高压氧气管道施工方案设计.docx
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高压氧气管道施工方案设计
氧气管道安装方案
一、工程概述
本空分装置的单套规模为60000Nm3/h，采用杭氧杭氧科技、双良空调设备股份及中国天辰工程公司设计的工艺流程。
本装置区共有1条氧气管线（包含14条氧气管道单线图），状态为气态，其O2纯度≥99.6%，材质为不锈钢（0Cr19Ni9），设计压力为9.5Mpa，操作压力为8.5Mpa，设计温度50°，操作温度为35°，流量240000Nm3/h。
氧气管道安装及焊接要求严格，焊口打底连续一次性完成同时打底过程中不准使用磨光机打磨，焊口100%探伤。
管部绝对清洁，整条管线上的垫片、管道、阀门全部进行脱脂。
由于管线长固定焊口较多，给焊接及管清洁工作带来较大困难。
规格
延长米（m）
规格
延长米（m）
DN600
118.9
DN400
3.02
DN350
183.2
DN250
111.14
DN200
4.3
DN150
4.62
DN80
0.6
DN40
32.9
D15
4.4
二、编制依据
2.1中国天辰工程公司提供的工艺管道图纸及设计总说明
2.2《工业金属管道工程施工及验收规》GB50235-97
2.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规》GB50236-98
2.4《氧气及相关气体安全技术规程》GB16912-1997
2.5《空分分离设备用氧气管道技术条件》JB5902-2001
2.6《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93
2.7《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规》SH3501-2001
2.8《脱脂工程施工及验收规》HJ20202-2000
三、施工工序
施工准备
施工预制场地设置
材料验收
管道、管件、紧固件、阀门脱脂
焊缝检验
焊工考试
合格
管道预制
管道下料
返修
不合格
合格
管道清洁
合格
报验
不合格
返工
支架安装
管道安装
固定口焊接
焊缝检验
合格
不合格
返修
管道试压
管道清洗
管道验收
三、施工前的准备工作
3.1现场条件的准备
3.1.1工艺管道预制厂选择在现场办公室前面的空地，预制场地面积为30m×30m，根据业主现场无土化施工会议精神，地面铺设300毫米厚4~6厘米粒径碎石并压实，并搭设防风、防尘、防雨棚作为管道预制用。
3.1.2现场暂设、施工用水、用电已经接通，满足施工使用要求，各类机械已就位。
3.2技术准备
3.2.1组织参加施工的技术人员和作业班组对图纸、规及设计文件等进行学习，使其熟悉装置的工艺流程、工程特点，质量关键和施工难点重点。
3.2.2组织工程技术人员认真进行图纸会审，并将施工方案向施工班组进行交底。
3.2.3做好焊工培训、考试工作，使所有焊工持证上岗，并保证焊接工艺评定的完整。
四、材料的验收和存放
4.1材料验收
4.1.1全部管子应进行、外表面检查，其应无裂纹、结疤、麻点、夹杂物、折皱、重皮、划痕、锈蚀、碳化、毛刺等缺陷。
4.1.2管材按规规定进行检查，检查直径、壁厚、弯曲度，均应符合材料标准的规定。
4.1.3法兰密封面应平整光洁，不得毛刺及径向沟槽。
4.1.4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。
4.1.5其管道、管件、阀门、螺栓、焊接材料等必须按照炉批号要求抽取5%做光谱分析，合格后方可使用。
4.1.6全部阀门应做外观检查，并检查下列项目：
（1）阀门型号、规格、铭牌、编号、压力等级、材质标注应符合图纸设计要求。
（2）外部和可见的表面，螺纹、密封面应无损伤、锈蚀现象，铸造阀体应无砂眼、
缩孔、气孔、裂纹等有害性缺陷。
（3）阀门到现场后，应按设计要求或规要求的进行抽查强度试验和气密性试验。
试验用清洁水，水质要求氯离子含量应小于25PPM。
4.1.7对于设备厂家提供的管道、管件及阀门等应按照要求进行验收。
4.1.8所有材料必须符和标准要求，必须具备出厂合格证和质量证明书。
4.3材料存放及发放
4.3.1不锈钢材料应堆放在道木上，挂牌标记，并与碳钢管隔离，小、易丢失的管件应整齐摆放在材料货架上。
4.3.2清洗后的管道或零件应存放在干燥处，远离酸盐碱类，以防腐蚀。
4.3.3对已经脱脂的管道及管件存放时严禁与带油类物质放在一起。
应设置已脱脂管道、管件区。
4.3.4酸洗脱脂之前不得将管子、管件与阀门开口端的盖帽拆除。
4.3.5现场施工应根据单线图纸量进行发料，仓库保管员对规格、材质、数量要严格把关，用多少、发多少。
五、管道预制
5.1管道下料、坡口加工
5.1.1不锈钢管道采用砂轮切割机进行切割.切割管子的砂轮片不能碳钢、不锈钢混用，切割后的切口应平整且表面应清理干净。
脱脂完的管线，待监理、业主检查合格后，用洁净的塑料布包扎好；在打磨坡口前，用在脱脂液泡过的厚海绵（干燥处理后）封好管道壁后，再开始打磨，组对焊口前，取出海绵，并用干净的布沾脱脂液进行擦拭，干燥合格后，方可焊接。
5.1.2坡口型式如下：
V型坡口：
厚度t（mm）
坡口型式
备注
间隙p（mm）
钝边s（mm）
坡口角度α（°）
3—9
0—2
0—2
65—80
9—26
0—3
0—3
55—65
26—60
0—3
1—3
65—75
双V型坡口：
厚度t（mm）
坡口型式
备注
间隙p（mm）
钝边s（mm）
坡口角度α（°）
20—60
0—3
1—3
65—75
5.2管道组对
5.2.1管道预制过程中要充分考虑现场条件，方便运输和安装来确定预制深度和活口位置，以便安装时调整，仪表一次元件开孔预制时应按图同时进行开孔、焊接。
5.2.2管道组成件应按单线图规定的数量、规格、材质选配，并应按单线图标明管系号和按预制顺序标明各组成件的顺序号、焊工号和焊口号。
5.2.3坡口型式：
a、对于壁厚相同的管子，采用双边V形坡口b、不同厚度的管子，壁尺寸不等而外壁齐平时，加工形式为:
c、不同厚度的管子，壁齐平，外壁不相等时，加工形式为:
5.2.4支管外壁距焊缝不宜小于50mm。
5.2.5预制管段应具有足够的刚性，必要时可进行加固，以保证存放运输过程中不产生变形。
5.2.6预制完毕的管段，应将部清理干净，及时封闭管口，保持管清洁。
5.2.7管道对口一般壁齐平，对接单面焊的局部错口值≤10％且≤1mm，对接双面焊的局部错口值≤10％，且≤3mm。
5.3管道焊接
5.3.1焊前具备合格的焊接工艺评定，相应的焊接作业指导书，技术交底，参加高压氧专项的焊工考试并取得每个施焊焊工必须参加焊接资格考试取得合格证，并经业主、监理的认可。
5.3.2管道焊道坡口要求外侧15mm距离必须处理打磨干净，在管道焊接前必须在坡口两侧100mm涂白垩粉，防止飞溅物粘附管道外壁。
5.3.3管道的焊接时严禁在坡口以外母材表面引弧及实验电流，并防止电弧擦伤母材。
焊接时要求按照工艺评定术参数实施，并按照焊接指导书进行焊接。
管道焊接方法选择：
管道焊接采用氩弧焊打底电焊盖面，管道进行氩弧焊接时，管子部需要充氩保护,打底完后，下层焊接前将上一层的焊道清理干净，焊接时并且氩气保护不能停，待填充层至第二层完成后，才能停止氩气保护。
每层焊接完成后清理焊渣并进行外观检查，确认无缺陷并冷却后再进行下层焊接.整道焊口焊接完成后按照GB50236中表11.3.2进行检查并不得低于相应外观要求。
5.3.4最后一道固定口，采用先氩弧打底，打底完成后再射线探伤，射线探伤合格后，再进行电焊焊接。
5.3.5本装置区高压氧气管道材质均为0Cr19Ni9，全部采用氩电联焊，焊丝采用H0Cr21Ni10，电焊条采用A102。
按照设计要求的检验标准对高压氧气管道进行100%射线探伤，RT-II合格。
5.3.6管道≤DN50焊缝余高为1mm，≤DN100且＞DN50的焊缝余高为1.5mm,≤DN600且＞DN100的焊缝余高为2mm。
焊缝不允许要咬边，焊缝要求平圆滑过渡，不允许出现毛刺，突瘤等缺陷。
5.3.7焊接工艺参数：
焊道层数
焊接方法
填充金属
电流
电压围
焊接速度cm/nun
线能量kj/cm
型号
直径mm
极性
安培A
1
GTAW
ER308
￠2.4
DCSP
80-100
11-14
4-6
14.4~18.3
2
SMAW
E308-16
￠3.2
DCRP
100-160
21-25
5-7
19~23
3
SMAW
E308-16
￠4.0
DCRP
140-150
21-25
5-8
24~30
六、焊材管理制度
6.1现场焊材库条件现场设立焊材库，焊材库应建在干燥、通风、无腐蚀性的场所。
焊材库应设有通风、除湿设备，以保持库干燥和通风良好。
对焊条库实行分区管理，铭牌标识；库应设置多层焊材架，做到排列整齐，架子底层离地面高度距离不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm。
对库温度和湿度进行监控（温度>5℃,湿度<60%）。
6.2焊材进库验收和检验
按规定对入库焊材进行检查、复验，并作好验收记录，不合格焊材不入库。
焊材入库应具备焊材质量保证书及规定的包装标记。
焊材包装物不得有破损，焊条堆放层数不得超过4层，且不得受潮和被雨淋。
6.3焊材保管
设立专职焊材库保管员，建立焊材出入库登记台帐。
焊材应按种类、型号（牌号）、批次、规格、生产厂家、入库时间分类堆放。
每垛焊材应有标牌，明确标注入库号，做到标牌、实物、帐目三者相符，实物包装良好、不混乱。
6.4焊材烘烤、发放、回收管理
6.4.1焊材领用、烘烤前应根据认可的焊接工艺指导书和有关工艺文件编制“焊材烘烤发放通知单”作为焊材领用、烘烤、发放的依据。
焊材领用单表格如下：
焊材领用卡
项目队：
焊工：
NO.：
工号名称
领用日期
（上午、下午）
母材材质
使用部位
焊条
焊丝
焊条牌号
规格
使用数量（根）
焊丝牌号
规格
使用数量（根）
班组长签名：
工号技术人员签名：
6.4.2应检查烘烤箱、恒温箱和焊条保温筒的性能是否满足使用要求，热工仪表是否在有效检定周期。
6.4.3焊条应按生产厂说明书的要求严格烘烤。
一般情况，焊条的烘烤及贮存技术条件：
表一焊条烘焙及贮存技术条件
焊条牌号
烘焙条件
保温贮存条件
温度（℃）
时间（h）
温度（℃）
时间（h）
重复烘焙次数
A102
250
1
100~150
32
≤2
如以上与到货焊条说明书上不符时，严格按照说明书上进行烘焙。
6.4.4焊条不能成垛或成捆地堆放烘烤。
应分层堆放，且每层焊条堆放不应超过隔层高度的2/3，避免烘烤时受热不均和潮气不易排出。
6.4.5禁止将焊条突然放到高温烘烤箱，或从高温烘烤箱突然取出冷却，防止焊条骤冷骤热而产生药皮开裂脱落现象。
焊条进箱时箱温度应在100℃以下，升、降温速度不宜超过150℃/h。
6.4.6不同烘烤温度的焊材不应在同一烘烤箱烘烤。
同一烘烤温度但批号或入库编号不同的焊材在同一烘烤箱烘烤时，也应分开放置，并有明显标记，严禁混淆。
6.4.7应按焊接材料烘烤发放通知单的要求发放焊材，每次发放量不超过4小时工作的用量。
6.4.8应填写焊材烘烤、发放记录。
6.4.9手弧焊时，每名施焊焊工应配备一只焊条保温筒，焊工领用的焊条应及时放在保温筒随用随取。
一只保温筒禁止混装两种以上牌号的焊条。
6.4.10焊接工作结束后（或下班前），应对剩余的焊材进行回收入库。
回收的焊条应核对标记并检查药皮是否损坏，同时做好回收记录。
在4小时回收的焊条应按不同的牌号、规格堆放在恒温箱指定的地方，不得混淆。
现场使用超过4小时或低于规定温度的焊条回收后应放在烘烤箱指定的位置重新进行烘烤。
7、管道及管件阀门的脱脂施工工艺
高压氧管道的脱脂要严格按照设计或相应规进行脱脂处理，对于高压氧气管道材质为Cr19Ni9应优先选用整体浸泡法进行，将管子放入脱脂剂中浸泡1～1.5小时；对于管件阀门的脱脂采用擦拭法进行脱脂处理；对于非金属垫片应采取四氯化碳进行脱脂，将垫片放入脱脂剂中1.5～2小时，取出放到通风处晾干至无脱脂剂气味为止；管道脱脂完成后应采取紫光灯照射和白滤纸擦拭法进行检查；脱脂完成后应采取气相防锈塑料膜进行封口保护。
关于脱脂详细方法及措施详见管道脱脂专项方案。
八、管道的安装
8.1安装前应具备的条件
8.1.1与管道有关的土建工程已经检查合格（如：
管廊等），满足安装要求，并已工序交接。
8.1.2与管道连接的设备找正合格并满足工艺管道安装要求，并已工序交接。
8.1.3所有预制好的管段、阀门等均符合图纸和设计要求，部清理干净。
8.1.4其他准备工作已经就绪，人员、机具安排到位。
8.1.5管道在安装前对设备管口、预埋件、钢结构等涉及管道安装的容进行复核。
8.2安装的一般要求
8.2.1氧气管道安装前应对法兰密封面及垫片检查，不得有影响密封性能的缺陷存在。
8.2.2法兰连接时应保持平行，其偏差不大于法兰外径的1.5/1000，且不大于2mm，不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。
8.2.3法兰连接应保持同轴，其螺栓孔偏差不得超过孔径的5%，螺栓安装应方向一致，伸出的螺母长度一致，螺母带材料印记的一面不得对着法兰，以保证材料标记随时可以看到。
8.2.4氧气管道的法兰两侧应用导线做跨接，其电阻应小于0.03Ω。
8.2.5氧气管道的弯头、分岔头不应与阀门出口直接相连，阀门出口侧的不锈钢管宜有长度不小于5倍管外径且不小于1.5m的直管段。
8.2.6氧气管对口时应检查平直度，在距离接口中心200mm处测量，允许偏差1mm/m，但全长允许偏差最大不超过10mm。
8.2.7氧气管道焊缝的位置应符合规的要求，直管段两环缝间距不小于150mm；焊缝距弯管起弯点不得小于100mm，且不小于管外径；环焊缝距支吊架净距不应小于50mm。
8.2.8氧气管道安装过程中，不得在管道的焊缝处开孔。
8.2.9氧气管道上仪表接点的开孔和焊接在脱脂前进行。
8.2.10氧气管道在安装过程必须采取措施保护好脱脂成果，对口打磨坡口时必须用经过脱脂过的白布和海绵对管道进行堵口，待坡口处理好后对管道壁300mm围进行二次脱脂处理，当管道安装进行中有间断时，应及时封闭敞开的管口。
8.2.11氧气管道安装的允许偏差应符合下表的规定：
项目名称
允许偏差（mm）
坐标
架空及地沟
室外
25
标高
架空及地沟
室外
±20
水平管道平直度
DN≤100
2L‰，最大50
DN＞100
3L‰，最大80
立管铅垂度
5L‰，最大30
8.3不锈钢管的安装要求
8.3.1安装时，不得用铁质工具敲击，焊渣锤应为不锈钢材质。
8.3.2不锈钢管道法兰使用的非金属垫片，其氯离子含量不超过50×10-6（50ppm）。
8.3.3不锈钢焊缝经质量检查合格后，应进行焊缝及其附近表面进行酸洗、钝化处理。
8.4.4脱脂后的管口应及时用胶带及时封闭管口。
8.5阀门的安装
8.5.1阀门安装前，应校对其规格型号，同时还必须按介质流向确定其安装方向，阀门手轮的位置应便于操作。
8.5.2当阀门与管道以法兰连接时，阀门应在关闭状态下安装；以焊接方式连接时，阀门不得关闭，并且焊缝的底层采用氩弧焊，保证部的清洁。
8.5.3安全阀安装前要复检，并进行初调，合格后再安装；安装时应垂直安装，投入运行时应及时调校安全阀，并且调校后，在工作压力下不得有泄露。
8.5.4阀门在安装前需试压合格，阀门的壳体试验压力不得小于公称压力的1.5倍，试验时间不得少于5min，以壳体填料无渗漏为合格；密封试验宜以公称压力进行，以阀瓣密封面不露为合格。
8.6管道支吊架的制安
8.6.1管道支架的形式、材质、位置、加工尺寸等应符合设计要求，不得擅自改动。
8.6.2管道安装时，应及时固定和调整支吊架，支吊架的位置应准确，安装应平整牢固，与管子接触应紧密,当与管子直接接触的管架材料为碳钢时必须采取橡胶石棉板将其隔离开来。
8.6.3无位移的管道吊架应垂直安装，有位移的管道，吊点应设在位移的相反方向。
8.6.4固定支架应按设计文件的要求安装，并应在补偿器预拉伸之前固定。
8.6.5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。
其安装位置应从支承面中心向位移反方向偏移，偏移量应为位移值的1/2或按照设计要求安装，绝热层不得妨碍其位移。
8.6.6弹簧支吊架的弹簧高度，应按设计要求安装，并做出记录，弹簧的临时固定件，应在系统安装完毕后，试压、绝热完毕后方可拆除。
8.6.7支吊架的焊接应由合格焊工施焊，并不得有漏焊、欠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。
8.6.8大口径管道上的阀门，应设置专门支架，不得以管道承重。
8.6.9管架紧固在槽钢或工字钢翼板斜面上时，其螺栓应有相应的斜垫片。
8.6.10管道安装时不宜使用临时支吊架，当使用临时支吊架时，不得与正式支吊架位置相冲突，并应设有明显标志，在管道安装完毕后应及时拆除。
8.6.11管道安装完毕后，应按照图纸和设计文件规定，逐个核对支吊架的形式和位置。
九、管道的压力试验
9.1为了减少试压时增加的临时管线，节省试压时间，提高试压合格率，管道试压前另外编制专项方案指导施工。
9.2空气管道试压应采用洁净水做强度试验时，其氯离子含量不准超过25g/m3,水压强度试验压力为1.5倍的设计压力。
用气体做强度试验时，强度试验压力应为1.15倍设计压力。
9.3压力试验时，无关人员不得进入。
压力试验完毕，不得在管道上进行修补。
9.4压力试验前，应具备下列条件：
9.4.1试验围的管道安装工程除涂漆、绝热外，已按设计图纸全部完成，安装质量符合有关规定。
9.4.2焊缝和其它待检部位尚未涂漆和绝热。
9.4.3试验用压力表已经校验，并在合格周期，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，压力表不得少于两块。
9.4.4待试管道与无关系统已用盲板或采取其它措施隔开。
9.4.5试验方案已经批准，并进行了技术、安全交底。
9.5气密试验应遵守下列规定：
9.5.1试压前，必须用空气进行预试验，试验压力宜为0.2MPa。
9.5.2试验时，应逐步缓慢增加压力，当压力升至试验压力的50%时，如未发现异状或泄漏，继续按试验压力的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，停压时间应根据查漏工作需要而定。
以发泡剂检验不泄露为合格。
9.5.3当试验过程中发现泄漏时，不得带压处理，并做好标记，待消除泄漏点后，应重新进行试验。
9.5.4氧气管道设计压力为9.5MPa,气密试验压力为设计压力1.15倍，试验压力为10.925MPa。
9.5.5气密试验重点检验阀门填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等。
9.5.6气密试验用涂刷肥皂水或其它发泡剂的方法进行检查，以不泄漏为合格。
十、系统吹扫
10.1一般规定
10.1.1吹扫前应将不允许赃物进入的设备或系统进行隔离，对于不能参加吹扫的仪表元件、阀芯、滤网、喷咀等应进行拆除，不便拆除的要采取其它方法隔离。
10.1.2吹扫过程中，对不易吹净的地方要用木锤敲打。
10.1.3管道吹扫合格后，应及时复位，不得再进行影响管清洁的其它作业。
10.2空气吹扫
10.3.1空气吹扫应用无油干燥空气或氮气进行吹扫，吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力，流速应不小于20m/s。
10.3.2在吹扫前应把阀门等拆卸下来（包括已经校正的开孔和过滤器），防止受损。
10.3.3吹扫时，先通入低压的无油干燥空气或氮气，作短暂时间的吹扫（约3-5分钟），然后通入高速的、大流量的无油干燥空气吹扫或氮气，吹扫干净后的回路，可以充压并投入正常使用。
10.3.4吹扫期间，同一回路上要进行数次吹扫，直到无异物排出。
10.3.5空气吹扫时，五分钟检查用白布或白漆涂过的靶板，其上无铁锈、尘土、水份及其它脏物为合格。
十一、质量保证措施
11.1综合考虑各方面的条件，认真做好施工方案，并向施工人员进行详细的技术交底，统一指挥信息。
11.2施工前反复对照图纸，检查各准备工作是否全部完成。
11.3认真把好“五关”，图纸会审关、方案编制关、原材料及设备检验关、施工工序质量检查关和资料收集关，使质量在各个环节得到落实。
11.4实行质量目标控制，将质量目标按施工全过程的各个阶段进行逐层分解，将目标落实到班组和个人。
11.5建立质量保证体系：
质量保证体系
11.6质量控制点
序号工程质量控制点等级表号备注
（一）施工准备
1
检查到货管材、管件、法兰、阀门合格证书及复验
B
2
焊工资质审查
A2
必查
3
焊接工艺评定及焊接作业指导书检查
B
4
阀门试验
B
5
管件检查
B
6
安全阀调整试验
B
7
高压钢管、管件检查验收
A2
必查
（二）管道安装（含预制）
1
检查管道安装水平和垂直度
B
2
检查法兰与管道的垂直度
B
3
检查管道的法兰焊口
B
4
检查管道清洁度
B
5
检查阀门、孔板、法兰、取压口角度安装质量
B
6
固定管架及弹簧支、吊架调整
B
7
复审管道压力等级和法兰匹配情况
B
8
管道与机器连接处无应力连接检查
A2
必查
9
检查管道静电接地
B
10
检查法兰密封垫片（注意正式和临时）
B
11
管道焊接及无损检测
B
12
重要压力管道验证性检查
A2
必查
13
管道试压前检查
B
14
管道强度及（严密性试压）
A2（A1）
必查
15
管道吹扫、清洗（脱脂）
A1
必查
十二、劳动力需求计划
序号
工种
人数
1
管工
10
2
电焊工
4
4
起重工
2
5
电工
1
6
壮工
15
7
司机
2
十三、安全保证措施
12.1.施工前向施工人员进行安全技术交底，坚持做到“三不施工”。
12.2.施工人员进入现场必须佩带安全帽，高处作业必须佩带安全带，严禁酒后上岗。
12.3.敷设管道，应同时安装支、吊架或管座。
并应将管道固定牢靠，防止管道滚下;管廊上施工时，管廊下部必须满铺安全网，上边必须设置安全通道及生命线。
12.4.用砂轮机切割、打磨管口时应配戴风镜，以防铁削损伤眼睛。
12.5.氧气瓶、乙炔瓶之间的距离及与用火地点的距离，不得小于10米，且不得靠近热
源，并须做防晒、防雨淋措施。
12.6.施工用电线路绝缘良好，使用标准配电箱并加锁、电机外壳接地，手持式电动
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