青海管道方案.docx
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青海管道方案
青海山川矿业
管道施工方案
卷内目录
第一章工程概况
第二章施工总体安排
第三章施工准备
第四章管道工厂化预制
第五章工艺管道现场安装
第六章焊接
第一章工程概况
1.1工程简述
青海山川矿业4.5万吨/年碳酸锶项目一期工程包括原料工程、粗锶工程、碳化工段、脱硫干燥工段、硫脲工段、硫化钢工段及冷冻站七个工艺单元以及全厂给排水、污水处理站循环水站、变电站等四个公用装置。
其主要生产工艺流程为：
天青石（硫酸锶）与煤粉（C）在粗锶转窑中煅烧，变成硫化锶，再用水浸取后与来自石灰窑中的CO2反应，转化为碳酸锶，再经提纯、干燥、粉碎造粒制得成品碳酸锶。
1.2工程量估测
由于目前投标期间，无设计图纸，因此，根据我公司类似工程的经验，估测本工程工程量如下
序号
项目名称
工段名称
小计
原料
粗锶
碳化
脱硫干燥
硫脲
硫化钠
冷冻站
1
碳钢工艺管道长度
2000
2000
2
不锈钢工艺管道长度
1000
1000
3
全厂给排水管道长度
5000
5000
4
全厂热力管道长度
8000
8000
小计
30000
1.3工程特点
（1）本生产装置为无机化工生产装置,工艺管道材质多为10#～20#钢、不锈钢、塑料、排水管材多为镀锌管、无缝管、砼管、铸铁管、塑料管。
本装置可有一部分16Mn低估钢，管道介质压力不高，夹套管和伴热管较多；管道保温量大。
（2）施工地点为西北高寒地区，施工时间段正处在冬季、春季，冬期施工必须保证质量。
（3）装置管道、设备安装高度在20米左右以内，室内布置较多。
1.4编制依据
（1）项目招标文件。
（2）《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）。
（3）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）。
（4）《压力容器无损检测》（JB4730-94）。
（5）《工业金属管道工程质量检验评定标准》（GB50184-93）。
（6）《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）。
第二章施工总体安排
2.1工期部署
考虑到青海本地气候情况，《施工组织设计》认为“管道施工应尽量避开在冬季时间段上的室外作业”，围绕这一要求，提出了三个控制点：
⑴厂区给排水先期开工，在2003年11月份完工；
⑵所有室外管道（包括管部）在2003年11月至2004年元月10日前预制安装绝大部分以避免冬期施工对质量产生影响。
⑶所有室内管道在2003年12月份开始预制安装至2004年3月安装完毕。
2.2劳动力部署
本工程约为3万米管道，根据以上工期要求，配备施工队劳动力如下：
序号
施工队名称
高峰人数
负责内容
1
管道一队
20
地下管网，南片区工艺管道
2
管道二队
25廊
管廊，北片区工艺管道
小计
45
2.3施工方法综述
（1）地下管道采用机械与人工相结合的开挖方法,吊车或人工下管。
（2）工艺管道采用工厂预制与现场预制、现场安装相结合的方法，尽
量使预制达到60%以上。
（3）室外管道和管廊部分的预制是在预制工厂内进行的，预制工厂设
置详见《施工组织设计》之现场平面布置图。
室内管道的现场预制平台搭设在各个单元的厂房里的地坪上，以节约二倍到运费用。
（4）不锈钢管道采用氩弧焊，大口径不锈钢管道采用氩弧焊打底，手
工盖面，碳钢采用手工电弧焊，聚氟乙烯管采用热风焊、PP管采用电热熔焊。
详见本方案焊接章节。
（5）管道除锈本方案考虑用喷砂除锈，如设计为另种方式，参考本方
案基本步骤执行。
原材料入库后集中统一除锈。
（6）阀门试压、检查，管架的预制均在室内专门场地进行。
（7）主管廊下排工艺管道的空中焊接为减少脚手架搭设量，拟采用设
计制作车轮式移动脚手架平台，这样既节省脚手架的搭设时间，提高了工效，又改善了焊工的作业条件及焊接环境，有利于获得优质接头。
（8）装置区内管道施工秩序是：
先室外再室内，先地面后高空，先大
口径后小口径，先衬里管后钢管，先碳钢管，后不锈钢管，合金钢管及塑料管。
2.4管道施工程序图（见后页）
管道施工程序图
设计交底
↓
图纸会审
甲供材料领用
乙供材料采购
↓
编制详细施工方案
↓
↓
材料检验
↓
↓
结合现场核查单线图
入库保管
↓
↓管道预制工厂
材料领用
↓
酸洗、脱脂
管道和管件
↓
↓
↓
阀门防锈酯清洗
型材划线
管段下料
↓
↓
切断加工
坡口加工
↓
ＮＯＮＯ
↓
管架点固
组对点固
↓
↓
护层下料
尺寸复检
尺寸复检
↓
↓
↓
滚园、咬边
管架焊接
焊接
↓
↓
焊缝检查
焊缝探伤
↓
↓
喷砂除锈
ＣＳ管喷砂除锈
↓
↓
刷防锈漆、编号
刷防锈漆、编号
↓
管架、管段运输
调节段尺寸现场实例
↓
↓
管架安装
调节段下料
↓
↓
→
阀门安装
已预制管道安装
调节段加工
↓
调节段管道安装
←
↓
现场管道组对点固
↓
现场焊接
↓
ＮＯ
探伤检查
↓
试压前检查
↓
管道试压
↓
管道吹扫、气密性试验
↓
→
管道、保温
管道管架防腐面漆
↓
组织验收
↓
交工
第三章施工准备
工艺管道施工之前,应进行如下准备工作
3.1在开工以前,应对参加施工的人员进行技术交底,使施工人员了解工程概况,工程质量要求,工期要求及施工难点,对持证上岗人员进行验证,并对全部的人员进行系统的安全教育。
3.2清查施工机具，检测其完好性，并对测量器具，电动设备进行复测调试。
3.3对进场材料进行检查，确认其外观质量，包装情况以及质量保证书与合格证是否齐备，确保产品具备可追溯性。
其检验标准：
3.3.1钢管检验：
外观检验，钢管内表面光洁，外表面无裂纹，缩孔夹渣、折叠重皮等，不锈钢管应抽检晶间腐蚀试验，其偏差符合规范要求。
3.3.2管件不应有裂纹、折叠、夹渣、重皮等缺陷，管件的几何尺寸，光洁度应符合设计要求及规范规定，法兰密封面应平整清洁不得有毛刺，划痕及径向沟槽，其螺栓连接孔误差△L1≤0.5mm。
如下图：
第四章管道工厂化预制
4.1施工现场预制场的设立
4.1.1为确保工程进度及质量，我们将在施工现场设立预制场，预制场设立的地点申报业主，经业主同意后在业主指定区域设立。
预制场设立材料堆放区、工具房、电焊机棚、烘箱房、Ｘ光探伤工作室、预制件实验室、办公室等设施。
（见施工现场管道预制平面布置图）
根据工程的特点，预制场将分两大区：
一、碳钢预制区；
二、不锈钢预制区；
预制场考虑设置主要工机具一览表：
名称
型号、规格
数量
摇臂钻
1台
电焊机
ZX7-400XT
10台
等离子切割机
400A
2台
管道组对工装
1套
试压泵
2台
X光探伤机
150KV
2台
气割工具
2套
简易起重龙门
2台
砂轮切割机
Φ400
4台
车床
C630
1台
角向砂轮磨光机
Φ100
8台
坡口机
2台
喷砂装置
1套
焊条烘箱
0～500℃
2台
焊条保温箱
0～150℃
1台
汽车
5t
1台
铲车
3t
1台
倒链
1～5t
10副
用电安排：
整个预制场计划用电高峰为200KW，平均用电量130KW，电源接驳点，统一按由业主指定地点。
用水安排：
预制场计划用水量2m3/h，消防用水设置4″消防管线和消火栓。
施工现场管道预制场平面布置图
工具房
3.5m×5m
工具房
3.5m×5m
材料
库房
5m×6m
焊材堆放房
3.5m×5m
烘箱房
3.5m×5m
临时办公室
3.5m×5m
碳钢管材预制场地
5m×20m
Ｘ光探伤
3.5m×15m
试压场地
3.5m×5m
预制件合格品堆放场地
5m×20m
不锈钢管材、管件、阀门堆放场
碳钢管材、管件、阀门堆放场
大门入口
电焊
机棚
3m×5m
不锈钢预制场地
5m×20m
X光探伤
3.5m×15m
试压场地
3.5m×5m
不锈钢预制件合格品堆放场
5m×20m
水源,电源接入点
3m×3m
大门出口
4.1.2施工现场预制场主要设备工装简介。
4.1.2.1管段生产线。
（1）C630管车床碳钢、不锈钢生产线各一台专用，主要加工管段坡口（DN≤8〃），各种非标法兰及其它回转件。
（2）摇臂钻一台用于管架及支承台、管座孔等零件的钻孔加工。
（3）管道组对工装
直径DN≥300的管段采用机械转胎工装进行组对及调整焊缝间隙，见下图
（4）大型管道坡口机GPX-600型用于加工Φ450~630mm系列管道坡口，GPK-3S1-I坡口机用于加工Φ159~351mm系列管道坡口，见下图。
（5）大直径碳钢管道组对，如需要采用管道环内焊缝自动焊焊接工具结构，见下图。
（6）探伤房设备。
探伤房应加设δ=6~8mm铅板防护，墙体为混凝土墙。
4.1.2.2管架、管托预制生产线设备。
（1）摇臂钻，加工范围Φ8~Φ26的钻孔，主要在于加工管夹及管卡的管架钻孔。
（2）管夹成形冲床，主要加工半圆形管托哈夫，提高滑动管托及固定管托的制造效率。
（3）管托、管架的组对、焊接工装采用磁力夹具，各种结构、形式组对夹具见下图。
（4）支架垫板及管托垫板自动切割下料机，提高方形垫板的切割效率及切割质量，减少垫板的打磨量，设备加工作方法见下图。
4.1.2.3喷砂设备由排气量在6~8m3/min，排出压力0.8~1MPa的空压机，1~1.5m3空气缓冲罐，砂罐及喷嘴组成。
喷砂区域防护封闭，上设真空吸风罩，经回旋分离器收集装袋。
4.2施工场外预制场的设立
施工场外预制场内主要设立原材料堆放场地、金加工车间、冲压车间、镀锌车间、镀铜车间、镀镍车间、酸洗区、脱脂区及污水处理站等（具体详见大金氟化工项目场外预制场平面布置图）。
施工场外预制场的主要任务是：
除了完成部分管道的预制外，还要完成施工原材料及预制件的酸洗、脱脂工作。
4.2.1预制、酸洗、脱脂处理施工程序（见下图）
预制、酸洗、脱脂处理施工程序图
施工材料预算
采购
→
入现场库前的检验
→
出库前
的检验
↑
出
业主供货清单
库
↓
班前领
料预制
↓
预组装
组装
←
封闭
检验
吹干
水冲洗
初检
脱脂、酸洗
中和处理
←
合格
合格
→
废水处理
排放
4.2.2忌油管道的脱脂处理流程如下：
蒸汽吹扫
→
有机溶剂脱脂
→
清洗、吹干
→
封闭
4.2.3槽浸法酸洗钝化流程如下：
脱脂
→
冲洗
→
酸洗
→
中和
→
钝化
→
冲洗
吹干
→
封闭
4.2.4系统循环法酸洗钝化流程如下：
试压
→
脱脂
→
冲洗
→
酸洗
→
中和
→
钝化
→
冲洗吹干
→
封闭
4.2.5管道脱脂、酸洗方法
管道脱脂、酸洗前应先用蒸汽吹扫、除锈。
脱脂可采用二氯乙烷、三氯乙烯、四氟化碳、工业酒精、浓硝酸进行脱脂。
脱脂用有机溶剂应符合使用规定：
含油量：
毫克／升
使用规定
＞500
不得使用
100～500
粗脱脂
<100
净脱脂
材料脱脂后用蒸汽吹扫：
检验其含油和有机物应不超过0.03%脱脂合格后的材料应及时封闭保存，以保证在以后的施工中被污染。
安装材料的酸洗前应对其表面进行除锈，并保证在酸洗时不损坏金属的未锈蚀表面，并消除其锈蚀部分。
酸洗时应保持酸液的浓度及温度其配方如下：
名称
配方成份（重量比）
处理
温度
硝酸（NHO3）
比重1.42/cm3
氢氟酸
（HF）
重铬酸钾
（K2CrO2）
水
（H2O）
酸洗液
20%
5%
余量
室温
钝化液
5%
2%
酸洗时,操作人员应穿专用防护服装,并根据酸洗液对人的危害佩戴护目镜、防毒面具等防护用具。
酸洗后的材料进行蒸汽吹扫，消除残留酸液，然后再用压缩空气吹干。
酸洗合格的材料目测检查应呈金属光泽。
酸洗、钝化合格后的材料在下一步安装过程中应加强保护，防止被污染或进行充氮保护。
酸洗后的废水、废液排放前应进行处理，防止污染环境。
污水处理工艺流程图见下页。
检验不合格
污水处理工艺流程图
中和反应器
4.3管段工厂化预制
4.3.1管段预制的条件及选择原则.
（1）组合件便于运输。
（2）符合现场管道吊装条件。
（3）焊口工作量大的大直径管路。
（4）焊口密集的阀组及泵进出口管路。
（5）对焊缝焊接质量要求较高,焊接环境要求较严格的管路。
（6）选择平面化管路进行预制，便于保管运输。
4.3.2施工管段图的准备
⑴施工前管道预制工程师应熟悉图纸，对整个装置的管道配置应十分清晰，熟记在胸。
了解现场的土建构件及钢结构条件，设备的到场计划，制造质量及就位情况对管道的单线图进行分析，综合各种因素对单线图进行适当分段，并绘制出工厂化预制核心管段加工图。
⑵管段图应具备：
焊接方法、尺寸、标高、走向、材质、规格、代号、管段加工编号、焊接工艺卡号、现场焊接固定口的设置、现场管道安装调节段的位置。
单线图的管段划分应以减少高空焊口及现场焊口为原则。
管段图结合焊接工艺卡为管道厂内预制及现场安装的重要依据，管段图的焊口在完成后应及时标明焊工号及拍片合格号。
⑶材料的组织、领料及发放
按照施工预算进行领取，各管段预制小组依据管段图中材料数量分批限额领料，妥善保管，按各种材料要求合理存放。
切割后的管段应立即进行标识移植，标识应醒目清晰易于判明。
4.3.3管段的下料及坡口加工
按照经过复核无误的管段图精确下料及加工，具体方法及要求见下表4.1。
表4.1
序号
管材
端面加工机具
质量要求
1
碳钢管
GPK-80坡口机
加工面不得有毛刺，裂纹或夹层
2
不锈钢管
GPK-80坡口机
加工面不得有毛刺，裂纹或夹层
DN≤300mm用坡口机
加工面不得有毛刺，裂纹或夹层
DN>300mm用等离子切割机或GPK-630-J坡口机
除净割口表面热影响层并把坡口磨削平整无毛刺、夹层
3
塑料管
手提电锯
角向磨光机
加工面不得有毛刺、裂纹
（1）管子切口质量应符合下列规定：
a.切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、溶渣、氧化物、铁屑物。
b.切口端面倾斜偏差△不应大于管子外径的1%且不得超过3mm。
（如下图）
△
（2）弯管、斜管
弯头大都采用定型成品弯头，只有小口径管子需在现场煨弯。
最小弯曲半径应为3.5倍的管子外径，可用液压变管机进行煨弯。
对碳钢管可用热弯或冷弯，对不锈钢管必须采用冷弯。
不论何种方法，在管子弯曲处的外表面应平整、园滑无皱纹和裂纹，在弯曲处的横截面上无明显的椭园变形。
（3）管段组对
a.管段组对工艺流程如下：
检查管子对口接头尺寸→清扫管道→配管→第一次管道调直→找对口间隙尺寸→对口错口找平→第二次管道找直→点焊。
b.采用人工组对的方法.组对时应将坡口表面及坡口边缘内外侧50毫米范围内的油漆、污垢、锈及毛刺清除干净。
点固焊及固定卡具的焊接，其焊条的选用及工艺措施应与正式焊接一致。
c.管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量不宜超过壁厚的10％，且不大于2m/m，管中心偏差不大于1/16英寸。
d.管子对口时应在距接口中心200mm处测量平直度（如下图），当管子公称直径小于100mm时，允许偏差为1mm;当管子公称直径大于或等于100mm时，允许偏差为2mm。
但全长允许偏差均为10mm。
e.管道组对坡口型式见下表。
序号
坡口名称
坡口型式
坡口尺寸
1
Ⅰ型坡口
S
≥1.5～2
＞２～３
C
0+0.5
0+1.0
2
Ⅴ型坡口
S
≥3～9
＞9～26
α
70°±5°
60°±5°
C
１±１
+1
2
-2
P
１±１
+1
2
-2
f.大直径管道（ＤＮ＞500）组对焊接采用埋自动焊及移动平台式转胎，见下图。
4.3.4法兰与管子组焊
⑴将法兰套入管端，使管口进入法兰密封面以内1.5倍管壁厚度，并在法兰圆周上均匀地分出四点。
对焊法兰用组对器对中，法兰焊栓孔距按要求规定跨中。
⑵首先在圆周上方点将法兰管子点焊住，然后用90°角尺沿上下方向校正法兰位置，使其密封面垂直于管子中心线，见下图。
⑶再在其下方点焊接二点，用90°角尺沿左右方向校正法兰位置，合格后再焊左右第三、四点。
⑷对于成对法兰点焊，应使其螺栓孔眼间对位准确。
⑸经过两次检查表明点焊合格后，方可进行法兰和管子间的焊接，完后应将管内外焊缝清扫干净，并不得在法兰密封面上留下任何杂物。
4.3.5管道焊接（详见第六章）
4.3.6管段的组合及敞口的封闭。
⑴各管段短节预制完成后进行X-RAY拍片，需要表面探伤的进行表面探伤，合格后将焊工号、Ｘ拍片标注在管段图上。
⑵探伤合格后用压缩空气（Ｐ=0.8～1.0Mpa）吹净管内浮尘、浮锈。
⑶依据管段图将相应的阀门及其它法兰连接件在工作台上进行组对，仪表调节阀或其它自动阀为避免其损失，用相应的临时法兰代替连接，型式见下图。
⑷管段敞口封闭。
法兰敞口用标准塑料盲板封口。
管道敞口用胶合板及胶带封口保护。
⑸组合管段尺寸检验。
由工号工程师、检验师对预制管段进行全面检查，材料是否符合设计，加工尺寸，外观是否符合要求。
具体要求详见管段加工偏差允差表。
合格后由工号工程师、检验师确认签字。
转入保管库房或直接转入现场安装。
管段加工尺寸允许偏差见下表4.3。
表4.3
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
法兰螺栓孔称水平度
±1.6
±1.5
4.4预制组件喷砂刷底漆及中间漆，工艺要求详见防腐施工方案。
4.5管段组件标识
4.5.1对预制完成后的组件应及时进行标识,标识的字母和序号应采用白漆或记号笔书写.
4.5.2对于奥氏体不锈钢材料，标记油漆和颜料不应含有任何氯化物、金属盐含锌、铜离子等。
第五章工艺管道现场拼装及安装
5.1安装前的检查
经检验合格的预制管段应按单线加工图、配管平面图及管布置图组装连接。
一般应具备下列条件。
（1）与管道有关的土建工程（如管架、梁柱、预埋件等）经检验合格。
满足安装要求，办好中间交接手续。
（2）与组装管道连接的设备、机器找正合格，固定完毕。
（3）预制好的管段及其它管件、阀门等已经检验合格。
（4）预制管段清洗、除锈、底漆防腐基本完成，保证其内部已清理干净，不存杂物。
（5）预制管段的拼装应严格按管段加工图附设拼装工艺
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