大直径管道制作与安装 工艺探析

刘曦

中国机械工业建设集团有限公司 北京 100045

摘要：近年来，随着国家“一带一路”战略发展，沿线国家的基础性设施建设将逐渐增多。由我司承接的某国家的2*630MW燃油气电站的循环水进出水母管规格为3220×16mm，本工程采用钢板现场卷制焊接并运输至现场进行安装施工，在此结合该项目管道施工制作工艺来探讨一下火力发电厂大型管道的施工程序和方法要点，希望可以对其他项目大型管道制作与安装有借鉴作用。

关键字：管道制作 安装 焊接 检验

施工所需材料

主要工程量

本工程各种管道配置安装总重量约5000多吨

管道制作流程及工艺要求

2.1管道制作流程

2.2管道制造工艺

a.材料由供货方按展开的有效尺寸直接供货施工现场。该管系所使用钢板钢号为Q235B规格，其机械性能应满足现行国家标准（GB700-88）的要求；钢板的厚度允许偏差应符合《热轧钢板和钢带的尺寸、外形及允许偏差》（GB709-88）的规定。钢板的表面质量应符合（GB3274-88）国家标准的要求并应有出厂合格证和材料质量证明书。

b.下料时，应对钢板作90°检查，以保证卷制钢管时端面与管轴线垂直度。

c.钢板在弯曲成型前，应在其四周面进行外观检查，并作好记录备案在册。注意其卷制变形量宁内勿外翻，但不可过量而造成下一步回笼工序成型困难。

d.照每2200mm一节进行制作，根据图纸要求加设加固筋，每三节组合成一筒，管节组合时严禁用硬物敲打。

e.管节组合采用立式拼装，先两节组合在一起，点固焊后用吊车垂直提升，与第三节进行组合。

焊接钢管及其管件的制作

3.1 焊接钢管的制作

3.1.1 划线

检查供货钢板质量、数量及规格，将钢板整平，检查钢板质量应符合国家相关标准，划线工作平台经过校正准确，以钢板边缘上划的任一直线开始按设计尺寸逐渐划出被加工管子外形及内部切口的位置和尺寸。

3.1.2 下料

检查下料成型钢板的平直度及对角线，钢板下料我们将主要采用龙门剪床，局部位置采用氧-乙炔切割，并将毛料加工坡口，坡口上部夹角为65°～72.5°，靠里边边缘上留有1.5mm宽的钝边。

3.1.3 卷管

使用卷板机卷制钢板成型，检查椭圆度和端面与轴线垂直度；将毛料按设计要求用卷板机卷圆，用圆弧样板检查卷圆钢管的椭圆度，样板弧长为周长的1/4，如不合格在卷板机上再次滚弯。

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.1.4 焊接

将管道内部污泥、杂物清理干净，管口边缘和焊口两侧10-15mm范围内的表面除锈、直至露出金属光泽。但管径≤800mm时，采用单面焊，管径≥800mm时，采用双面焊。各管节对口时，纵向焊缝应错开，其间距：当DN＜600mm时，错开距离不小于100mm，当DN＞600mm时，错开距离不小于300mm。对口内壁要平齐，错口量不大于2mm。严禁在对口间隙帮条夹焊或用加热法去缩小间隙及强力接口。管道任何位置不得有十字形焊缝。钢管对口点焊应对称进行，其厚度应与第一层焊接厚度相近。

3.2 焊接管件的制作

3.2.1 焊接弯管的制作

按展开图在样板纸上制作好下料样板，在管子上沿轴线划两条直线，使这两条直线间弧距等于管子外圆周长的一半。；将下料板上的背高线和腹高线分别与管子上的两条直线重合，沿下料样板在管子上划出切割线；将下料样板翻转180°，画出另一段的切割线，两段之间应留有足够的切口宽度；将各管节的中心线对准，先定位焊，固定两侧的两点，将角度调整正确后，再定位焊几处。90°弯管定位焊时，应将角度放大1-2°，以便焊接收缩后得到准确的角度。

3.2.2 焊接异径管的制作

异径管制作一般采用钢板卷制，先作出样板，将样板平铺在钢板上划线、下料，并按要求加工坡口，除去毛刺和氧化皮，用滚板机卷圆，再用1/4圆的弧形样板检查内圆的弧度，合格后点焊及焊接。为防止制作完成后的钢管、管件产生变形，应在两端管口内侧采取临时加固。

3.3 自动焊接过程与制作

3.3.1 单节圈的制作过程

按图纸管径大小将钢板下成净料，板厚≤16 的钢板不用打坡口，下料完毕后上卷板机轧圆，对口、加固、下杆。纵缝两端加上引弧板，将对好的圆吊与地面，用纵缝自动焊机焊接，先焊内纵缝，焊缝底部铺垫焊剂用于保护，焊后将外纵缝用碳弧气刨用于清根，将根部清至无缺陷，角磨机打磨，再用纵缝自动焊机焊机纵缝，焊完后上卷板机回圆，单接自作完成。

3.3.2 三接组合过程

将预制好的单节吊至组合杆上，三节组合成一组，组合完毕，将组合件吊至自动焊机托轮架上，用臂式自动焊焊内环缝，底部用焊剂托盘托焊剂用以保护，将内环缝焊完后，外环缝用电弧气刨清根，角磨机打磨干净，用臂式焊机焊外环缝，组合件焊接。

焊接钢管质量检验

4.1检查所领材料的表面质量应无起皮、重皮、裂纹、壁厚不符合要求等情况。

4.2检查钢板的下料尺寸是否满足钢管的规格要求，其对角线偏差应在许可的范围内。

4.3管子切口质量应符合下列要求：

1）切口表面平整，不得有裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化铁与铁屑等，如有应予清除。

2）切口平面倾斜偏差为管子直径的1%，但不得超过3mm，平直度偏差不大于1mm/m。

4.4用钢板卷制的钢管直径大于600mm时，允许有两道纵向焊缝，两个焊缝间距应大于300mm，管子的周长偏差及椭圆度应符合下表规格（单位：毫米）：

4.5 检验焊缝外观无熔化金属流到焊缝外未熔化的母材上，无裂纹、气孔、弧坑和灰渣等缺陷，表面光顺、均匀，咬边深度小于0.5mm，错边不大于2mm。应逐口进行焊缝煤油渗透试验，并按规范要求进行无损探伤，不合格的焊缝必须进行返修，返修次数不得超过3次。

焊接钢管检验评定表如下所示：

管道防腐

埋地钢管防腐施工前，按图纸技术要求，对管道进行喷砂除锈处理，表面处理要求应达到工业级（Sa2.5级）。

每涂一层漆后，应让其充分干燥，待前一层彻底干燥后才能涂刷下一层，防腐层总厚度应不少于设计要求。

钢管除锈后尽快涂底漆，间隔时间不得超过8小时，要求涂刷均匀，不得漏涂，每个管子两端各留裸管150mm左右，以便焊接。

按照图纸设计要求，内壁底漆—底漆-面漆-面漆-面漆，外壁防腐为加强级防腐，具体做法为底漆-面漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆，底漆与面漆的间隔时间不应超过24小时，涂刷层均匀光洁无起皱现象。玻璃布须拉紧，表面平整，无折皱和鼓包，压边宽度为20～25mm，布头搭接长度为100～150mm，缠绕完后即涂第二层面漆，漆量应饱满，面漆表面实干后涂第三层面漆，防腐层总厚度应不少于设计要求。

钢管安装

6.1施工程序方法和内容

1)材料及附件清点：

对材料及附件按图纸进行清点编号，并作出标识。

2）管道吊装

循环水管道吊装采用50t汽车吊,管道五节一组，对接后钢管重量为11493Kg。钢丝绳选用φ24mm 6×37+I型，抗拉强度1670Mpa，钢丝绳长28m，一对绳使用，钢丝绳在钢管上绕一圈后两段挂在吊钩上，共4根钢丝绳受力，钢丝绳与垂直轴线夹角为22.5°。吊装管道的钢丝绳应用木块等物和管道分隔，防止钢丝绳损伤管道表面油漆和管道本身。

吊装示意如下：

3）钢管接口采用乙炔—氧气切割，切成V形坡口，管口边缘及焊口两侧10～15mm内应清除氧化皮、毛刺等，并打磨凹凸不平处，使之露出金属光泽，因管子公称直径超过800mm，故采用双面焊，对口时，内壁应平齐，严禁在对口间隙帮条夹焊，对焊焊缝与管节纵向焊缝应错开距离按有关规定执行，管壁须开孔时，保证焊缝间距不小于100mm。焊条使用过程应保持干燥，焊缝与热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑及夹渣等缺陷，焊缝与母材应平缓过度，外表呈均匀鱼鳞状。

4）管道安装时，须经常复核管道标高、轴向偏差等，使之符合要求。

循环水管试压

根据现场实际情况，循环水管道不进行分段水压试验，整体安装完成后进行一次整体水压试验，在施工过程中，如与其他工程项目交叉时，必须在水压试验前回填的管道应经业主和总包方确认并办理相关签证确认后，可进行回填。施工过程中应加强管道焊接的质量控制和检查，确保一次水压合格。水压时装设临时进水管、放水、排气管，压力表试压泵等。循环水管采用临时进水管充水，充满水后24小时后，方可进行水压试验。启动试压泵顶压，到达试压压力（0.6Mpa）后，恒压10min。经对接口管身检查无渗漏现象，即认为试验合格。

8. 结束语：大直径管道在国民生产生活中有着广泛的应用，同时大直径管道的制作与安装也更趋向于成熟化和标准化，但是如果不注重细节以及不按照标准规范施工，将有可能导致严重的安全事故，甚至财产和生命损失。我们应通过不断探索和实践来解决类似管道施工技术难点，提高整个行业的施工水平。

【参考文献】：

《电力建设施工及验收技术规范》（管道篇 ）；

《电力建设施工及验收技术规范》（焊接篇）；

《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50235-97；

《火电施工质量检验评定标准》 第十篇；