煤直接液化项目空分装置管道施工方案.docx
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煤直接液化项目空分装置管道施工方案
一、工程概况
本工程为神华煤直接液化项目空分装置，采用林德工艺，装置规模为5万m3/h，共有两套。
我单位施工的为Ⅱ标段施工任务，管道主要为冷箱内。
管道介质主要为压缩空气、液氧（氧气）、液氮（氮气）、高压蒸汽、循环水等公用管道，管道材质有铝镁合金（5083）、不锈钢（0Cr18Ni10Ti）。
二、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》GB50236－98
2.3《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274－98
2.4《铝制空分设备安装焊接技术规范》JB/T6895-1993
2.5《工业金属管道焊接工程质量检验评定标准》GB50184－94
2.6《氧气及相关气体安装技术规程》GB16192－97
2.7《空气分离设备表面清洁度》JB/T6896－93
2.8林德公司空分装置施工图纸和施工技术要求
三、施工工艺程序
图纸会审和设计交底→编制施工方案→技术和安全技术交底→原材料检查验收→材料发放→管道预制、阀门试压、安全阀调试→管道安装→无损检测→焊缝返
无损检测→焊缝返修→无损检测合格
修→三查四定→系统试验、吹洗→交工→竣工验收
四、施工方法、技术措施
4.1施工准备
4.1.1、冷箱内设备已就位找正、找平，各个设备管口方位已核对无误，阀门进出口的方位是否正确，且尺寸、规格、与工艺图纸相一致。
现场已经具备工艺管道施工条件。
4.1.2、设计及其它技术文件齐全，施工图纸已经自审、会审并进行图纸设计交底。
4.1.3、工艺管道施工材料、劳动力、机具齐全、施工环境符合要求，施工用水、电等可以满足需要，并能保证连续施工。
4.1.4、施工方案已经批准，并向班组进行交底。
4.1.5、组织班组人员熟悉图纸及所执行的技术规范。
4.1.6、根据空分装置的工艺要求，施工现场必须维持高水平的清洁，在施工前必须搭设合格的密封预制厂房。
且铝及铝合金管道的预制厂必须垫有橡胶板或木板。
4.2、材料验收、检验与管理
4.2.1、所有的管子、管件、阀门具有制造厂的合格证明书，内容齐全，且必须与设计要求相一致。
4.2.2、管子、管件、阀门在使用前应进行外观检查，其表面应符合下列要求：
A、无裂纹、缩孔、夹渣、折迭、重皮等缺陷。
B、无超过壁厚负偏差的锈蚀、凹陷及其他机械损伤。
C、螺纹、密封面良好，精度及光洁度达到设计要求和制造标准。
D、管道、管件等材料上应有明显的材质、炉批号等标记。
4.2.3、法兰密封面应平整光洁，不得有毛刺及贯通的径向沟槽。
4.2.4、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。
4.2.5、入库的材料要分装置、规格、型号、材质堆放，并挂牌示意。
4.2.6、材料领用保管员按单线图发料并做好领用记录，领用人签字齐全。
4.2.7、施工人员当天用不完的材料要及时回收，做好标记妥善保管，严防丢失。
4.2.8、对发现的问题进行相应的处理，如：
打磨，管材分段选用，避开焊缝上开口等解决办法。
4.3、管道预制
4.3.1、管道的预制程序
4.3.2、管道下料前，应仔细核对所用管子、管件等的材料等级及材质要与图纸一致。
4.3.3、管道预制前要将所选管材及管件清洗干净，并按照设计文件要求进行严格的脱脂并封存。
4.3.4、所有管道切割下料前，应及时做好材质标记的移植，防止材料混乱。
4.3.5、管道，弯管等的切割应采用机械方法，铝及铝合金，铜及铜合金应采用锯子切割，当个别情况下无法用锯子切割时，允许用不锈钢切割片切割，但切割后应用风动工具时锉刀修整切口，必要时，用等离子切割机切割不锈钢材料。
4.3.6、管道坡口的制备，碳钢，不锈钢管道焊接坡口参照GB-50236－98附录C的规定，铝及铝合金管道焊接坡口参照JB/T6895－93附录B；铝及铝合金焊接坡口应用风动铣刀式锉刀进行加工，严禁采用角向砂轮加工坡口。
若需在铝管上开小孔，应采用手握电动铣孔机完成。
表1
钢焊件坡口形式
坡口尺寸
间隙c（mm）
钝边P（mm）
坡口角度α（β）（°）
0～2
0～2
65～75
0～3
0～3
55～65
表2
铝及铝合金坡口形式
坡口尺寸
间隙c（mm）
钝边P（mm）
坡口角度α（β）（°）
3～6
－
50～60
另附等厚、内壁齐平、外壁齐平坡口形式图。
见图1
4.3.7铝镁合金对接坡口两侧50mm范围内，用丙酮有机溶剂清洗除表面油污后，用不锈钢钢丝刷除去表面氧化膜，露出金属光泽为止，注意清理好的坡口在2小时内必须焊接，否则应重新处理。
4.3.8、等壁厚的管子、管件组对时，应做到内壁平齐，其内壁错边量应符合下列要求：
a.当壁厚S≤5mm，内壁错边量不应大于0.5mm。
b.当壁厚S＞5mm，内壁错边量不应大于0.1S，最大不得超过2mm。
4.3.9、对不等厚管子、管件组对时，薄壁端面应位于厚壁端面之内，当两焊件厚度差大于3mm时，应将较厚端进行加工，使焊缝能均匀地过渡到较厚端。
4.3.10、预制管道的焊缝及其他连接件应避开支架、梁及管托，预制时要考虑到把固定口留在易焊接、易组对的地方。
4.3.11、预制好的管段，两端用无油塑料布扎紧封好，防止赃物和有油物质进入管内。
以便于长时间存放。
4.3.12、预制好的管段要将管线号、焊口的焊口号和焊工号用记号笔标示在管段上。
4.3.13、铝管预制的注意事项如下：
A、预制场地必须垫有橡胶板或木板，且不得与黑色金属在同一场地加工；
B、严禁金属硬物，如橇棒、榔头等撞击铝制管道；
C、工作人员的工作服、手套必须是干净的，不得有油迹；
D、敲击工具应选用木制或硬橡胶榔头；
E、搬运或吊装时钢丝索与产品接触部分应包橡胶等软物；
F、清洗后的管道或管件应存放在干燥处，远离酸盐碱类物质，以防管道损坏、划伤；
G、在制作过程中应轻搬、轻放，不可在地上翻滚、手拖，防止管道损坏；
H、工件焊接时电缆搭铁不允许随意乱搭在工件上，应做专用工具，不允许在管道上引弧，如需引弧应采用引弧板。
4.4.14、根据林德规定冷箱内铝及铝合金管安装时，在对接接缝处应尽可能采用嵌入式垫环。
包括直径2mm壁厚的管道及大直径3mm壁厚的管道，垫环见林德标准LB419－01。
但铝及铝合金管道的内衬圈安装之前清洁度必须达到规定要求，内衬圈的接口必须平滑，装入管道后位置应调整正确并用点固焊将衬圈固定住。
所有装置内衬圈的焊缝处应标上“O”型标记。
当打磨不合格焊缝时，不得接触内衬圈，因为内衬圈的损坏会导致X底片上出现不正确的结果。
A、DN15至DN100铝管道垫环
表3铝管道垫环尺寸对照表（DN15～DN100）
管道
垫环
额定尺寸DN
对铝管da*s
外径D
内径d
钻孔尺寸d1
重量Kg
15
21*2
17
15
5
0．008
25
34*3
30
28
10
0．014
40
48*3
42
40
10
0．020
50
60*3.5
53
51
10
0．025
80
89*4
81
79
10
0．039
100
114*3
108
106
10
0．052
100
114*6
102
100
10
0．049
当垫环采用板条焊接制成垫环时，焊接必须采用氩弧焊，保证全焊透并磨平。
这种情况下钻孔须位于焊接中心。
B、DN≥150铝道垫环
垫环包括铝衬环（槽铝）和不锈钢衬环。
槽铝和衬环的尺寸见图1。
垫环标记示例：
零件名、额定尺寸DN（200）、衬环厚度
（1）、材料（5A02/0Cr18Ni9）、标准（LB419－01）
垫环200×15A02/0Cr18Ni9LB419－01
表4铝管道垫环尺寸对照表（≥DN150）
管道
铝衬环
垫环
工程尺寸DN
壁厚
1）
长度mm
重量Kg
衬圈
垫环
厚度S
mm
长度
mm
重量
Kg
重量
Kg
150
3
496
0.18
1
506
0.10
0.28
8
465
0.15
1.5
473
0.14
0.29
200
3
657
0.22
1
666
0.13
0.35
≥8
625
0.21
1.5
633
0.19
0.39
250
4
820
0.27
1
829
0.16
0.43
≥8
795
0.26
1.5
803
0.23
0.50
300
4
980
0.32
1
990
0.19
0.52
≥10
942
0.31
1.5
950
0.28
0.59
400
4
1238
0.41
1
1247
0.24
0.65
≥8
1213
0.40
1.5
1221
0.36
0.76
500
4
1558
0.52
1
1568
0.31
0.82
≥10
1521
0.50
1.5
1528
0.45
0.95
600
≥5
1872
0.62
1.5
1880
0.55
1.17
700
≥6
2183
0.72
1.5
2191
0.64
1.36
800
≥6
2504
0.83
1.5
2512
0.73
1.56
900
≥6
2821
0.93
1.5
2829
0.83
1.76
1000
≥6
3129
1.03
1.5
3137
0.92
1.95
1200
≥10
3757
1.24
1.5
3765
1.10
2.34
1400
≥10
4386
1.45
1.5
4394
1.29
2.74
1600
≥12
5001
1.65
1.5
5009
1.47
3.12
1）仅供参考，可以有其它不通厚度
4.3.15、铝和不锈钢转换接头装焊工艺要求：
A、接头必须用丙酮有机溶剂清洗去油；
B、以机械方法按图加工出接头二端焊接坡口（对应管道端头对称加工）；
C、接头与管道搭焊时，应留出焊缝间隙，以确保焊缝焊透；
D、采用手工钨极氩弧焊焊接，不锈钢部分，焊丝采用H0Cr20Ni10，铝合金部分焊丝采用SAlMg-5；
E、接头不锈钢端头环缝进行底层施焊时，焊缝背面（管内）须充氩气保护；
F、施焊前接头外表面须用湿毛巾包住，施焊中应往湿毛巾上不断滴水，直至焊接结束，以减少焊接热量传导到接头双金属结合面；
G、施焊时焊接电流尽量取小电流，同时密切注意接头外表的温度感应色标（如色标变色，说明该点的温度已达到该色标所示温度）。
焊接热量传导到温控色标的温度必须低于150℃（过热会导致双金属结合面毁坏）；
H、接头须与压力管道一起经强度及气密性试验检查合格。
4.4、管道安装
4.4.1、管道安装前应对预制管段的尺寸进行复测，对设备管口方位、钢结构等涉及管道安装的内容进行复查。
4.4.2、工艺管道的安装，应结合林德公司的工艺流程PID图、管道安装图、阀架图、管架图、以及配管单线图等进行。
未经设计认可不得更改管道走向。
对于承重的一些铝管设计有铝环板，在这些管道安装前做好准备工作（先套好环板再焊接管道）。
4.4.3、管道安装前的清洁要求：
a.严格按照林德及相关规范要求进行清洁度处理并做好清洁度的保持工作，严防二次污染。
具体防污措施详见表5规定。
具体清洁度检验要求按表6规定。
表5防污保护措施
区分代码
处理方法
V1
用塑料薄膜覆盖（挤牢就行）
V2
对开口塑料封盖、封口或带垫片、盲法兰等开口的物件进行封闭
V3
密封聚乙烯袋包装
V4
聚乙烯膜包装（密封）
V5
金属容器包装
表6装置中与流体接触的设备表面清洁度要求
清洁度等级
油脂
mg/m2
颗粒⑴
防腐与油漆
流体
总体积含量cm3/m2
边长mm
颗粒厚度或宽度/mm
S4
≤3000但不集中于某部分区域里
0．2
≤0.1
≤0.3
不可见
溶剂与水滴不可见
S3
≤500但不集中于某部分区域里
0．05
≤0.5
≤0.3
不可见
溶剂与水滴不可见
S2
≤100但不集中于某部分区域里
0．05
≤0.5
≤0.3
不可见
溶剂与水滴不可见
S1
≤20但不集中于某部分区域里
0．01
≤0.5
≤0.3
不可见
溶剂与水滴不可见
1）颗粒的积累，颗粒在某个区域密集度相对较高时，也不应该有可见的颗粒存在。
2）对于流程空气与氮压缩系：
在一次彻底的清洁之后，流程兼容涂层材料可允许当作防腐保护层。
b.在管道安装前，所有管道、短管、阀门等做清洁处理或对已做过清洁处理的管件进行清洁度复查。
焊接飞溅物和异物必须清除，确保管内、阀门内清洁无污染。
c.所有的开口应密封直至开始管道安装。
法兰面、环缝等应进行检查，对所有铝制管件使用前要认真检查，检查其在压制过程中是否产生微裂纹。
d.如果批准的部件再次污染，应立即通知监理并且部件必须再次进行清洁和检测以达到清洁度要求。
e.如果安装中断，要安装的管线开口应严格封闭以防止异物进入。
f.对预制管段的表面进行油脂附着量进行油脂分析，待确认符合要求后，做好记录。
g.在安装过程中，可以采用用塑料泡沫封堵管口的办法以防止打磨坡口过程中铝屑掉入管道或设备内。
在拆除封堵件时要先用强力吸尘器进行管道清理，且在拆除封堵件时要采取措施以防止其掉入管内。
4.4.4、在管道预制过程中依据轴侧图和PID流程图做好仪表一次元件的开孔和焊接，并确认，防止遗漏。
4.4.5、对已预制好的管线进行检查,与图纸核对无误。
4.4.6、管道应严格按照图纸进行安装,做到横平竖直,有坡度要求的管道,其坡度、坡向应符合设计要求。
安装完成的管线，施工人员要对施工过程质量有自检记录，并签字确认。
4.4.7、管道安装前，要按照图纸，确定其走向，空间定位点符合（A,B,Z）的坐标要求。
冷箱内工艺配管的原则为：
先大管，后小管；先上部，后下部；先主管，后辅管。
4.4.8、冷箱内DN≤25的管道需要在现场冷弯，弯曲半径按单线图要求，详见尺寸见LB431－15（见附页）。
冷弯后不得出现裂纹，褶皱，扭曲，及出现明显的椭圆等缺陷，铝及铝合金管严禁采用灌砂弯制，且煨弯时严禁使用铁锤敲打。
4.4.9、管路与管路、管路与阀门、管路与管件的连接应严格按图施工，弯管的配用应严格按照配管单线图进行，不允许将不同材质和壁厚的弯管混用。
4.4.10、管道在施焊前需自然对准。
绝不允许借助机械和人力强行组对，以免增加对接应力。
4.4.12、管道的间距应考虑管道的工作状态如管内液重和珠光砂压力有温度变化的管道的位移等因素，因此要求一般管道安装间距应≥100mm。
4.4.13、流量计的安装应根据林德公司的单线图、管路布置图及制造厂提供的安装图进行，流量计的安装方向必须经再三核对，并做好记录工作。
在孔板的上游和下游，应尽可能避免出现焊缝和接管。
流量计直管段上不应该有温度计接头测压接头等干扰流体的接口存在，连接法兰处及直管段上的内表面焊缝应打磨光滑。
4.4.23、管道安装过程中应使焊缝位置满足下列要求：
A、同一直管段上两对接焊缝中心面间的距离：
当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子外径。
B、焊缝距弯管起弯点不得小于100mm。
且不得小于管子外径。
水平管弯曲：
DN≤1002L/1000，最大50mm
DN＞1003L/1000，最大80mm
立管垂直度：
5L/1000，最大30mm
4.4.24、与动设备连接的管道应从设备接口一侧开始向外配管，亦需保证设备的接口做到无应力安装，应严格按照制造厂随机安装说明进行安装。
对换热器、各塔器开口时必须采取正确方案进行开口，以防止铝屑落入设备内。
例如，手锯切口，待剩一层薄皮时再用刀具切开；或采用翻转设备使其管口竖直向下，切割时，铝屑自由落到地面的方法。
对接换热器管口时，内部需铺设一层塑料布以防止铝屑掉入换热器的通道内。
4.4.25、阀门的安装
A、阀门在安装前的检验与调整
阀门安装前，应按GB50235-97第三章中规定的要求进行压力试验和气密性性试验。
所有用于气体介质的阀门在试验结束后应立即将水吹干，并检查其清洁度是否符合流程要求。
阀门根据其种类的不同其检验同时还应满足一下要求：
1）手动阀
a、阀门在保证期外，具有合格证及试验报告，且密封面与阀门本体完好无损，必须在安装前进行气密性试验。
b、没有合格证，或发现阀门有损伤等异常现象，必须立即向通知林德公司现场经理并追究原因，如果认定可以继续使用，则在安装前必须进行强度和气密性试验。
c、凡需现场脱脂，解体检查的阀门在安装前必须进行气密性试验。
d、填料函，阀体法兰密封阀体法兰密封面做泄漏检查，要求不漏。
e、考虑到空分设备多清洁度有特殊的要求，因而对安装在冷箱煤的手动阀，如果阀门
（1）在保证期内
（2）具有合格证及试验报告（3）包装完好，允许只作气密性检查。
若上述三个条件中有一个不符合要求，则应同时进行压力试验和气密性试验
f、对铝制低温角式阀门，安装前，现场不具备试压条件，再系统试压过程中完成。
在试压过程中，若发现阀门泄漏，在林德现场经理的指导下进行调试处理，直到合格。
2）、自动调节阀；所有自动调节阀在安装前需进行下列项目的检查：
a、泄漏量检查，分别在气动和手动两种模式下进行。
间隙型蝶阀可不作泄漏量检查。
b、若阀门在保证期外，或没有合格证及试验报告，或有损坏等异常现象，必须立即通知林德公司现场经理并追究原因，如果认定可以继续使用，则必须做强度试验。
c、按规定的气源压力作定位器动作试验，符合技术要求。
d、填料函，阀体法兰密封面作泄漏试验，要求不漏。
e、冷箱内的调节阀在符合
（1）在保证期内
（2）具有合格证及试验报告（3）包装完好三个条件时允许只作气密性试验，否则必须做强度试验。
3）、安全阀
a、安全阀在出厂时起跳压力已调整完毕，在安装前，安装单位应会同林德公司现场经理对安全阀作起跳试验，复查比例100％，若复查结果与原整定值不符，安装单位应立即与林德公司现场经理联系，追查原始记录，待查明后再作重新整定并加封印。
b、若安全阀在保证期外，或没有合格证及试验报告，或有损坏等异常现象，安装单位应立即通知林德公司，根据现场实际情况决定是否可以继续使用及需要进行一步检验措施。
4）、止回阀
a、止回阀再安装之前应检查阀瓣是否启闭正常，弹簧力是否均匀。
b、若止回阀在保证期外，或没有合格证及试验报告，或有损坏等异常现象，必须立即通知林德公司现场经理并追究原因，如果认定可以继续使用，则必须作强度试验。
5）、其他阀门
a、其他阀门（包括过滤器）应按照手动阀的安装前要求进行检验和试压。
b、减压阀的减压试验在试车期间进行，管道过滤器安装前应检查虑网是否有破损。
B、阀门在安装之前必须按照相关规定校检合格并清洁度合格
C、冷箱内焊接式阀门与管道施焊时，阀门必须处于开启状态，使得焊接时阀体温度不高于200℃，以防止阀门密封件过热变形。
D、绝大部分阀门在安装时是有流向要求的，有些阀门还有压力方向要求，如林德提供的分子筛系统的三杆切换蝶阀，用于膨胀机进出口，低温泵进出口的蝶阀等，根据单线图及阀门阀体上的流向标记（F）和压力方向标记（P）进行核实安装，并在单线图或管路图上做好标记。
所有阀门上的（F）标记，应与实际介质流向一致。
E、阀门支架安装时，应按单线图、管路图的要求确定支架形式，不同支架不得混用。
严格遵守单线图、管路图、支架图或支架标准中所规定的尺寸与技术要求。
F、与阀门相连的管道在安装前，应彻底地清除赃物、灰尘及其他外来机械杂质，防止损坏阀门的密封面。
G、安装后的阀门启闭应灵活，管道连接后及冷试过程中都要对阀门启闭状态进行检查，不得有卡住现象存在。
H、低温阀门保温套的安装严格按照林德标准LB493－15，LB802－09P2及单线图进行。
I、低温阀门在冷试车以后应对阀体连接法兰及填料密封函进行一次紧固，但紧固程度应根据冷试车情况确定。
4.4.26、支、吊架安装
支架在工艺管道系统中是很重要的一部分，它的安装质量将直接影响到整个空分装置的安全稳定运行，一个错误的出现，会导致不能一次试车成功，而且将给施工现场带来巨大损失，所以对支架安装必须严格要求，严格按照林德/华陆图纸技术要求和规范进行安装。
4.4.26.1、支架代号：
X－X－X－X－XXXX
支架编号
支架形式（支架设计）
支架生根位置
管子走向（阀门类别）
支架型式
a、表7管道支架说明：
首位字母
第二位字母
第三位字母
第四位字母
支架型式
管子走向
支架生根位置
支架形式
F
固定架
H
水平管
S
钢结构
N
不带加强板
G
导向架
V
竖直管
V
设备
R
带加强板
S
滑动架
T
管托/管箍
b、表8阀门支架代号说明：
首位字母
第二位字母
第三位字母
第四位字母
支架型式
阀门类别
支架生根位置
支架设计
F
固定架
A
截止阀
C
钢性部分，钢结构冷箱
N
通常
N
过滤器
4.4.26.2、所有永久性安装的支架属管道系统的一部分，严格按照林德图纸及技术要求进行制造与安装，如：
对冷箱内的管架，容器支架等，其不锈钢支撑中间应充填岩棉，管内表面与岩棉应干燥无油。
4.4.26.3、对支撑在冷箱上的管路支架，必须焊在冷箱的型钢上，若支架周围的冷箱板上没有型钢，可补焊支撑梁。
管路支架不可直接焊在冷箱面板上。
对支撑在设备或容器上的管路支架，必须也只能焊在设备或容器的加强贴板上，严禁焊在设备或容器表面。
安装冷箱内的管道支架，应认真按照流程图，单线图和林德的施工要求和设计标准进行安装，作业。
4.4.26.4、弹簧支吊架的安装应按单线图，管路图或其他样图进行，锁紧装置应在林德现场经理同意后才能拆下。
4.4.26.5、在管道安装的同时，应及时采取临时的固定、吊装措施，对管道分段定位、拉紧，待管道系统安装完毕林德现场经理检查确认后，再进行管道的正式支、吊架安装，调整。
安装原则是：
固定、导向、滑动。
安装后要平整牢固，与管子接触良好。
落地支架应通过基础与支架底板支间的垫板来调节高度，垫板四周应比支架底板小10mm。
但其大小必须足以传递载荷。
垫板必须平整，叠加的垫板数量不得超过5块，不允许使用楔型垫块。
4.4.26.6、安装滑动支架或导向支架时，应考虑管道由于热胀或冷缩引起的位移，即当管道接近操作温度时，管道的位置应在其支撑梁或基础的中心。
4.4.26.7、对铝管道，管道与支架内侧的间隙必须按照林德设计要求严格控制，不能过大，也不能过小
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