行度≤0.15mm、同轴度≤0.50mm。
4.6.23管道系统与传动设备最终连接时，应在设备联轴节上架设百分表监视设备位移，其位移值应小于0.02mm。
4.6.24当阀门与管道以法兰或螺纹方式连接时，阀门应在关闭状态下安装。
当阀门与管道以焊接方式连接时，阀门不得关闭。
4.6.25管道安装的允许偏差如下表所示：
项目
允许偏差（mm）
坐标
架空及地沟
室外
25
室内
15
埋地
60
标高
架空及地沟
室外
±20
室内
±15
埋地
±25
水平管道平直度
DN≤100mm
2L/1000，最大50
DN＞100mm
3L/1000，最大80
立管铅垂度
5L/1000，最大30
成排管道间距
15
交叉管的外壁或绝热层间距
20
注：
L为直管的长度
4.7管道支、吊架安装
4.7.1管道安装时，应及时固定和调整支、吊架。
支、吊架位置应准确，安装应平稳牢固，与管道接触应紧密。
4.7.2无热力位移的管道，其支、吊架应垂直安装。
有热力位移的管道，吊点应设在位移的相反方向，按位移值的1/2偏位安装（如图所示）。
两根热位移方向相反或位移值不等的管道，不得使用同一吊架。
4.7.3导向支架或滑动支架的滑动面应洁净平整，不得有歪斜和卡涩现象。
其安装位置应从支撑面中心向位移反方向偏移，偏移量是位移值的1/2（如图所示），绝热层不得妨碍其位移。
4.4.7.4支、吊架焊接应由合格焊工施焊，并不得有漏焊或焊接裂纹等缺陷。
管道与支架焊接时，管子不得有咬边、烧穿等现象。
4.8管道焊接
本工程所用管道材料全部为德国标准（不锈钢牌号为1.4571），在国内目前尚无与此钢号完全一致的不锈钢管及焊接材料。
对我们来说，这种管道材料也是第一次遇到。
因此，对于首次焊接这种材料，而且大部分管道均为我公司第一次遇到的压力如此之高的高压管，如何确保焊接质量，就成了本工程的重点及难点。
4.8.1焊接材料的选用
由于国内无法找到相匹配的焊接材料，因此，我们只好求助于UHDE公司。
于是UHDE公司根据他们的经验，为我们从德国选择并购买了焊接材料。
焊接材料
执行标准
牌号
规格
焊丝
AWSA5.9-93
ER318
2.0mm，3.2mm
焊条
AWSA5.4
E318-15
3.2mm
4.8.2焊接工艺评定
由于我公司工人是第一次焊接这种母材及使用此种焊接材料。
因此，我们委托安徽省三兴检测中心为我们做了焊接工艺评定并编制了焊接工艺指导书。
我们根据管道壁厚情况，选择了三种规格的管道材料做了焊接工艺评定。
如下表所示：
母材
母材规格
焊材
焊材
规格
焊接工艺评定编号
焊接工艺
指导书编号
1.4571
φ114.3*6.02（mm）
ER318
E318-15
φ3.2
mm
PQR2001012
WPI2001012
1.4571
φ48.3*12.5（mm）
ER318
E318-15
φ3.2
mm
PQR2001013
WPI2001013
1.4571/
ST35.8
φ33.7*2.9/
2.6（mm）
E318-15
φ3.2
mm
PQR2001014
WPI2001014
4.8.3焊接方法采用手工钨极氩弧焊打底手工电弧焊盖面的方法。
不锈钢管打底焊时，管道内充氩保护，氩气纯度应在99.99%以上。
4.8.4焊接材料的保管、烘烤、发放及回收
4.8.4.1放入专门的焊条库，并由专人看管。
4.8.4.2严格按照焊条说明书上规定的烘烤温度及保温时间进行烘烤和保温。
即在250℃时烘烤2小时后在100℃时保温。
4.8.4.3根据各个焊工的焊接工作量，严格控制其焊接材料领用量，用剩的焊条要及时回收。
4.8.4.4做好焊接材料的烘烤记录及焊条的发放、回收记录。
4.8.5管道焊接时应严格按照焊接工艺指导书给定的各项工艺参数进行。
高压管道焊接时，工艺参数如下：
焊道层数
焊接方法
焊材
电流
电压范围（V）
焊接速度
Cm/Min
牌号
直径（mm）
类型/极性
安培（A）
1
GTAW
ER318
φ3.2
DCSP
80-120
10-16
4-6
2
SWAW
E318-15
φ3.2
DCRP
80-120
20-24
6-10
3
SWAW
E318-15
φ3.2
DCRP
80-120
20-24
6-10
4
SWAW
E318-15
φ3.2
DCRP
80-120
20-24
6-10
焊道层数再增加时，焊接工艺参数参照前一层焊道的焊接工艺参数。
中低压焊接时，焊接工艺参数如下；
焊道层数
焊接方法
焊材
电流
电压范围（V）
焊接速度
Cm/Min
牌号
直径
内型/极性
安培（A）
1
GTAW
ER318
φ3.2
DCSP
80-120
8-18
4-8
2
SWAW
E318-15
φ3.2
DCRP
70-110
18-24
6-10
异种钢焊接时的焊接工艺参数（本工程中异种钢焊接均为角焊缝）如下：
焊道层数
焊接方法
焊材
电流
电压范围（V）
焊接速度
Cm/Min
牌号
直径
内型/极性
安培（A）
1
SWAW
E318-15
φ3.2
DCRP
50-90
14-20
4-8
4.8.6焊接时应注意的问题：
4.8.6.1焊接时严禁在坡口之外的母材表面引弧和试电流，防止电弧擦伤母材。
4.8.6.2多层焊时层间接头应错开，每层焊完后，应立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷消除后，方可进行下层的焊接。
4.8.6.3管道焊接时，管内应防止穿堂风。
4.8.6.4焊接完毕应将焊缝表面的熔渣、飞溅物等清除干净，并按规定在焊缝附近打上钢印。
4.8.6.5不应在不锈钢及高压管道上点焊卡具或临时支、吊架。
4.8.6.6不锈钢管道焊缝表面应进行酸洗及钝化处理。
4.8.7焊接检查
4.8.7.1按设计要求，本工程各种管道焊缝探伤比例分别为：
FF23、FF16：
100%
FF14、FF10：
25%
4.8.7.2射线评片标准按GB3323-87进行。
4.8.7.3高压管道焊缝无损检测分两次进行，即打底透一次，盖面再透一次。
4.8.7.4对于壁厚δ=28mm的管道焊缝，打底焊采用X射线探伤，盖面采用γ射线探伤。
4.8.7.5焊缝在进行射线探伤之前，须经外观检验合格。
a.焊缝表面不允许有气孔、裂纹、夹渣、熔合性飞溅、凹陷等缺陷。
b.焊缝表面咬肉深度≤0.5mm，长度≤10%焊缝长度。
4.8.7.6规定进行无损探伤的焊缝，应对每个焊工所焊焊缝按比例进行抽查，且每条管线上不得少于1个焊口。
4.8.7.7每出现1道不合格焊缝应再检验2道该焊工所焊的同一批焊缝。
当这2道焊缝又出现不合格时，每道不合格焊缝应再检验2道该焊工所焊的同一批焊缝。
如仍有不合格，应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验。
4.8.7.8焊工返修次数：
碳钢管不超过3次，不锈钢不超过2次。
4.8.8焊接变形
相对于碳钢来说，奥氏体不锈钢的热导率小，而线膨胀系数却大得多。
所以不锈钢焊接变形比碳钢大得多，加上高压管壁厚较大，焊接层数较多，更易产生更大的焊接变形。
因此，焊接变形的控制是本工程的又一难点。
4.8.8.1减小焊接变形量，即尽可能地采用较小的焊接电流和较大的焊接速度。
4.8.8.2多层焊接时，待上一层冷却后再焊下一层。
必要时可采取冷水浇等强冷措施加快冷却速度。
4.8.8.3采用合理的焊接顺序，如可采用分段跳焊法或对称焊法。
4.8.8.4采用反变形法。
即在管道对口时预留一定角度，焊接时沿角度的反方向开始施焊。
如下图所示：
4.9管道系统试验及冲洗
4.9.1所有管道安装完毕后，必须对管道系统进行强度、严密性试验，以检查管道系统及各连接部件的工程质量。
4.9.2系统实验前应具备的条件：
4.9.2.1对照管道流程图及单线图检查管道是否按设计图纸施工完毕，安装质量是否符合规范要求。
4.9.2.2管道焊缝无损检测已全部完成，并报经芜湖市锅炉压力容器监督检验所检查通过。
4.9.2.3管道支架已按设计要求全部完成。
4.9.2.4高压管道施工记录和资料应齐全。
4.9.2.5试验用的压力表已经校验，其精度不低于1.5级，其量程为试验压力的1.5倍。
4.9.2.6试验用的试压泵及临时管线已经接通。
4.9.2.7试压用的水源已准备充分，且要保证水中的氯离子含量不得超过25*10-6（25PPm）。
4.9.3拆除所有阀门、测量设备、容器和安全阀，用盲板或堵头堵住所有孔口。
加置盲板的地方应有明显的标记。
4.9.4高压管道试压将分段进行。
即将每一条管线沿法兰连接的地方脱开，分段进行压力试验。
高压试压泵、临时管线、接头等由UHDE公司提供。
4.9.5管道试压时必须有以下各方代表在场：
业主、UHDE公司、锅检所、我公司。
试验合格后及时做好记录并请以上各方代表签字认可。
4.9.6压力试验的参数按下表：
管线等级
强度试验
严密性试验
压力
介质
压力
介质
FF08、BA08
15
水
10
水
FF10
37.5
水
25
水
FF14
120
水
80
水
FF16
375
水
250
水
FF23
870
水
580
水
4.9.7向系统内注水，升压。
升压前应将系统内的空气排尽，升压应缓慢进行。
4.9.8当压力升至强度试验压力后，稳压10分钟，以压力不降、无泄漏、目测无变形为合格。
强度试验合格后，将试验压力降至严密性试验压力，停压30分钟，检查焊缝及法兰密封面无泄漏为合格。
如有泄漏，不得带压处理。
试验合格后，降压排水，严禁随地排放，应引入最近的排水沟排放。
4.9.9管道冲洗
4.9.9.1管道强度及严密性试验合格后应分段进行吹洗。
4.9.9.2所有阀门、测量设备、容器、安全阀同管道系统进行隔离，吹扫时脏物不得进入设备。
4.9.9.3水管道用水进行冲洗，CO2管道用压缩空气进行吹扫。
4.9.9.4水冲洗时管内流速应大于1.5m/s。
冲洗应连续进行，以出口的水色和透明度与入口处一致为合格。
4.9.9.5管道吹扫应有足够的流量。
流速应大于20m/s，空气吹扫时，在排气口用白布检查，如5分钟内检查其上无铁锈、灰尘、水分及其他杂物为合格。
4.9.9.6冲洗、吹扫合格后，拆除所有盲板，按图将管线复位，与传动设备连接的法兰应与安装时一样监视设备位移。
5.施工进度计划
见附表1。
6.质量保证措施及控制点设置
6.1质量保证体系
为了确保管道安装质量，经公司认可，我们在现场组建了以下的质量保证体系：
6.2.质量保证措施
6.2.1施工准备期的质量控制
6.2.1.1组织各施工班组参加技术交底，了解工程的技术要求、质量关键及施工难点，设计交底应作好记录。
6.2.1.2编制施工方案，施工方案应报建设单位审批。
6.2.1.3组织编制工程质量计划，工程质量计划报建设单位备案，并发至各施工班组执行。
6.2.1.4工程开工前，制定现场工序质量的三级质检控制点表，控制点表经建设单位认可后执行。
管道安装三级控制点如下
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