第九章炉类管道安装.docx
《第九章炉类管道安装.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章炉类管道安装.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第九章炉类管道安装
第九章 炉类管道安装
第一节 管式加热炉施工
一、加热炉、炉管的结构及组成
1、加热炉
加热炉结构主要分为圆筒炉和方形炉，分为辐射室和对流室。
小型装置中加热炉以圆炉居多，大型装置多为方形炉。
两种加热炉主要由炉体（辐射室、对流室）、烟道、烟囱、燃烧器、炉管支吊架、炉管等组成。
2、炉管
圆筒炉的辐射室炉管为立式或螺旋式布置，对流室炉管为水平布置。
方形炉辐射室炉管可立式布置，也可水平布置，对流室炉管为水平布置。
炉管主要由辐射炉管、对流炉管和连通管（对流炉管和辐射炉管的连通）组成。
根据加热温度和介质性质的不同，炉管一般采用碳钢、铬钼钢和不锈钢材质的材料。
二、加热炉管施工程序
1、施工技术准备
加热炉施工涉及到土建、铆工、管工、衬里、防腐、绝热、电仪等工种，同时在地面、低空、高空作业，是多工种、在空间、时间上交叉作业，必须采取有效的统一安排、协调工序的组织措施，才能使施工作业安全、顺利进行。
如方式炉的辐射室施工，在炉体安装过程中，应预留一面墙作为炉管施工通道，其余三面炉墙施工完毕，交付衬里施工完成后，再进行炉管施工，以未安装的墙作为通道，把靠三面墙炉管安装完成后，并把靠近预留墙面的炉管运进辐射室后，再交铆工完善该炉墙，衬里后,对预留墙的炉管进行施工。
如果施工期间安排有误，工序颠倒，将会给炉子施工带来很多因难。
因此，在施工前必须有统一的方案，明确的程序，科学的安排，才能保证施工正常进行。
2、炉管的验收
（1）炉管及管件应有质量证明文件；
（2）炉管及管件应逐件进行外观检查，内外表面应平整，不得有裂纹、拆迭、重皮、结疤等缺陷，其外形尺寸及标记应符合设计文件和有关标准的规定；
（3）Ｕ形管通球试验应按设计要求进行。
（4）铬镍奥氏体不锈钢炉管不得用硫、锌、锡、铜和铅等有害成分的颜色作标记，且不得与非不锈钢铁的金属接触，以防炉管发生腐蚀，露天临时的存放时，应用蓬布等盖好，管口应进行封闭。
3、炉管预制
（1）辐射管预制
1）辐射管应依据炉管安装方法，炉管结构，吊装能力确定预制深度。
2）圆筒炉辐射管宜按每一路预制成一片，焊接、检验、试压后进行吊装。
3）方炉的辐射管应根据预制件进入辐射通道的大小及吊装方便程度确定。
（2）对流管预制
1）对流管预制一般是一根炉管焊一个回弯头，这样在安装中穿管比较容易，在安装时，焊接位置多，可以多安排焊工，提高焊接速度。
但此法需在炉子两边回弯头安装及焊接。
另一种方法是两根炉焊在同一个回弯头上，但要保证两根炉管的平行度，而且穿管比较因难，特别是钉头管不能管孔中滑动，会更难一些，但此法只需在一端进行回弯头安装及焊接。
具体采取何种方法，应根据现场实际情况确定。
2）如炉子不大，对流室较小，重量轻，且有足够的吊装能力，也可在地面上安装焊接完毕经焊接检验、压力实验后，再进行整体吊，装以减少高空作业。
4、炉管焊接
（1）炉管焊接应按设计文件规定进行。
（2）施接单位对首次施工的新钢种，施焊前必须按《钢制压力容器焊接工艺评定》的要求进行焊接工艺评定，并编制焊接工艺指导书，焊接必须按焊接工艺指导书进行。
（3）焊工应按《锅炉压力容器压力管道考试与管理规定》进行考试，并按考试项目进行相应的焊接。
（4）从事无损检测的工作人员，必须按《锅炉压力容器无损检测人员资格考试规则》的规定参加考试，并取得相应的资格证书。
（5）施工现场应具有符合焊接材料保管要求的储存场所和烘干、保温设施。
（6）施工现场应有焊接工作棚，用以防风、雨、雪等对焊接质量的影响，焊接时，炉管两端应采取措施进行封闭，以避免穿堂风影响焊接质量。
（7）焊接环境应符合规范要求。
（8）铬钼钢炉管焊接时应采用与母材金属相同成分的珠光体现耐热钢焊条。
焊条药皮不得脱落和裂纹等缺陷，使用前应按说明书的规定进行烘干。
烘干后放在保温筒内的焊条不得超过４h，否则应按原烘干规定重新烘干，重复烘干次数不得超过三次。
（9）焊丝使用前必须清除锈斑和油污，直到露出金属光泽。
（10）炉管的坡口宜采用机械方法加工。
（11）炉管组对前必须仔细清除坡口内外表面２０mm范围内的油漆，污垢、铁锈和毛刺。
对铬镍奥氏体不锈钢炉管坡口的清理和修整应使用专用不锈钢丝刷或刚玉砂轮片。
（12）炉管组对应内口平齐，内壁错边量不应大于１mm。
（13）定位焊用的焊接材料应与正式焊接时所用的材料相同，并应执行相同的焊接工艺。
（14）炉管焊接的引弧必须在坡口内进行，严禁在焊件表面引弧。
（15）炉管对接焊缝宜采用氩弧焊打底，铬钼钢、不锈钢炉管氩弧焊打底时，管内应充氧保护。
氩气纯度应在99.96％以上。
（16）有预热和热处理要求的炉管焊接，焊前预热范围，应以对口中心线为基准，每侧不小于80mm。
焊后热处理加热范围每侧不应小于管壁厚度的６倍。
（17）不合格焊缝的返修，离心铸造合金钢管的同一部位不应超过两次，其他炉管不应超过三次，最后一次返修方案应经施工单位技术总负责人批准。
（18）炉管焊缝的外观检查应在无损检测前进行，焊缝表面质量应符合设计文件规定。
外观检查不合格的焊缝不得进行其他项目的检查。
（19）组焊完毕的炉管，如设计文件要求通球试验，应按设计文件规定执行。
（20）炉管焊缝无损检测应在压力试验前进行，检测不合格的部位必须返修，返修后仍按原规定方法进行检验。
（21）焊接接头经热处理后应测试硬度，当设计文件无规定时，合金钢炉管抽检不应少于热处理焊缝总量的10％，其他焊缝的硬度值应小于母材硬度值的125％，如硬度值超过此值时，必须重新进行热处理。
（22）热处理后进行返修的焊缝，必须重新进行热处理。
5、炉管安装
（1）辐射管安装
1）圆筒炉辐射管安装，应在炉筒挂钩安装合格，并在炉墙衬里合格后进行，由吊车吊将预制件装在挂钩上，然后进行焊接连接。
2）方形炉安装，应根据炉管吊装方法，预留炉墙一端或炉顶一部分不组装，并根据炉管进炉后的走向与设计协商设定吊点及吊耳，在炉墙衬里合格后方可向炉内吊运辐射管。
若是顶部作为吊装孔应在辐射管施工完毕，再进行吊装孔的顶板衬里及安装。
若是在炉体端部作为炉管进入口，则应在靠近三面炉坪及中部炉管施工完毕，并将预留端炉管运入炉内，在炉墙封闭、衬里合格后，再进行预留端炉管的安装焊接工作。
（2）对流管安装
对流管安装，应在对流室衬里合格后进行，根据炉管预制情况每穿一排炉管组对一排，按焊接程序进行预热、焊接、热处理、探伤合格后再进行下一排施工。
三、炉管试压
1、试压条件
（1）炉管试压应在炉管焊接焊口热处理及无损检验后进行。
（2）炉管试压应有试压方案。
2、试压准备
（1）试压前应检查与炉管及与炉管有关的钢结构、管架，管板及仪表管咀等安装和筑炉施工是否符合设计文件规定。
（2）用弹簧吊架吊置的炉管，在液压试验前应采用临时支撑固定。
（3）如设计文件未规定，试验压力为设计压力的1.5倍，并乘以试验温度下和设计温度下，炉管材质的许用应力的比值。
（4）试压用水应用洁净水，奥氏体不锈钢炉管试压用水的氯离含量应小于25mg/m3。
（5）试验用压力表经校验合格，精度不低于1.5级，表盘满制度值为试验压力的1.5～2倍，压力表不应少于２块。
（7）接通试压系统。
3、试压
（1）液压试验，压力应缓慢上升，达到试验压力后，停压１０min，再将试验压力降至设计压力，停压３０min以压力不降无渗漏为合格。
（2）当试压过程中发现泄漏，不得带压处理，消除缺陷后，应重新进行试压。
（3）试压结束后，应将管内存水清理干净。
四、交工技术文件
1、炉管管架安装记录
2、炉管吊架安装记录
3、炉管焊缝外观检查报告
4、焊缝无损检测报告
5、炉管焊缝热处理报告
6、焊缝返修记录
7、炉管焊风返修位置单弦图
8、通球试验记录
9、炉管试压记录
10、管吹扫记录
第二节 低压蒸汽锅炉安装
一、低压蒸汽锅炉汽水系统主要部件
1、工业锅炉汽水系统（受热面管）主要部件
（1）锅筒：
一般分上、下两个锅筒，上锅筒是贮存水、蒸汽并进行汽水分离的容器，下锅筒是贮存水的容器，上下锅筒由下降管和对流管束连接。
（2）水冷壁管：
分前、后、左、右水冷壁，前、后水冷壁管下部与下集箱连接，上部与上锅筒连接，下集箱与上锅筒由下降管连接。
左右水冷壁管分别与上下集箱连接，下集箱与上锅筒由下降管连接，上集箱与上锅筒由蒸汽连通管连接。
水冷壁管布置在锅炉辐射室的是四周，是锅炉产生蒸汽的主要部件，产生的蒸或直接汽流向上锅筒，或经上集箱流向上锅筒。
（3）对流管束：
连接上下锅筒的炉管，通过对流烟气把下锅筒的水在对流管变成蒸汽，流向上锅筒。
（4）省煤器：
是预热炉水的部件，分铸铁省煤器和钢管省煤器。
铸铁省煤器是外带方形翼片的直管，两端带方形法兰与180°弯头连接；钢管省煤器由蛇形管和联箱（集箱）组成。
（5）过热器：
是将饱和蒸汽加热成过热蒸汽的部件，由蛇形管和集箱组成。
对温度要求不高的锅炉没有过热器。
（6）安全部件：
安全阀、压力表、液面计、调节阀。
（7）工业锅炉压力小于等于3.8Mpa，一般为胀接连接。
压力大于3.8Mpa为焊接连接。
（8）一般与锅筒相连的炉管为胀接连接；炉管一端为胀接，另一端为焊接者，必须焊接完毕方能胀接。
二、施工准备
1、施工技术方案：
根据锅炉型式、结构、设计参数、工程特点、技术要求、施工计划、施工交叉、施工环境、季节等相关条件编制切实可行且具有可操作性的施工技术方案
2、施工技术交底：
在施工作业进行之前，应由施工技术人员分阶段向作业人员及相关职能部门人员进行技术交底，将本专业的工程量、工程特点、工程难点、施工方法、技术措施、质量要求、安全注意事项、施工记录等事项向有关人员说明，要求相关人员在施工过程中严格执行，并填写技术交底记录。
3、锅炉安装告知
锅炉安装前，应向当地质量技术监督部门进行锅炉安装告知。
三、材料验收
1、文件及铭牌
锅炉出厂时必须附有与安全有关的技术资料，其内容包括：
（1）锅炉图样（包括总图、安装图、主要部件受压图）；
（2）受压元件的强度计算书或计算结果汇总表；
（3）安全阀排放量的计算书或计算结果汇总表；
（4）锅炉质量证明书（包括出厂合格证、金属材料证明、焊接质量证明和水压试验证明）；
（5）锅炉安装说明书和使用说明书；受压元件重大更改资料；
（6）锅炉产品出厂时，应在明显的位置装设金属铭牌，铭牌上应载明下列项目：
1）锅炉型号；
2）制造厂锅炉编号；
3）额定蒸发量（t/h）；
4）额定蒸汽压力（Mpa）；
5）额定蒸汽温度（℃）；
6）再热蒸汽进出口温度（℃）及进出口压力（Mpa）；
7）制造厂名称；
8）锅炉制造许可证级别和编号；
9）造监检单位名称和监检标记；
10）制造年月。
2、材料检验
（1）炉管的检查与处埋
1）管子必须有出厂合格证明书，否则应作化学分析和机械性能试验。
2）清除管子表面污物，检查外表面，无斑痕、砂眼，裂纹和重皮，管端胀接部分无纵向沟纹，横向沟纹深度不超过管壁厚度的1／10；内外表面均无严重锈蚀。
3）在放样平台上对对流管、前后水冷壁管进行1∶1放样检查，角度、尺寸应符合要求。
对不符合要求的炉管应按要求进行矫正。
矫正后的炉管应妥善保管，不得使其变形。
4）对流管、前后水冷壁管应作通球检查，通球后应作好的封闭，并在胀接穿管前，通球复查。
通球的直径应符合下表的规定：
通球直径（mm）
弯管半径
<2.5Dw
≥2.5Dw且<3.5Dw
≥3.5Dw
通球直径
0.70Dn
0.80Dn
0.85Dn
注：
1、Dw—管子外径；Dn—管子的公称内径；
2、试验用球，一般用不易产生塑性变形的材料制造。
5）管端硬度检查，不同批号的材质应分别打硬度，制造厂一般是对每个规格同炉退火的，因此对不同规格的对流管分别作硬度试验。
管段硬度高于管板硬度时，管段应退火处理。
（2）管孔的检查
1）吊装锅筒前应对管孔进行清洗和检查。
用划线方法，测量检查管孔位置。
然后清洗孔壁上涂料，孔壁光洁，无砂眼、凹痕、边缘毛刺及纵向刻痕，如有锈蚀等缺陷，应用细砂布打磨到金属光泽。
如距离胀管时间较长时，应涂防锈油。
2）管孔直径，园锥度和椭园度用内径千分表测量。
3）将锅筒管孔分排、分号测量值做记录，作为胀管率计算依据。
4）胀管前要分别对上下锅筒进行硬度试验，如有条件，锅筒有管孔的每块钢板都作硬度检查。
四、端退火与打磨
（1）管端退火
管端退火长度为150--200mm，管端退火宜采用电热法进行，热电偶测量温度，温控仪自动控制退火温度，退火温度应控制在600--650℃，恒温10-15min后，在保温条件下冷却。
退火时管两端封死，不致产生穿堂风而影响退火效果。
退火后应作硬度检查。
（2）管端打磨
1）管端打磨宜用机械方法打磨。
打磨后，其表面光洁，无麻点、圆滑不起楞，打磨量不宜超过0.2mm，长度应比管孔壁厚大50mm，距管口100mm内壁的锈皮应予除掉。
2）打磨完后测量胀接端的外径，用游标卡尺测两个方向，取平均值。
管子外径的允许偏差（mm）
公称直径
32
38
42
51
57
60
70
76
83
89
102
最大外径
32.45
38.45
42.45
51.45
57.57
60.6
70.7
76.76
83.83
89.89
102.02
最小外径
31.55
37.55
41.55
50.55
56.43
59.4
69.3
75.24
82.17
82.11
100.98
3）检查管子各胀接端的壁厚，其偏差不超过下表的要求，管子表面缺陷深度不得使管壁厚度小于允许的最小壁厚。
管口壁厚的允许偏差（mm）
公称壁厚
允许最小壁厚
允许最大壁厚
同一截面上壁厚的允许最大差值
2.5
2.25
2.9
0.25
3.0
2.7
3.45
0.30
3.5
3.1
4.0
0.35
4.0
3.6
4.6
0.40
4.5
4.0
5.2
0.45
5.0
4.5
5.7
0.50
4）偏差值超过时，应与制造厂及使用单位协商处理。
5）管口端面无毛刺，并与管子中心线垂直，用角尺检查时，角尺与边缘间不大于外径的2％。
五、胀管工具选择
1、胀管器的选用与要求
（1）胀管器初始最小直径，小于所用管子的最小内径，可顺利插入最小管中。
（2）能胀到的最大值要大于需终胀内径的最大值并有一定裕量。
（3）采用有三个直胀珠的自进式胀管器，各胀珠巢孔斜度应相等并为1°～2°。
直胀珠和翻边胀珠应为错列式，翻边胀珠的圆锥度为12～15°，胀杆的材质、光洁度、硬度符合要求，圆锥度为1/20～1/25，直胀珠圆锥度必须为胀杆圆锥度的一半，不然无法使用。
胀珠长度按下图选用。
图
a-为管子伸出锅筒长度。
b-为管孔壁厚。
c-为胀珠出口长度一般可等于a。
e-为胀珠的过渡部分，圆锥度为1/5，其长度对胀管直径≤Ф70mm为15mm，
Ф76mm--83mm为18mm，Ф102--108mm时为22mm。
直胀珠长度：
L＝a+b+c+e
翻边胀珠的有效工作长度应大于a
2、胀管器的检查
（1）适用范围符合要求。
（2）胀杆和胀珠无弯曲。
（3）胀杆和直胀珠的圆锥度相配。
（4）各直胀珠巢孔斜度相等，底面在同一截面上。
（5）各胀珠在巢孔中间隙不太大，轴向间隙<2mm.
（6）胀珠不得自巢孔掉出，且当胀杆伸至最大限度时，胀珠能自由转动。
3、控制式胀管器（即带止推环的错列胀管器）
为控制翻边高度和终胀尺寸，在上述胀管器基础上，增加一个定位套。
即能控制扳边高度和终胀尺寸的胀管器及兼有两种控制功能的胀管器。
控制翻边是用定位套限止胀管器壳体与锅筒孔板的位置控制板边角度。
翻边角度达到要求后，胀管器壳体就受定位套限止不能再进入管内，而胀杆仍可前进继续把管胀大，最终达到要求的胀大值。
因此，这种胀管器能满足翻边角度和胀大值两项技术要求。
4、胀管器传动装置
（1）胀管器可用专门扳手转动胀杆进行胀接。
扳手可做成羊角形，便于锅筒内转动，力矩又较大。
（2）电动胀管机。
使用电动机转动胀杆进行胀接。
电动胀管机按管孔尺寸，分不同型号，使用时注意合适的规格。
（3）气动胀管机。
使用气动马达转动胀杆进行胀接。
5、胀管率
应按测量管子内径在胀管前后的变化值计算（以下简称内径控制法），或按测量紧靠锅筒外壁处管子胀完后的外径计算（以下简称外径控制法）。
（1）当采用内径控制法时，胀管率Hn应控制在1.3%～2.1%的范围内；当采用外径控制法时，胀管率Hw应控制在1.0%～1.8%的范围内，并分别按照下列公式计算：
式中Hn—采用内径控制法时的胀管率；
Hw一采用外径控制法时的胀管率；
d1—胀完后的管子实测内径（mm）；
d2—未胀时的管子实测内径（mm）；
d3—未胀时的管孔实测直径（mm）；
d4一胀完后紧靠锅筒外壁处管子实测外径（mm）；
δ—未胀时管孔与管子实测外径之差（mm）。
（2）对于石油化工施工队伍，不是锅炉安装的专业队伍，在锅炉胀接中，宜采用外径控制法
六、胀接工艺
1、胀管程序
2、确定胀管率
锅炉胀管率应通过试胀来确定。
根据试胀板的孔数，将不同的胀管率从小到大分成若干组进行试胀。
经水压试验后，在不漏的胀口中选取最小的胀管率作为本锅炉胀管的胀管率。
通过试胀，还应熟悉胀管的量具和测量方法，并测定胀管口转360°的胀大值。
3、计算胀大值
根据锅筒管孔直径及胀管率计算出每个管孔的胀大值，并按排编号作好记录，作为胀管的依据。
4、装管
（1）装管前应将管孔和管子胀接面清洗干净，用砂布擦去浮锈，用汽油或四氯化碳作清洗剂，然后用棉布擦干装管：
（2）外形相同的管子要按已测得的管孔直径和管子胀接端直径选配，使管子与管孔间隙不超过下表的规定，超过时要与用户和锅炉监察部门协商处理。
管子与管孔间隙（mm）
管子公称外径
32～42
51
57
60
63.5
70
76
83
89
102
最大间隙
1.29
1.41
1.47
1.50
1.53
1.60
1.66
1.89
1.95
2.18
（3）管子两端装人管孔时，应能自由伸人，装正无歪斜，如有卡位、偏斜等现象时不能用力硬插，应调整后再装管。
（4）装管时，用管卡将管子重量支承在锅筒上，并使管子按下表的数据调整好伸出长度，最好为9～10mm之间，并尽量一致，然后定位。
管子伸出长度（mm）
管子公称直径
32～63.5
70～102
伸出长度
正常
9
10
最大
11
12
最小
7
8
（5）每装一排管后应随即胀管，先胀两端的管排作为基准管（如下图），然后再由中间向两边按排胀接。
同一根管子如一端为焊接一端为胀接，应先焊后胀接后胀接。
（6）基准管胀接前用图所示的方法找正固定，其它每排管胀接前用拉线法和图所示的方法找正，管子应排列整齐。
5、胀接
（1）基准排胀接
炉管固定好后，上下锅筒同时胀接，同时在锅筒外侧炉管靠近锅筒的根部，测量人员用胀管卡尺测量胀大值，当胀大值还欠0.3mm时停止胀接，退出胀管器。
胀下一个口。
用此法将基准排胀完，所欠0.3mm待所有炉管胀完后再进行补胀。
（2）其他各排炉管的胀接
1）其他各排炉管每固定一排，胀接一排，再固定下一排。
2）其他排炉管的胀接方法和基准排相同，只是需要一次胀接到位。
（3）胀管检验：
1）检查管端露出长度；
2）检查翻边角度；
3）检查胀口有无缺陷。
6、胀管时注意事项
（1）胀管宜在环境温度为0℃以上时进行；
（2）胀接口严禁与油、水、污物接触；
（3）胀管前，管端内部以及胀管器的胀珠和杆上均涂上润滑油脂，但不应使油脂渗入胀接面。
一般每胀15～20个胀口，应将胀管器拆开在煤油中洗净，检查损坏和磨损情况；
（4）胀管器放入管内时胀杆应正对管孔中心，操作时位置始终正确，胀杆应转动平稳均匀，不得向胀杆施力冲击；
（5）胀口内壁应平滑，无凹陷、擦伤、重皮和起皮；
（6）胀管时应有专人记录，每个管孔和管端的测量数据作为质量鉴定和交工验收时计算胀管率的依据。
（7）每胀完一排后，应马上检查胀管质量，发现有问题，应立即处理。
七、安全注意事项
1、施工人员进入现场必须按照劳保要求着装；
2、电动工具必须有漏电保护器，电源线每天进行检查，以免漏电伤人；
3、进行砂轮机、磨管机操作时，应佩戴护目镜；
4、搬运重物时，动作应协调一致；
5、进行炉管退火操作时，应采取可靠的防烫伤措施；
6、清洗管孔和管端时，应选用无毒的清洗剂；
7、施工操作平台应搭设牢固，跳板应绑扎牢固，不得有探头板；
8、穿管时，吊点应牢固，绳子捆绑应结实避免滑动，吊管应有专人指挥，动作协调，避免管子与其他物体碰撞；
9、在锅筒内施工时，应使用安全行灯进行照明并保证光线充足，便于施工人员操作。
10、进入上锅筒作业，不得将钥匙链、打火机等小物件带在身上，小型工具应用绳子系挂，避免掉入管孔内；
11、其他未尽事宜按相应的安全规程执行。
八、施工记录表格
1、图纸汇审记录
2、施工技术交底记录
3、施工过程工序交接记录
4、炉管检查验收记录
5、炉管通球记录
6、炉管硬度检验报告
7、炉管退火记录
9、炉管试胀记录
10、锅筒管孔测量记录
11、炉管管端尺寸测量记录
12、炉管胀接记录
13、炉管胀接检查验收记录
14、炉管通球记录
升级会员 