锅炉胀管方案

山东大学趵突泉锅炉辅机及换热器改造工程更换烟管及酸洗打压部分
施
工
方
案
山东长青设备安装有限公司
2011-4-22
第一部分：山东大学趵突泉校区锅炉更换烟管胀接部分
目录
1总则 (1)
2 基本规定 (2)
3 基本操作工序 (3)
4 施工准备 (4)
4.1施工技术准备 (4)
4.2设备验收 (4)
4.3 试胀箱准备 (4)
4.4 胀管器准备 (4)
4.5工机具及材料准备 (5)
5 退火工艺 (6)
5.1基本要求 (6)
5.2退火工艺 (6)
6 管端打磨 (7)
7试胀工艺 (8)
7.1试胀箱准备 (8)
7.2试胀工艺 (8)
7.3试胀检验 (9)
8 胀接工艺 (11)
8.1胀前准备 (11)
8.2胀接管板管孔清洗检查 (11)
8.3胀接前测量 (12)
8.4胀管操作工艺 (12)
8.5胀接技术要求 (13)
8.6 水压试验 (14)
8.7 补胀处理 (15)
8.8质量验收 (15)
9 施工注意事项 (16)
1．总则
1.0.1为保证锅炉换管安装质量，提高安装技术和施工管理水平，制定本操作工艺规程。

1.0.2适用范围
本操作工艺规程适用于锅炉烟管，额定工作压力不大于2.5 Mpa，现场组装的低碳钢钢管胀管施工。

本工艺若与设计、设备技术文件或相关国家标准相矛盾，应遵照设计、设备技术文件或相关国家标准规定执行。

1.0.3施工中除应执行本规程及相应现行国家技术标准外，尚应遵守国家现行的有关安全、消防、环境保护及职业健康等有关规定。

1.0.4相关技术标准
GB 50273-1998《工业锅炉安装工程施工及验收规范》；
JB/T 9619--1999《工业锅炉胀接技术条件》；
JB /T 1612--1994《锅炉水压试验技术条件》；
JB /T 1611--1993《锅炉管子制造技术条件》；
GB 3087 ---1982《低中压锅炉用无缝钢管》。

《蒸汽锅炉安全技术监察规程》；
《热水锅炉安全技术监察规程》；
2．基本规定
2.0.1施工单位必须具备相应的施工资质，施工现场应有相应的施工技术标准、健全的质量管理体系及质量控制制度；并有经项目技术负
责人审批的施工方案等技术文件。

2.0.2施工图纸改必须有设计单位的设计变更通知书或技术核定签证。

2.0.3胀管工作必须按程序进行，各工序应按技术标准进行控制，每道工序完成后，应进行检查，形成质量记录。

2.0.4工程中所使用的管材及配件、设备及其它材料，必须符合设计要求和国家现行产品标准，并具有出厂合格证。

2.0.5施工所用计量器具必须是经计量检定、校准合格，且在有效期内的计量器具。

2.0.6凡材质不明或混放不清时，责任单位应按规定项目组织复验，合格后方可使用。

2.0.7管子、设备及其它材料在使用前，必须对外观进行逐个检查，不合格的不可使用。

2.0.8现场用电及明火，必须有专人再现负责，确保施工安全。

3．基本操作工序
3.0.1基本操作工序
4．施工准备
4.1 施工技术准备
4.1.1胀管技术方案
1.根据管子规格、形状制定退火工艺方案；
2.根据管子规格制定管端打磨工艺方案；
3.制定试胀方案。

4.1.2组织施工技术与安全管理交底。

4.1.3准备好各工序质量记录表
1.管子、管孔验收记录表
2.管孔打磨测量记录表
3.退火记录表
4.试胀胀管率记录表
5.胀管记录表
6.水压试验记录表
4.2 设备验收
4.2.1汽包、联箱等找正定位，经检查确认符合设计、规范要求。

4.2.2管板管孔经清洗、打磨后检查，管孔表面粗糙度Ra不小于12.5 μm，且不应有凹痕，边缘毛刺和纵向裂痕，少量管孔的环向或螺旋形刻痕深度不应大于0.5 mm，宽度不应大于1mm，刻痕至管孔边缘的距离不应小于4 mm；
4.2.3对流管管子表面不应有重皮、裂纹、压扁和严重锈蚀等缺陷，当管子表面有刻痕，麻点等其他缺陷时，其深度不应大于0.3 mm。

4.2.4管端及管板应做硬度测定，尽管供货的管端已经退火；管端硬
度硬度应低于管板硬度至少15HB；否则应进行退火处理。

4.3试胀箱准备
4.3.1试胀箱由管板及箱筒体焊接组合而成，组合时控制焊接变形；
4.3.4管板材质及厚度，管孔直径与布置尺寸与锅炉锅筒管板一致；
4.3.4双管板试胀箱，应成对管板加工管孔，且在组合试胀箱时，应划线对正；
4.3.4试胀箱管孔数：双管板箱不得少于9对，单管板箱不得少于12个。

4.4胀管器准备
4.3.1胀管器应具有出厂合格证和产品质量证明书等技术文件，且其胀杆及胀珠的材料应符合GB/T699和GB/T1298的规定。

4.3.2检查胀杆及胀珠的硬度、粗糙度及锥度，应符合规范规定。

4.3.3胀杆全长直线度不大于0.1mm。

4.3.4巢锥度应与滚珠锥度相匹配。

4.3.5胀管器配备数量应能够满足施工需要。

4.5工机具及材料准备
4.5.1应配备足量的内径游标卡、外径游标卡、深度游标卡、外径卡尺、内径卡尺、钢盘尺、钢卷尺及钢板尺等计量器具。

4.5.2应配备足量的外圆磨、内圆磨和铰刀等管头、管孔打磨、扩孔及抛光工具。

4.5.3加工准备足量的管子定位工具。

4.5.4准备适量的管端、管孔防锈、清洗材料。

4.5.5管子如需在现场退火处理，尚应准备退火设施及充足的退火材料。

4.5.6其它施工必要条件也应予以充分准备，保证满足施工要求。

5．退火工艺
5.1基本要求
5.1.1胀接管子管端硬度应低于管板硬度。

若管端硬度大于管板硬度时，应进行退火处理。

5.1.2管端退火不得采用炭火直接加热，而易采用铅浴退火，采用炭火或电加热等方式对铅浴箱进行加热。

5.1.3退火温度应控制在600～650 ℃之间，恒温时间不得少于15 min。

5.1.4加管端退火长度不应少于100 mm。

5.1.5加热后的管端应进行缓冷保温，缓冷保温时间一般不得少于8 h，可采用石棉灰保温，石棉灰一定要干燥。

5.1.6须配备温度监测仪器，退火过程对退火温度进行适时监控。

5.2退火工艺
5.2.1布置加热铅浴箱、缓冷石棉灰保温棚和搭设退火管架。

5.2.2将适量铅块置于退火铅浴箱内，并对铅浴箱进行加热。

5.2.3铅块完全溶解（温度约为350～400 ℃）后，将适量退火管子一端插入铅液中进行加热，控制插入深度不少于100 mm。

5.2.4加热铅浴箱，使铅液温度升温至600 ℃后，控制铅液温度不超过650 ℃，持续时间不少于15 min；而后取出退火管子，清除挂
铅插入干燥石棉灰中缓冷保温8 h以上。

5.2.5抽查退火后的管端硬度，应符合规范要求。

6．管端打磨
6.0.1退火后的管子应经放样校正、处理后再进行管端打磨。

6.0.2胀接管子应逐根进行复查，并符合下列要求：
1.管子外表不得有压扁、重皮、裂纹等缺陷，胀接管端不得有纵向刻痕如有横向刻痕、麻点等缺陷时，缺陷深度不得超过管子公称壁厚的10%。

2.胀接管端的外径和壁厚偏差，应符合GB 3087的规定。

3.胀接管端的端面倾斜度Δf（图6.0.2）应不大于管子公称外径的1.5 %，且最大不得超过1 mm。

f
图6.0.2 胀接管端面倾斜度检查
4.胀接管子的制造，应符合JB/T1611的规定。

6.0.3胀接管端的硬度应符合设计、设备及规范规定，且应低于管板硬度。

6.0.4胀接管管端的清洗、打磨，应符合下列要求：
1.管端表面应均匀地打磨至显示出金属光泽，打磨后管端表面不得呈棱角状而应光洁圆滑。

2.打磨长度一般不少于50 mm（按管板厚度计算为：管板厚度+标准出长度+20）。

3.打磨后的管子表面不得有起皮、凹痕、裂纹和纵向沟槽、棱痕等缺陷。

4.胀接管端的毛剌、污垢和铁锈应清理干净，管内表面应无铁屑等杂物。

5.磨时，应注意控制打磨量，管端最小外径应符合表7.0.4规定。

表6.0.4 胀接管端最小外径
7．试胀工艺
7.1试胀箱准备
7.1.1试胀箱满足试胀及试胀后的水压试验要求，管板孔、试胀管端的硬度符合设备、设计及规范技术要求。

7.1.2需在安装现场进行胀接的锅炉出厂时，锅炉制造单位应提供适量同钢号的胀接试件。

7.1.3施工单位应根据锅炉设计图样和试胀结果制订胀接工艺规程。

7.1.4试胀箱有单管头试胀箱、双管头试胀箱两种形式，可根据现场条件进行选择。

7.1.5胀管操作人员应经过培训，并严格按照胀接工艺规程进行胀管操作。

7.2试胀工艺
7.2.1试胀目的：
1.检查胀管材料的胀接性能；
2.验证胀管器是否能满足胀管质量要求；
3.检查胀管的质量，根据试胀后检验得出的结果，确定最佳胀管率；
4.通过试胀操作,使胀管人员熟悉胀管工艺和掌握胀管器的操作要点(胀接操作人员均应参加试胀操作)。

7.2.2检查胀管器，并在短管头上试验。

1.胀珠应转动灵活而不脱落，顺时针转动胀杆，胀杆向里推进，同时胀珠能自动均匀平稳扩胀，逆时针转动胀杆时胀杆能轻松退出；
2.计算胀管器每旋进360°胀杆的进程，用直尺测量胀杆推进或退出量，用游标卡尺测量各胀珠外扩或内缩直径是否均匀，是否与胀杆伸缩量成固定的正比例；
3.查验胀珠、胀杆是否起皮等等。

7.2.3打磨、清洗管孔，测量管孔直径并编号记录；如管径偏小，可采用铰刀扩孔至符合要求（管孔处理，使其孔径，孔壁等形态能覆盖正式胀管的管孔形态，具有充分的代表性）。

7.2.4清洗、打磨管端；并测量管端内、外径尺寸，调配管端与管孔配合间隙，使之间隙处于规范允许范围并具有各类状态代表性；按要
求对各测量值进行记录。

7.2.5穿管过程注意尽可能不要污染管孔；穿管后应对管孔重新进行清洗处理。

7.2.6测量两端伸出量，应符合设计和规范要求；为达到试胀目的，可有意保留几个管头伸出长度大于规定值（超差值不等），以确定超出规定值时产生翻边裂纹的最大长度。

7.2.7逐一管口进行初胀（消除间隙进行定位胀），并记录初胀后的管子内径值。

7.2.8消除间隙进行定位胀时，注意保持管子、管孔的清洁度。

7.2.9初胀完成后，应及时逐一进行终胀和翻边。

7.2.10对于不合格的胀口可以进行不超过二次的补胀，并作好记录。

7.2.11在胀接过程中，随时抽查计算胀管器每旋进360°胀杆的进程和胀管率，并作好记录。

7.2.12胀接后，管端不应有起皮、皱纹、裂纹、切口、偏斜和胀接过渡部分不圆滑等缺陷。

否则，应对胀管器进行处理或更换。

7.2.13计算胀管率，填写试胀记录表
表7.2.13 试胀记录表
7.3试胀检验
7.3.1在试胀过程中，要对试样进行比较性检查，然后检查管孔壁与管子外壁的接触表面的印痕和啮合状况。

根据检查结果，确定合理的胀管率。

7.3.2水压试验：
1.胀接完成后对试验集箱进行水压试验，水压试验压力、试验要求及试压操作程序等，与正式试压相同。

2.水压试验后,如实记录试验过程中渗漏状态及试验结果。

3.胀管率选择比含泪的终胀值高出0.05 mm的管子胀接工艺为正式胀接工艺，并以此制定胀管工艺指导书。

7.3.3试样解剖：
1.水压试验后,根据胀前间隙、胀后形态、胀管率、水压试验状况等因素，选择不少于三根试管进行解剖分析；
2.所取样管，其各试胀记录数据处于规范允许范围，并具有各类状态代表性；
3.依据解剖前记录胀管率、胀前间隙，解剖后实测管孔壁、胀接
切槽处管子壁的变形量和管壁减薄量，以及胀接接触表面的印痕和啮合状况，结合试压进行分析。

4.必要时按设计设备要求，在压力机上进行拉脱试验；
5.注意解剖不要破坏了试样分析的可能性。

7.3.4试胀结论：
1.由试胀结果分析得出最佳胀管率控制范围，并以此试胀工艺控制，制定正式胀管工艺。

2.试胀及试胀水压试验过程业主或监理方代表应在现场监督，并应在试胀记录上签字。

8．胀接工艺
8.1胀前准备
8.1.1根据试胀结论制定胀管工艺。

8.1.2通常采用内径控制法，胀管率按管子内径在胀接前后的变化值计算。

8.1.3胀管率H n按规范规定应控制在1.3～2.1%的范围内，而在实际操作过程中应力求控制在1.5～1.8%范围内。

8.1.4管子管端及管板的硬度检查完成，其应符合设计、设备及规范要求。

8.1.5要胀接的管束，应作外形检查及矫正，放样尺寸误差应小于1 mm，矫正后的管子应进行试装检查确认均符合设计、设备及规范要求。

8.1.6检查汽包的直线度，当其偏差大于3 mm时，管束放样长出部分不可截掉，防止管端伸入长度不足。

8.1.7锅炉设备安装汽包及水冷壁、过热器联箱等胀接相关设备已安装就位，并经检查确认符合设计、设备及规范要求。

8.1.8胀接设备及胀接过程中所需各类材料，均已准备充足，保证满足胀接要求。

8.1.9环境温度低于0℃时不宜进行胀管。

8.2胀接管板管孔清洗检查
8.2.1管孔表面的表面粗糙度不得大于1.25。

8.2.2管孔上不允许的纵向刻痕，个别管孔上允许有一条螺旋形或环向刻痕，基深度不得超过0.5 mm，宽度不得超过1 mm，刻痕至孔边缘距不得小于4 mm。

8.2.3如有不可消除的重大缺陷，应记录和向有关单位和部门反映，明确处理方式和解决办法，并按既定方案进行处理。

8.2.4管孔的尺寸及公差应符合表8.2.4规定。

表8.2.4 管孔的尺寸及公差
8.2.5汽包、联箱安装就位，并采用临时措施进行固定，经检验符合设计、设备及规范要求。

8.2.6汽包、联箱安装就位后采用临时措施进行固定，能够满足胀接工作要求。

8.3胀接前测量
8.3.1对汽包胀接管孔布置进行编号，并绘制管孔布置图。

8.3.2测量每一个管孔的内径，并对号记录；管孔的重要缺陷也应记录在案。

8.3.3应根据打磨后的管外径与管板孔径的实测数据进行选配，对每一规格管端进行外径测量，并对照管孔进行配管，尽可能使管子与管孔的配合间隙保持在表7.4.3许可范围内。

表8.3.3 管子与管孔的最大配合间隙
8.3.4每一管端在胀接前，应对管孔、管端进行清洗，然后测量管端的外径和内径并对应管孔编号进行记录和计算管孔与管端的配合间隙。

8.4胀管操作工艺
8.4.1基本原则
1.先胀定位管，然后再进行其它管子胀管操作，定位管一般设置在最外侧。

2.一端焊接一端胀接的管子，应先焊接后胀管。

3.每一组管子，则应由中间向两边实施胀管。

4.先胀汽包对流管，后胀联箱水冷壁管。

5.每一根管子安装前，必须经通球检查合格，球要逐个编号，严格管理，防止遗忘于管内；通球直径应符合表8.4.1的规定。

表8.4.1 通球试验球直径
8.4.2操作工艺要点
1.将编号后的一组管子运到锅炉旁，打开管端封口。

2.逐一进行通球检查。

3.每一组管子，则应由中间向两边实施胀管。

4.先胀汽包对流管，后胀联箱水冷壁管。

5.每一根管子安装前，必须经通球检查。

6.管端装入管孔后，应立即进行胀接。

7.在用工管过程中,每胀接20个左右的管头，应用汽油将胀管器清洗一次，并在胀管器的胀珠窝内涂抹一层润滑油；每次加油量不可过多，且要严防油液流入管端与管孔间隙中。

8.为了计算胀管率和核查胀管质量，施工过程应根据实际检查和测量结果，做好胀接记录。

8.4.3胀接工艺过程控制
1.管束分组进入现场，并进行通球检查，应符合设计、设备及规
范要求。

2.清洗管孔、管端，测量管孔、管端管径，调配管孔与管端配合
间隙。

3.检查管孔、管端外观质量，应符合设计、设备及规范要求。

4.装设定位卡后进行穿管，注意穿管时不可将异物带入管孔与管
端的间隙内。

如带入，则应抽出管子清洗管孔与管端后重新穿管。

5.穿管后应即刻进行初胀管（起定位作用），这时胀管应较为缓慢
而平稳施胀，间隙快消失时特别要注意，防止将管子胀偏。

6.初胀完成，进行扩胀胀管和翻边，这时应按照试胀后制定的胀
管工艺进行扩胀操作---按照胀管器每旋进360°胀杆进程控制胀管率。

7.每完成一个管端的胀管，应及时进行测量和记录，并计算出终
胀胀管率。

8.每完成一个管端的胀管，应对终胀外观进行检查，不合格的应
及时处理。

9.胀管过程中，汽包内施胀操作人员应通过胀杆进程控制胀管率
(内径控制法),汽包外穿管人员应同时在外侧对胀管鼓肚量进行目测观察或采用卡尺测量，进行胀管率辅助控制（外径控制法）。

10.在整个施工过程中，要防止对胀接管束及与其相关联的设施发生碰撞、冲击等作用。

8.5胀接技术要求
8.5.1管束应排列整齐，局部管段与设计安装位置偏差不大于5mm。

8.5.2管端伸出管孔的长度应符合表8.5.2规定，超长部分应在穿管前截除，试胀时进行伸入超长一定长度试验，如无翻边开裂时，在此范围内的超长部分在正式胀管时可不予以截除。

表8.5.2通球试验球直径
8.5.3管端喇叭口的扳边应与管子中心线成12°～15°角，扳边起点与管板（锅筒）表面以平齐为宜。

8.5.4对于锅壳锅炉，直接与火焰（烟温800℃以上）接触的烟管管端必须进行90°扳边。

扳边后的管端与管板应紧密接触，其最大间隙不得大于0.4mm，且间隙大于0.1mm的长度不得超过管子周长的
20%。

8.5.5胀接后，管端不应有起皮、皱纹、裂纹、切口和偏斜等缺陷。

在胀接过程中，应随时检查胀口的胀接质量，及时发现和消除缺陷。

8.5.6采用内径控制法时，胀管率一般应控制在1%～2%范围内。

胀管率可按下面公式计算胀管率计算公式：
⎥⎦⎤⎢⎣
⎡-+=1d 2t d Hn 1×100％ (8.5.6)
式中： Hn ——胀管率 （%）；
d1——胀后管实测内径 （mm ）；
t ——胀前管壁实测厚度（mm ）；
d ——胀前管孔实测直径（mm ）；
8.6水压试验
8.6.1胀接全部完毕后，必须进行水压试验，检查胀口的严密性。

8.6.2水压试验应安排在锅炉的汽、水压力系统及其附属装置安装完毕后进行。

8.6.3水压试验前应对水冷壁、对流管束及其它管子进行通球检查，管子应通畅。

8.6.4试验程序及操作要求执行《电站锅炉设备安装工程施工技术操作规程》Q/YY J 33002企业标准规定。

8.6.5水压试验应符合下列要求：
1.水压试验环境温度温度低于5℃，当环境温度低于5℃时，应有
防冻措施。

2.水温应高于周围露点温度。

3.锅炉应充满水，待排尽空气后，方可关闭放空阀。

4.当初步检查无漏水时，再缓慢升压。

当压力达到0.3～0.4Mpa 时，应进行一次检查，必要时可对手孔、人孔以及法兰等部位的螺栓进行一次紧固。

5.当水压升至额定工作压力时，暂停升压，进行渗漏检查。

6.在额定工作压力下，检查各胀口部位的漏水和滴水现象并记录。

检查期间保持压力不变。

7.降压，对漏水和滴水的胀口进行补胀处理，然后再次升压进行压力试验。

8.在额定工作压力下，各胀口无漏水和滴水现象，可关闭就地水位计继续升压至试验压力，保持5min，其间应压力下降不超过
0.05Mpa且无变形等异常现象。

9.试验压力试验通过，降压至额定工作压力，检查各胀口部位的漏水和滴水现象并记录。

8.7补胀处理
8.7.1水压试验检查出的渗漏胀口必须进行补胀，补胀后的胀口应重新试压，检查胀口的严密性。

8.7.2需补胀的胀口，其补胀次数不宜多于2次。

8.7.3补胀前应复测胀口内径以确定补胀量，原则上补胀量应控制在0.1mm以内。

补胀率计算：
△H=
31
'
1 d d
d ×100％
(8.7.3)
式中：△H----补胀率；
d'
1
------补胀后管子内径；
d1------补胀前管子内径；
d3------胀管前管孔内径。

补胀后，胀口的累计胀管率为补胀前的胀管率与补胀后的补胀率之和，累计胀管率不应超过胀管率的控制范围。

（8）当胀管率超出控制范围时，采用内径控制法其超胀后的最大胀管率不得超过2.6％,采用外径控制法其超胀后的最大胀管率不得超过2.5％；
（9）同一汽包上超胀管口不得多于胀口总数的4％，且不得超过15个。

8.8质量验收
8.8.1质量验收管理、质量验收程序及工程资料管理执行《电站锅炉设备安装工程施工技术操作规程》Q/YY J 33002企业标准规定。

8.8.2锅炉胀管施工完成，应提供完整的施工记录，其主要有：
1.管子、管板检查记录；
2.管子退火记录（对现场退火要求）；
3.试胀记录；
4.正式胀管施工记录等。

9．施工注意事项
8.0.1施工安全技术措施、环境保护措施及成品保护措施执行《电站锅炉设备安装工程施工技术操作规程》Q/YY J 33002企业标准规定。

8.0.2胀管施工现场，施工材料中有大量的易燃物资，因此要求加强现场防火措施管理。

8.0.3胀管施工现场，易燃物资应有固定的存放仓库。

8.0.4建全仓库管理制度，专人管理，收发登帐，保证易燃物资不在库外过夜。

8.0.5施工废弃的易燃物资，不得乱扔乱倒，要及时回收，集中保管并及时处理。

8.0.6施工现场配备足量的消防器材，切实做好防火管理工作。