高压水除鳞管道施工技术总结

高压水除鳞管道施工技术总结

侯超李威

中国二十冶集团有限公司机装分公司

摘要：本论文是针对热轧机电安装工程高压水除鳞系统管道安装，阐述了高压水除磷管道在安装过程中一般的施工方法及注意事项，为以后类似的工作做参考

关键词：管道加工；管道焊接；管道系统的水冲洗；管道系统的水试压

一、概述

针对热轧机电安装工程中对高压水除鳞系统根据工艺要求，分为；粗轧高压水除鳞系统，主要是为粗轧除鳞箱、粗轧机及立辊轧机提供高压水；精轧高压水除鳞系统，主要是为精轧机除鳞箱、机架间除鳞提供高压水。

在粗轧泵站内，粗轧除鳞箱、粗轧机和立辊轧机为一套完整的高压除鳞用水系统。由于炉后除鳞箱、粗轧机和立辊轧机除鳞时间都较短，用水量变化大，除鳞间隔时间较长，具有较大的节能空间，根据除鳞工艺特点，采用高压除鳞泵＋蓄势器系统。泵站内一般设3台除鳞泵，其中两个为气罐，一个为水罐；自清洗过滤器，除鳞喷射阀，最低液面阀，最小流量阀以及其他高低压阀门。

在精轧泵站内，为精轧高压水除鳞设置两套完整的高压水系统，采用除鳞泵＋蓄势器系统方式向精轧除鳞供水。另为精轧机架间除鳞设置两套完整的中压水系统，采用除鳞泵直喷系统向精轧机架间除鳞供水。

（1）精轧高压水系统：

精轧泵站内一般设2台除鳞泵，设置1台蓄势器、1台高压空压机、自清洗过滤器、除鳞喷射阀、最低液面阀、最小流量阀及其他高低压阀门。

（2）精轧中压水系统：

精轧泵站内设置2台除鳞泵，设置自清洗过滤器、除鳞喷射阀、最小流量阀及其他高低压阀门。

二、高压水除磷管道施工

1.施工前准备

施工前应用测量仪器在施工区域精确给出各施工区域管道的中心线及标高（投放点越多，安装精度就越高）。

施工材料到场后，严格按照排版图来切割管道并加工坡口。根据管道排版图及现场环境将各施工段管子倒运到位，不能运到位的也要倒运到离施工区域最近地段。

管子倒运到位后，先安装粗轧高压水除鳞主管直管段。

将管支座按图纸位置安放。将管段按排版图依次安装在支座上组对成形，然后根据各管段存在的误差调整支座的高低及位移。安装时的吊装需要制作特殊的门型吊具，然后利用手拉葫芦将管道吊装到位。调整好的管段用氩弧焊将管口粘牢，支座用电焊焊牢，误差较大的地方应对管段重新进行修整加工（尽量将存在误差的位置修正到管段比较短小的地方便于处理）。全部管道组对成形无误后，开始对焊口进行焊接工作并对焊口进行探伤检验，发现问题及早处理。

2、管道加工

1）加工高压管道的管材，在加工前必须检查有无材料合格证书，规格、型号、标记是否与合格证相符。并对照实物仔细检查外观有无影响强度的严重缺陷，必要时还需做磁力探伤检查，以确保管子加工后能符合使用要求。

2）管道宜用机械方法切割，切割表面必须平整，不得有裂纹、重皮。管端的切削粉末、毛刺、熔渣、氧化皮等必须清除干净。

3）平面与管子轴线垂直度公差为管外径的1％。

4）管道弯制后的椭圆率不应超过8％，弯曲偏差不应超过±1.5mm/m。

5）根据图纸设计要求，壁厚≥22mm时坡口选用U型或双V型坡口，壁厚＜22mm时坡口选用V型。本次施工管道规格主要为φ377*50、φ273*36、φ219*32、φ219*20、φ152*25、φ127*21、φ102*18六种。其中壁厚δ＞22mm采用双V型坡口，壁厚δ≤22mm采用V型。坡口加工尺寸参照下图：

高压管道焊接是一道重要工序，必须根据管子的材质、厚度正确选择焊接工艺。首先应根据管子的壁厚确定坡口形式和焊接方法，然后针对上述管道对要进行施焊的焊工进行培训学习，并经考试合格后方可上岗操作。其它任何人不得施焊。焊前应对坡口附近宽20mm范围内的内外管壁进行清理，除净其上的油、水、漆、锈及毛刺等。且不得有裂纹、夹层等缺陷。

管道点固焊时，点固焊的工艺措施及焊接材料就与正式焊接一致。点固焊后应认真检查焊肉，如发现有裂纹等缺陷应及时处理。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2mm。焊缝间隙应符合设计要求，控制在2~3mm之间。管道不得强行组对焊接。

管道进行施焊时，若环境温度低于0℃时，应对管道进行焊前预热，防止焊缝的熔融金属因迅速冷却而造成裂纹等缺陷。采用火焰预热，用火焰加热的主要目的是烤干焊接区域水气，实现母材正温焊接。烘烤范围是焊缝两边各50mm范围。预热区域加热应注意加热区域受热均匀，有效防止局部受热造成的接头附加应力，升温速度均匀、可控，防止造成母材过热等现象。根据此项工程管子的壁厚和材质焊前预热温度应控制在100~200℃之间，同时还应对焊接所需用焊条、焊丝按规定进行烘干，并应在使用过程中保持干燥。所以应配备焊条烘烤箱、保温筒，并派专人进行看护，负责记录烘烤时间、温度及焊条发放，焊丝使用前应清除其表面的油污、铁锈。使用的焊条、焊丝均须具有出厂合格证，其化学成分与机械性能必须能符合满足本次管道焊接及现场施工条件。

高压管道材质一般为20G钢，因此为满足施工要求焊条牌号为J426或J506的焊条。焊接前应对坡口进行检查，当发现缺陷时应处理后方可施焊。为保证焊接质量，焊接时应先用氩弧焊对管道进行底部焊接，然后选用焊条进行焊接盖面。焊接过程中除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时应根据工艺要求采用外包岩棉复合板保温缓冷或加热等防止产生裂纹的措施。再次焊接前应检查焊层表面有无裂纹，确认无误后方可按原工艺要求继续施焊，焊接完毕后也应该进行保温或热处理。

对于名义壁厚小于等于20mm的管道进行X射线检测，对于名义壁厚大于20mm的管道进行可记录式超声波检测，可记录式超声波检测仪能现场立即打印检测结果，无需后期整理。这是考虑到目前国内X射线检测仪器普遍有效照射厚度为20mm左右，根据规范、实际情况及其他类似项目的方法、经验，名义壁厚大于20mm的管道进行可记录式超声波检测同样符合规范并满足生产工艺要求。100%射线检测的焊缝检测质量不应低于现行行业标准JB/T4730中的Ⅱ级；100%超声波检测的焊缝检测质量不应低于现行行业标准JB/T4730中的Ⅰ级。最后进行对外观进行检查、对焊口进行超声探伤。管道焊缝质量不得低于GB3323－2005《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》中规定的Ⅰ级标准（参GB50184JB/T4730.2）。全部合格后才能进行管道冲洗试压。如果探伤检查发现焊口存在缺陷应对该焊口进行处理，在处理完毕重新施焊时应按要求对焊口进行焊前热处理。

4、管道系统的水冲洗

1．低压供水管道冲洗时，为避免管道中杂物进入高压泵中伤及叶片，将低压管道膨胀节至泵入口的管道拆除，制作临时管道，连接至高压泵排水管路，排入冲渣沟。

1.1冲洗前准备工作

在高压管道平直处开孔设置打压点，并在打压点处安装高压球阀保证管道的封闭性。系统启动的前期准备：先将除鳞电机润滑系统启动，将各个电机轴瓦提前润滑，确保各台电机轴瓦到位，避免冲洗时水流推动泵叶轮转动磨损轴瓦；再将液压系统启动，将各台泵出口液动阀、最小流量阀及除鳞点喷射阀组往复开启几次，确保能正常开启、闭合到位，然后将各个气动阀闭合，除鳞点喷射阀开启等待冲洗；检查站内系统各个手动机械阀门状态，确保能正常开启、闭合到位，然后将浊环水主管道手动阀关紧，将自清过滤器进出水口阀门及泵低压入口端手动阀门开启，将高压管道顶端排气阀开启；高压空压机出口阀门关闭，防止冲洗时水流倒灌至高压空压机控制柜。前期准备完毕。

2．高压管道冲洗前由业主方检修人员将各个除鳞点的高压喷嘴拆除并妥善保管，恢复正式管路进行高压管道的冲洗。

3.冲洗：各检查工作确认无误后，启动浊环水系统。先冲洗高压管路，将主管道手动阀开启，低压水注入泵前低压管道，待高压管道排气阀有连续水流溢出时，打开高压泵顶端排气阀，待水流连续排出无间歇性喷涌时，关闭两个阀门。此时，低压管道已经全部注满。在地面人员确认轧机排水点处人员撤离后，将高压泵出口气动阀开启，低压浊环水进入高压管道进行冲洗。在连续冲洗2小时后，水质达到设计及使用要求后，关闭高压喷射阀。先停止浊环水系统，然后停掉电机稀油润滑系统，最后将液压系统停止，完成高压管道的水冲洗。水冲洗应以管内可能达到的最大流量或不小于1.5m/s的流速进行。

4.水冲洗连续进行时，以出口的水色和透明度与入口处目测一致为合格。

5.管道系统的水压试验

根据我单位其他项目同类工程及施工经验，高压管道试压的管段：从每台高压除鳞泵前升降式止回阀开始（高压气罐前由气动快速关断阀开始），至除鳞点喷射阀止。整个管路形成闭路，管道试压的同时也检测了阀门（一般为32MPa）的高压密封性能是否满足安全生产的需要。

水管压力试验采用清洁的水作介质。管道安装完毕热处理和无损探伤合格后应进行水压试验，试压时由于管道压力过大，因此试压前一定要检查各个支座、管卡是否焊接牢固可靠，法兰连接是否拧紧。同时管道试压区域应设围栏防止无关人员进入。

1、高压管道的注水与排气：先将电机稀油润滑系统与液压系统启动，再启动浊环水系统，开启手动阀与喷射阀，目的是排除管道末端喷射阀内积聚的少许气体，待气体排除后，关闭喷射阀。

2、在高压管道打压点安装打压泵，打压临时管道上安装压力表座及第二个高压球阀，方便多处压力观测点的比较确保打压管道的安全性。在试压泵调试完毕后开始正式压力试验，技术人员对试压检查人员再次交底打压检查项目及问题处理措施。在试压过程中，参与试验的各方人员（监理、业主、厂家、安全人员）组成流动检查组，不定时的对系统进行检查。地下室至少安排2名专人看护打压泵，时刻注视压力表的变化，每隔半小时同时对易泄漏点进行重点检查。如试压过程中发现异常情况，看守人员必须用对讲机及时与地面流动检察组人员反映情况，严禁未经许可私自处理。地面流动检察组人员在收到异常情况报告后必须立即进入异常区域，查看原因并及时给出合理的处理意见，并指导监督专职处理人员处理异常情况，直至确认异常消除。因压力试验过程中出现异常情况的不可预见性，各方必须派专职人员留守检查。当系统每升高5MPa时，对系统进行保压10min。当系统压力升高至20MPa后，每升高2MPa就要对各个压力观测点进行拍照留底，并对潜在的漏点进行逐一的排查，直至压力升至设计要求压力，对系统进行保压10min，并请监理、业主、设计等各方人员现场见证。试压完毕后，对系统进行压力卸荷，将蓄能器下方的排污阀开启进行快速卸荷，直至管道与蓄能器压力观测点的压力均下降至0MPa为止。在试验压力保持的时间内，如管道未发现泄漏现象，压力表指针不下降，且目测管道无变形就认为强度试验合格。

强度试验合格后进行管道严密性试验，试验时间为10分钟。到检查完毕时，如压力表指针无下降，管道的焊缝及法兰连接未发现渗漏现象，即可认为严密性试验合格。试验过程中如遇泄漏，不得带压修理，应泄压后处理，缺陷消除后，再重新试验。试验完毕后，应及时拆除所有临时盲板，核对记录，并填写《管道系统试验记录》。