浅析夹套管施工中应注意的问题

浅析夹套管施工中应注意的问题
摘要：
在石油化工装置基建施工中，夹套管属于一种比较特殊的工艺管道，本文列举了其施工中一些关键环节（如定位块、连通管、支吊架安装，夹套管焊接等）的施工方法和需要特殊注意的问题，在施工中请加以重视，从而提高施工进度，保证施工质量及装置的安全、稳定、长周期运行。

关键词：夹套管、施工、注意事项
浅析夹套管施工中应注意的问题
1、前言：
夹套管是指具有双层管壁结构的管路，内管中输送的介质通常为工艺物料介质，外管与内管间的环隙通以热载体（蒸汽、热水、联苯）或冷载体（冷冻盐水）用来提升、降低或维持内管中工艺介质的温度。

夹套管的内管由于是浸泡在环隙介质中的，因此传热、传冷面积大，内管介质受热、受冷均匀，是普通的伴管所不能替代的，此种管路常应用于输送粘度大的流体、热敏感流体或沸点低易挥发的流体。

夹套管属于石油化工装置中一种比较特殊的工艺管道，其管道形式及输送介质的特殊性，决定了夹套管的施工虽与普通的工艺管道有相同之处，但又有别于普通工艺管道，具有其独特的施工工艺特点。

只有掌握了其施工重点和难点的有效解决办法，才能保证施工质量，提高施工进度，为顾客提供优质工程，满意服务。

2、夹套管的形式
夹套管的材质采用碳钢或不锈钢，按连接形式分为内管焊缝隐蔽型（全夹套）与内管焊缝外露型（半夹套）两类。

法兰式夹套管用于内管焊缝隐蔽型，管帽式夹套管及端板式夹套管用于内管焊缝外露型，具体形式详见下图：
2.1法兰式夹套管形式（图1~5）：
图1：套管与法兰承插焊连接图2：套管与法兰对焊连接
图3：内管、套管与法兰对焊连接图4：不锈钢衬垫承插式法兰连接
图5：平焊式法兰连接
2.2管帽式夹套管形式（图6~7）：
图6：管帽式夹套管图7：带垫板的管帽式夹套管
2.3端板式夹套管形式（图8）：
图8：端板式夹套管连接形式
3、施工中应注意的问题
3.1材料的入场检验
3.1.1夹套管的管道组成件（包括管子、管件、阀门、双栓及垫片）及管道支承件的材质、规格、型号、质量应符合设计文件的规定和国家相应制造标准的要求，必须具有制造厂的质量证明书，且证明书上相应的制造标准、检测项目应齐全，检测数据不得低于国家现行标准的规定；对无证、证上缺项、检测数据不符合要求的材料，绝不能用于现场夹套管的施工。

3.1.2夹套管的内管设计原则上均采用无缝钢管，选用的管件也应是钢制对焊无
缝管件。

就现行国家标准来说，用作夹套内管的中低压管子其制造技术标准，碳钢管为《输送流体用无缝钢管》GB/T8163-1999,不锈钢管为《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2002；夹套内管所用碳钢、不锈钢管件其制造技术标准均为《钢制对焊无缝管件》GB/T12459-2005。

应当注意的是对到货材料在使用前依据制造标准对实物尺寸进行检验尤为重要，对于法兰式夹套管，由于内、外管均要求与法兰焊接，所以承插法兰承插孔与钢管外径尺寸的配合、对焊法兰法兰焊端内外径与钢管内外径尺寸的配合、不锈钢衬垫法兰衬垫内外径与钢管内外径尺寸的配合应做为尺寸检验的主要内容；对于管帽式及端板式夹套管，管子的内外径及壁厚，弯头的壁厚减薄量、各种管件的管口椭圆度应做为尺寸检验的主要内容；对剖切型管件（弯头、三通、异径管）应提前预组，其管口椭圆度及内外管径、壁厚是否能与对应的管子配合应做为尺寸检验的主要内容。

对不符合使用及焊接要求的材料做到提前发现，提前返厂，绝不能用于工程中，从而避免出现施工质量问题，造成不必要的返工，以便提高施工进度。

3.1.3夹套管的预制件除应具有制造厂的合格证、试验报告外，还应具有出厂前焊缝的射线探伤报告、强度试验及严密性试验报告，报告中执行的检验及试验标准应明确，数据及结论应符合相应标准、规范的要求。

3.2定位块的安装
定位块是焊接在夹套内管外壁上的将圆周三等分的支承块，其作用是保证内管与外管之间环向间隙均匀、避免偏心，从而使介质在环隙内均匀流动和内管壁均匀受热、受冷。

应当注意的是定位块的材质必须与内管的材质相同，定位块的安装位置必须以不影响内管的胀缩而又能有效支承管道为前提，定位块的焊接，应采用小电流、小直径、快焊速的焊接工艺，防止熔穿内管壁。

定位块的安装方法详见下图（图9），具体安装尺寸见表1及表2：
图9：定位块安装示意图
L0 L0
弯管处定位块距弯头焊口尺寸L0（㎜）表1
水平及垂直管道直管段定位块的安装最大间距表2：
3.3榫槽法兰、凸凹法兰安装时，应注意法兰的榫面或凸面的朝向应与管内的介质流向相同，详见下图（图10）。

图10：榫槽法兰、凸凹法兰安装示意图
3.4异径管的安装
夹套管的异径管安装应注意：安装后的异径管处任意截面环隙的流通面积应大于变径后直管段处的流通面积，内管的异径管与套管的异径管大口端端部应错开50㎜。

详见下图（图11）：
图11：异径管处的接头形式
3.5跨接管（连通管）的安装
针对东北地区特殊的地理、气候条件，夏季、冬季最大温差约70℃，冬季最低气温-35℃，考虑能够充分排净管道内的积液，避免管道冻裂，所以本文推荐对东北地区铺设夹套管应采用以下方式：
3.5.1水平铺设的蒸汽夹套管，跨接管采用上进下出垂直方向跨接，跨接管的每处低点均应设置排液口，如下图（图12）：
凹（槽）法兰
凸（榫）法兰
流体方向
图12：水平蒸汽夹套管跨接管连接示意图
3.5.2水平铺设的夹套管，当内管与外管间输送的是液体时，应在夹套管底部沿切线方向布置跨接管，如下图（图13）：
图13：水平液体夹套管跨接管连接示意图
3.5.3内管焊缝外露型夹套管在垂直管线转弯处的跨接管布置如下图（图14）：
图14：垂直夹套管跨接管布置图
3.6管支架安装时应注意的问题：
3.6.1安装设计有坡度要求的夹套管时，用来调整高度的垫块应加设在管托底板的下面，与梁满焊。

3.6.2弹簧支吊架应在管道压力试验结束后，撤下定位销，将其调整至安装载荷，待系统试车时，再将其调整至工作载荷，并做好相应记录。

3.6.3对设计通过应力分析、核算，要求位移较大处的管支架、吊架进行偏位安装时，应严格按设计提供的偏位安装值确定管支架的安装位置。

一般情况下，离管道的固定点越近，偏位安装值越小；离管道的固定点越远，偏位安装值越大。

3.7夹套管的焊接应注意的问题：
3.7.1夹套管的内管施工完毕，焊口检测合格、强度试验和严密性试验合格后，方可进行外管的封闭焊接。

3.7.2夹套管的内、外管焊缝不允许出现在同一截面上，必须相互错开。

3.7.3对剖切型夹套外管的焊接，应先进行长的纵向焊缝的焊接（最好采用对称焊），然后再进行环焊缝的焊接，多道多层焊的起弧、收弧处应相互错开。

3.7.4夹套管定位块及内外管连接处的角焊缝，应采用小电流、小直径、快焊速的焊接工艺，防止熔穿内管壁。

3.7.5内管焊缝上，不得开孔或焊接支管。

3.7.6水平管段外管的纵向剖切焊缝，应置于易于检修的部位。

4、结论：
在夹套管的现场施工中，上述施工关键环节中需要特殊注意施工问题是不容忽视的，应严格以设计图纸，以及国家相应的标准规范作为施工的依据，同时针对不同的施工地域、不同的施工气候条件加以融会贯通，切实达到其使用要求，从而提高施工进度，保证施工质量以及装置安全稳定、长周期运行。

5、参考文献：
⑴张发有2003年《石油化工管道伴管和夹套管设计规范》SH3040-2002 中华人民共和国国家经济贸易委员会
⑵张国栋1987年《夹套管施工及验收规范》FJJ211-86 中华人民共和国纺织工业部
⑶张光裕1997年《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97 中华人民共和国建设部
目次表
1、前言 (1)
2、夹套管的形式 (1)
3、施工中应注意的问题 (2)
4、结论 (7)
5、参考文献 (7)。