压力容器及压力管道知识培训材料之六压力管道修理基本知识

压力容器及压力管道知识培训材料之六
压力管道修理基本知识
压力管道修理一般是发生在压力管道有严重腐蚀（表现为厚度减薄、严重坑蚀、泄漏）、安装不规范或压力管道元件制造不合格而导致的裂纹（表现为焊缝错边量超标、裂纹等）、压力管道超期超温超压使用导致的管道元件疲劳、石墨化等失效或通过定检为4级以下的情况下。

压力管道的修理按下列步骤进行。

1压力管道及其元件的修理必须进行申报制。

1.1根据《压力管道使用登记管理规则》国质检锅[2003]213号第十九条规定：在用压力管道需要进行一般修理、改造（修理与改造的区别：1、较大数量地更换原有管线，国外有的规定管线长度为500m以上；2、改变公称直径，因为公称直径的变更将会导致介质的流速、流量、管道的应力、应变等一系列技术参数的变化；3、提高工作压力，有时工作压力的提高使管道的管理级别发生了变化；4、改变了输送介质的化学成分，输送介质化学成分的变动使得原有管道系统的环境因素发生了变化；5、提高了工作温度，工作温度是决定管道选材的根本因素，温度的变更会导致原有管道材料性能的劣化；6、其他如管道控制系统的变更）时，其修理、改造方案由使用单位技术负责人批准，在用压力管道需要进行重大修理、改造时，需向负责使用登记部门的安全监察机构申报，并由工核准的监检机构进行监督检验。

1.2在宜化集团，一般修理改造压力管道的修理、改造必须按照《压力容器压力管道修理改造程序》进行，压力管道的修理单位必须取得相关安装修理资质且焊接人员必须取得相应的焊接操作证。

2前期准备工作、现场修理
2.1材料验收
压力管道用钢管必须有制造厂的质量证明书，标志齐全，其质量标准不得低于国家现行标准。

在安装前，安装单位应核对材料的品种、规格、型号进行检验，做好检验记录。

检查的内容有如下方面：
钢管的质量证明书(原件)是否包括了产品标准代号、钢管牌号及规格、炉(罐)号、产品标准（GB8162钢管不能用于压力管道）中规定的各项检验结果、材料生产单位名称、材料生产单位质量检验章等。

如从非钢管生产单位获得的管子，其质量证明书为复印件的，应加盖供管单位检验公章和经办人印章。

2.2 外观检查
对于准备使用的压力管道必须进行外观检查：主要检查如下内容
有无裂纹、折叠、重皮、砂眼、缩孔、夹渣、锈蚀、腐蚀坑、局部凹坑、机械损伤情况、钢管的尺寸、圆度、厚度偏差等。

对于PVC管件在运输和安装过程中应注意避免管道
的损坏，在运输过程中（特别是在寒冷地区）不应与金属管道同运，同时不应摔落或随地拖拽，而且在正式安装之前应仔细检查管道是否有裂缝、凸起或其他的损坏，特别是对管道内表面的检查，有时由于不当的处理，管道内壁出现问题而外表面完好无损。

2.3 在检修前应对预备管道进行加工。

2.3.1压力管道加工
2.3.1.1 管子切断前应移植原有标记。

2.3.1.2碳素钢管、合金钢管宜采用机械方法切割。

当采用氧乙炔火焰切割时，必须保证尺寸正确和表面平整。

2.3.1.3不锈钢管应采用机械或等离子方法切割。

不锈钢管及钛管用砂轮切割或修磨时，应使用专用砂轮片。

2.3.1.4管子切口质量应符合下列规定：
2.3.1.4.1切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。

2.3.1.4.2切口端面倾斜偏差△(图4.1.5)不应大于管子外径的1%，且不得超过3mm。

图1.5 管子切口端面倾斜偏差
2.3.1.5对于PVC管道的切割加工。

最好选用有精细锯齿的锯片(每公分6-8个锯齿)，而且应没有横向伸延；若采用圆形电锯，速度应在6,000RPM左右，若采用片锯，速度应为18米/秒；当人工切割时，为达到垂直切割效果，最好有方向控制措施；切割后, 请把管道表面的锯屑, 油渍清洗干净。

2.3.1.6高压管道加工
2.3.1.6 .1 合金钢、不锈钢高压管子应采用机械方法切割。

2.3.1.6.2 高压管子弯管加工
2.3.1.6.2.1钢号为15MnV、12CrMo、1Crl8Ni9Ti、Crl8Nil3Mo2Ti的高压管子，应尽量采用冷弯，冷弯后可不进行热处理。

2.3.1.6.2.2采用热弯时，由于管子加热将引起力学性能的变化，热弯时应遵循相关规定如高压管子热弯时，不得用煤或焦炭做燃料，应当用木炭做燃料，以免渗碳；为了检查高压管在弯曲后是否有损伤。

高压管在弯曲和热处理后，应再进行无损探伤。

2.3.2弯管制作
2.3.2.1弯管宜采用壁厚为正公差的管子制作。

当采用负公差的管子制作弯管时，管子弯曲半径与弯管前管子壁厚的关系宜符合表2.1的规定。

弯曲半径与管子壁厚的关系表2.1
2.3.2.2高压钢管的弯曲半径宜大于管子外径的5倍。

其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。

2.3.2.4奥氏体不锈钢管制作的弯管．可不进行热处理：当设汁文件要求热处理时，应按设计文件规定进行。

2.3.2.5弯管质量应符合下列规定：
2.3.2.5.1 不得有裂纹(目测或依据设计文件规定)。

2.3.2.5.2 不得存在过烧、分层等缺陷。

2.3.2.5.3 不宜有皱纹。

2.3.2.5.4 测量弯管任一截面上的最大外径与最小外径差．当承受内压时其值不得超过表
2.5.4的规定。

弯管最大外径与最小外径之差表2.6.4
厚之差，不得超过制作弯管前管子壁厚的l0％；其他弯管，制作弯管前、后的管子壁厚之差，不得超过制作弯管前管子壁厚的15％，且均不得小于管子的设计壁厚。

2.3.2.5.6输送剧毒流体或设计压力p大于或等于10MPa的弯管，管端中心偏差值Δ不得超过1.5mm／m，当直管长度L大于3m时，其偏差不得超过5mm。

其他类别的弯管,管端中心偏差值Δ不得超过3mm／m，当直管长度L大于3m时，其偏差不得越过10mm。

2.3.2.5.7 高压钢管制作弯管后，应进行表面无损探伤，需要热处理的应在热处理后进行，当有缺陷时,可进行修磨。

修磨后的弯管壁厚不得小于管子公称壁厚的90%，且不得小于设计壁厚。

3. 管道焊接
3.1焊条选择
3.1.1一般情况下碳钢之间用J422、18-8系列不含Ti不锈钢之间用A102、含Ti不锈钢之间用A132、不锈钢与碳钢之间用A302、316L不锈钢之间用A022
3.1.2因焊条涂层容易吸潮，在使用之前要求进行烘烤，以除去水分（用潮湿的焊条焊接时，容易产生气孔和氢致裂纹。

因此，低氢焊条在施焊前必须进行烘干，烘干温度为350～450℃,保温时间为2h。

烘干后放在100～150℃的恒温箱内，随用随取。

取出后放在焊条保温筒内。

低氢焊条一般在常温下超过4h即应重新烘干，重复烘干次数不宜超过三次；
酸性焊条一般可不烘干，但焊接重要结构时应经150～200℃烘干1～2h）。

3.1.3重要管道的焊接最好先用氩弧打底，可保证充分焊透也可防止焊渣掉在管道内。

3.2坡口
3.2.1坡口制作
管道坡口加工宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法。

采用热加工方法加工坡口后，应除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。

管子、管件的坡口形式和尺寸应符合设计文件规定，当设计文件无规定时，可按表2.1 的规定确定。

钢制管道焊接坡口形式和尺寸表2.1
3.2.2坡口清理
管道组成件组对时，对坡口及其内外表面进行的清理应符合表2.2的规定；清理合格后应及时焊接。

坡口及其内外表面的清理表2. 2
3.3 其它要求
3.3.1 管道焊接应按本章和现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的有关规定进行。

3.3.2管道焊缝位臵应符合下列规定：
3.3.2.1直管段上两对接焊口中心面间的距离，当公称直径大于或等于150mm时，不应小于150mm；当公称直径小于l50mm时，不应小于管子外径。

3.3.2.2 焊缝距离弯管(不包括压制、热推或中频弯管)起弯点不得小于100mm，且不得小于管子外径。

3.3.2.3 卷管的纵向焊缝应臵于易检修的位臵，且不宜在底部。

3.3.2.4 环焊缝距支、吊架净距不应小于50mm；需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍，且不得小于100mm。

3.3.2.5不宜在管道焊缝及其边缘上开孔。

3.3.2.6有加固环的卷管，加固环的对接焊缝应与管子纵向焊缝错开，其间距不应小于l00mm。

加固环距管子的环焊缝不应小于50mm。

3.3.6 除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外，不得强行组对。

3.3.7 工业用PVC-C的安装方法有许多种，如使用最多的有溶剂粘接、法兰、螺纹连接、焊接, 工业用PVC的热膨胀系数比金属管道高很多，通常在设计和安装要考虑用膨胀环、支字架或膨胀接头用来补偿热膨胀。

3.3.7.1管道的粘接连接：粘接连接广泛应用于PVC管道系统，管材与管材的连接以及管材与管件的连接。

管材粘接连接的步骤：
（1）管道切割应采用手工锯或切割机，不得采用盘踞；当人工切割时，为了达到垂直切割效果，最好有方向控制措施；
（2）切割后的管端应去除切屑和毛边，并在端面外轻倒角，倒角宜为15°~20°；（3）用清洁布将管与配件连接端部擦干净,若连接部位有油污,应采用丙酮等清洁剂将其擦净；
（4）管与配件套接时结合面需使用清洁剂,涂抹器材大约为管直径的一半大小的涂抹工具或毛刷就很适合,不可用破布.清洁布应涂管末端外面和配件套接内部,必要时在增加涂抹量以确保表面的接合性；
（5）将管材试插入承口至插不进为止，在管材上标出插入深度标线，试插深度应为承口深度的1/3~3/4，并在管材上标出承口深度标线；
（6）粘接剂必须在管材表面清洁剂作用完毕后，而非潮湿时涂上。

应采用鬃刷或尼龙刷涂刷粘接剂，刷子宽度应为管径的1/3~1/2。

先涂承口，后涂插口（当Dn≥75mm 时，应由二人同时涂刷承口和插口），应轴向涂刷，重复2~3次。

涂刷承口应由里向外，涂刷插口应从承口深度标线至管端；
（7）应迅速将涂了粘接剂的管子插入（插入时应确保粘接面潮湿），直至承口深度标线。

不得采用锤子敲入。

当管径大于75mm时，宜采用机械插入，并保证承插接口的直度。

（8）在达到插入保持时间后，应用布擦净多余的粘接剂，并静臵15min；
（9）粘接操作不宜在0℃以下的低温环境中进行。

3.3.7.2管道螺纹连接
1）管道螺纹连接使用范围：一般用于CPVC管材与其它种类的管材、阀门、仪表的连接；当需要定期拆卸时，可以使用由令、法兰和直接。

2）管道螺纹连接应符合下列要求：
（1）当管径不大于110mm及工作温度不超过54℃时，可以采用螺纹连接；
（2）螺纹连接的工作压力是相同温度下粘接连接的50%；
（3）螺纹连接应采用聚四氟乙烯生料带做填料，不得使用麻丝、稠白漆。

（4）在包上了聚四氟乙烯生料带后将管件旋到管件上，如需要可采用特殊工具，如管钳或扳手旋紧螺纹。

3.3.7.3 管道法兰连接
1）管道法兰连接的适用范围：一般用在PVC-C管材与其它种类的管材、阀门、设备的连接，以及管道系统需要临时维修拆卸或在安装工地无法进行粘接连接时；
2）管道法兰连接的步骤：
（1）将CPVC管材与CPVC法兰接头按上述方法粘接在一起；
（2）CPVC法兰孔应对准连接的管材、阀门、设备的法兰孔；
（3）法兰与管道粘接连接后，应保持插入时间，并在静止15分钟后进行法兰连接。

（4）在两个法兰盘之间使用弹性垫圈进行密封，弹性垫圈的材料必须能耐腐蚀；在匹配孔中插入螺栓，每个螺帽和螺栓下面都必须用垫片。

（5）用扳手对称拧螺栓，并将螺栓拧紧。

3.3.7.4工业用PVC-C管道安装注意事项：
1) 粘接剂和清洁剂等易燃物品应远离火源。

施工场地应通风良好。

在进行粘接工序时，操作人员应戴防护眼镜和手套。

2) 粘接剂、清洁剂应存放在儿童无法触及的地方。

3) 不得使用不清洁的布或赤手涂抹粘接剂和清洁剂。

4) 盛放粘接剂、清洁剂的棉纱和材料，应在每日施工结束后及时清除。

5) 避免任何底漆、粘合剂与眼睛、皮肤的接触，一旦发生接触，必须立即清洗，避免拖延。

6) 施工残留的粘有粘接剂、清洁剂的棉纱和材料，应在每日施工结束后及时清除。

7) 不得使用变浓或呈凝胶体的粘接剂。

冬季施工时如发现粘接剂结冻，应用温水加热，不得以明火烘烤。

8) 直埋、嵌装的管道，应在地面、墙面标明管道位臵和走向。

严禁在管道上冲击钻孔、钉金属钉等。

9) 粘接操作不宜在0℃以下的低温环境中进行。

10) 粘接施工时严禁烟火。

3.3.8高压管道的焊接：为了保证焊缝质量，高压管子在焊接前一般应进行预热，焊后应
进行热处理
3.8.1 15MnV 、12CrMo 、15CrMo 、Cr5Mo 高压管子应采用手工电弧焊，当管壁厚不大于6mm 时，应采用手工氩弧焊。

3.8.2 1Crl8Ni9Ti 、Crl8Nil3Mo2Ti 高压管子应采用手工氩弧焊打底和手工电弧焊盖面成型。

3.8.3 碳素钢管、合金钢管焊接，为确保底层焊接表面成型光滑平整、焊接质量好，均采用手工氩弧打底，手工电弧焊成型，不锈钢管、钛管采用氟弧焊时，应充氮气保护，以防产生氧化。

4 错边量的控制
管道在组对时必须严格控制好错边量，否则对于压力管道的长期安全运行或压力管道的安装监检和定检是很不利的。

4.1 管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量应符合表4.1的规定。

管道组对内壁错边量 表4.1
3mm 时,应进行修整(图4.2)。

4.3 在焊接和热处理过程中,应将焊件垫臵牢固。

4.4 当对螺纹接头采用密封焊时,外露螺纹应全部密封。

4.5 对管内清洁要求较高且焊接后不易清理的管道，其焊缝底层应采用氩弧焊施焊。

机组的循环油、控制油、密封油管道，当采用承插焊时，承口与插口的轴向不宜留间隙。

①
T 2T 1≤10 mm ②T 2—T l >10mm
(a) 内壁尺寸不相等
①T 2T 1≤10mm ②T 2—T l >10mm
(b) 外壁尺寸不相等
(c)内外壁尺寸均不相等 (d)内壁尺寸不相警的部落
图4.2 焊件坡口形式
注：用于管件且受长度条件限制时,图(a)①、(b) ①和(c)中的]15角可改用30º角。

5 检验
5．1无损检测 5．1．1输送剧毒流体的管道；输送设计压力大于等于10MPa 或设计压力大于等于4MPa 且设计温度大于等于400 ℃的可燃流体、有毒流体的管道；输送设计压力大于等于10MPa 且设计温度大于等于400℃的非可燃流体、无毒流体的管道；设计温度小于-29℃的低温管道。

这四类管道必须进行100%射线检测。

5．1．2其它压力管道一般可以进行5%射线抽查。

5．2压力试验
5.2.1管道安装完毕，无损检验合格后（有的还需要热处理），应进行压力试验。

一般试验介质用水（当对奥氏体不锈钢管道或对连有奥氏体不锈钢管道或设备的管道进行试验时，水中氯离子含量不得超过25×10‾6即25ppm)。

5.2.2试验压力按下式计算：
Ps ＝1.5P[σ]1／[σ]2 式中 Ps ——试验压力(表压)(Mpa)； P ——设计压力(表压)(MPa)；
[σ]1——试验温度下，管材的许用应力(MPa)； [σ]2——设计温度下，管材的许用应力(MPa)。

当[σ]1／[σ]2大于6.5时，取6.5。

当Ps 在试验温度下，产生超过屈服强度的应力时，应将试验压力Ps 降至不超过屈服强度时的最大压力。

5.2.3压力试验方法：液压试验应缓慢升压，待达到试验压力Ps 后，稳压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。

5.2.4其它注意事项：
当试验过程中发现泄漏时，不得带压处理，应消除缺陷后,重新进行试验合格为止。

试验前，注液体时应排尽空气。

压力试验完毕，不得在管道上进行修补。

5.3 PVC 管路系统安装完毕，粘接剂完全干燥后，系统应进行压力测试并检查是否漏水。

不建议采用压缩空气或氮气进行测试，系统充满水时才可以将系统中所有的空气排出。

注水速度不应超过0.3米/秒，填注完毕后应将系统加压到系统最低部分压力的最大设计值的125%。

检查系统是否漏水时，应保持压力1小时。

6吹扫
6．1管道在压力试验合格后，应进行吹扫或清洗(简称吹洗)工作,并应在吹洗前编制吹洗方案。

6．2管道吹洗前，不应安装孔板、法兰连接的调节阀、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等，对于焊接的上述阀门和仪表，应采取流经旁路或卸掉阀头及阀座加保护套等保护措施。