衬胶管道的现场制作安装

衬胶管道的现场制作安装

罗　保

(云南省第二安装工程公司,昆明　650033)

摘　要　对衬胶管道的现场制作和安装时遇到的有关问题进行了分析,提出了一些行之有效的措施。介绍了衬胶管预制、焊接、地面预组装和安装工艺的基本要点。

关键词　衬胶管道　制作　焊接　安装

云南磷肥工业基地重钙装置是国家“八五”重点建设工程,其主要生产设备由美、英、日等国进口,国内配套,由云南省第二安装工程公司承担安装和国内配套部分的非标设备的制作安装工作。在现场制作安装用 219×8的无缝钢管至 2020×10钢板卷管制作的衬胶管道130t,最大安装高度为24.2m( 1520×10),其中 2020×10钢板卷制的衬胶管为当时国内最大的衬胶管道。衬胶管道用Q235-A钢制作。要求衬胶部位的对接焊缝余高小于2mm,转角和接管部位焊缝饱满并凸出,凸出的角焊缝表面形成R≥3mm的圆弧,内角角焊缝表面形成R≥10mm的圆弧,焊缝表面不得有裂纹和连续咬边,焊接变形量应控制在图纸和有关规范要求内。衬胶管道按G B J235要求预制后,内部衬天然橡胶,然后在硫化釜中通蒸汽加压硫化,硫化后安装。为满足衬胶硫化要求,补胶管道分段制作,段与段之间用法兰连接。控制焊缝表面的尺寸、形状和质量是保证管道顺利交付衬胶的重要环节。衬胶管道的制作安装通常采用预制后实地预组装合格后拆下衬胶,衬胶后再安装的工艺,这种工艺吊装工作量大,施工周期长,成本高。根据施工现场实际,我们采用在预制场内预组装,预收收尾调节段的工艺,既减小了吊装工作量,缩短了工期,降低了成本,又保证了施工质量。

1　衬胶管道的预制和安装工艺

采用在预制场内预制、预组装后直接衬胶,预留收尾调节段制作安装衬胶管道。其主要施工工艺流程为:

111　将钢板下料,卷圆,三通、弯头下料,加工坡口后,组焊成管段、管件。

112　将钢板卷制的管件、管段与法兰、无缝管段、管件与法兰组焊,预制成图纸要求长度的非收尾调节段管段。

113　非收尾调节段管段地面预组装,预制收尾调节段。114　非收尾调节段衬胶。

115　非收尾调节段衬胶管安装,安装收尾调节段,确定收尾调节段尺寸、方位并点焊固定。

116　拆下收尾调节段,焊接、衬胶。

117　安装收尾调节段。

小管径的衬胶管道采用无缝管和压制成形管件,大管径的衬胶管道采用Q235-A钢板卷管,下料时用半自动火焰切割机加工出坡口角度30°±2.5°钝边p= 2～3mm的坡口,卷管时注意卷制方向,保证卷制后纵、环缝坡口在管内,卷管周长和椭圆度控制在G B J235-82要求范围内。钢板卷制成管后按图纸所分段的长度预制成管段,组对时邻两管节的纵缝间距控制在100mm以上,错边量不超过1.5mm。管件制作时用白铁皮放样,制出样板后在卷管上围样、划线、下料、开坡口,组对成管件。

2　衬胶管道的焊接

211　直管段纵缝和环缝的焊接

为了保证衬胶面的焊缝表面形状、尺寸和质量,降低焊工碳弧气刨清根时的劳动强度。直管段纵缝和环缝均采用先焊管内焊缝,外部用碳弧气刨清根后焊接外焊缝的方法。纵缝在平焊位置或横焊位置焊接,环缝在立焊位置焊接,内纵缝平焊盖面时要严格控制焊接电流和运条速度,防止产生连续咬边和较高的焊缝余高。为了保证丁字接头处的焊接质量,在纵缝两端留下150～200mm长的焊缝不焊,待管段与相邻管段组焊固定、用碳弧气刨刨坡口后,按规定的顺序焊接。在横焊位置焊接纵缝时,使用 3.2的结422焊条,焊接电流100～140A,焊接时严格控制焊接电充,焊缝盖面要控制好焊条的摆动幅度和运条速度,保证余高在1.5～2mm之间。减小和避免咬边。为了减小焊接变形,纵缝可采取分段跳焊,环缝由两名焊工在立焊位置对称施焊。

21112　弯头内阴角焊缝的焊接

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·化工施工技术 2000年第22卷第1期

焊接时,先焊接外焊缝,然后用碳弧气刨清根后在立焊位置焊接内焊缝,盖面时用 3.2的焊条,根据接头的具体情况加大运条摆动幅度,在刨槽边缘以外的管壁上堆焊,以便打磨出R16的过渡圆弧。

21113　管件与管段角焊缝的焊接

管段上接管采用插入式结构,处在立焊位置的内焊缝,只要控制好电流,很容易保证凸角焊缝的尺寸,而在平焊和仰焊位置则需采用小电流多道堆焊的办法,才能保证凸角焊缝的尺寸。

21114管段(件)与法兰的组焊

根据现场实际,结合图纸要求,绘制出管道单线图,正确地定出管段长度和角度后,按图纸要求在直管和管件端部安装法兰,安装时要保证法兰面与管子中心线垂直, 800以上管道的管段(件)组对后经反复测量,在管道内外壁点焊,点焊长度10-20mm,间距300～400mm,点焊后做好组对标记,为了减小焊接变形,在管壁内焊支撑,焊接时由两名焊工在立焊位置同时焊接内外角焊缝,内凸角焊缝因要打磨出R10的外圆弧,故其焊接工作量比普通管道、法兰接头要多出2～3倍的焊接量,焊完后,在 1520、 1920、 2020的管道法兰外部与管子间加焊三角形加强筋,以防止法兰在预制管件堆放、预组装、衬胶等过程中变形而影响安装。无缝管道(件)与法兰间角焊缝焊接时,外角焊缝在平焊位置焊接,速度快、成型美观。内角焊缝可在平焊位或立焊位焊接。立焊位更容易保证凸角R10的过渡圆弧。

212 800以上预制管段加强圈的设置

对于低碳钢管道,必须D≤200δ时,承受轴向压应力才不会产生失稳[1],对于 2020×10的衬胶管道,不能满足D≤200δ条件,其承受压应力后将会产生失稳,为了保证管子的稳定性和刚性,对于 800以上的预制管段,每隔1.5～2.0米在管外壁设置宽度和法兰宽度相同、厚度为法兰厚度一半的加强圈一个,并在管道焊接后立即进行组焊。

2.3　收尾段调节段的制作

预组装时,制作厚度为衬胶胶板厚度与垫子厚度之和的钢垫。按预制组对标记预装,检查管线的水平直线度、垂直度合格后,通过实测调节收尾段的长度和角度,在平台上初步预制成型,并在收尾处套装松套法兰。收尾调节段设置在便于收尾施工的位置或管线方位角度变化大、难于实测的位置。待已衬胶管段安装完毕,将收尾调节段吊到收尾处,确定具体尺寸和方位后,将法兰点焊牢固,拆至预制现场焊接。

214衬胶管道安装时应注意的问题

21411　由于管道衬胶后,不得在管道上进行焊割等热加工,因此在管道就位前,必须交将管线上支墩、抱箍、支架等预制就位,待管道吊装就位后固定管道。21412　吊装、搬运衬胶管道时,必须将衬胶面妥善保护好,防止损坏胶层造成返修而影响施工。

3　结论

311　衬胶管道焊接时,重点放在认真控制衬胶面上的焊缝外形尺寸和表面质量,以减小打磨工作量和焊缝补焊工作量。

312　采用在预制现场预组装,预留收尾调节段制安衬胶管道工艺可加快施工进度,降低成本。

参考文献

1　田锡唐　《焊接结构》　机械工业出版社,1981

2　G B J235-82　《工业管道施工及验收规范》

3　G B J236-82《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

4　HG J229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》

(收稿日期:1999-05-30)

(上接第32页)与其相接的小半圆柱从0到π开从π/3 -α逐渐到π/3的内坡口。这里利用了过渡段与相接的大小半圆柱的自然坡口。

从式(5)、式(6)的计算过程看,图2、图3在π处N 与N′本不应在同一点,相差一个壁厚,但由于t与R、r 相比一般很小,为计算简便,将N与N′取为同一点,制作时根据实际情况将N(N′)附近稍加修整即可,这也是计算取值从0处开始的一个原因。

31217　过渡段曲面的形成

将号完素线、下完净料的钢板用折弯机沿各素线从1′、1……179′、179依次进行折弯,内侧向上,用 8mm的圆钢作上部和下部内弧检查样板:上部的为半径R、螺旋角为arctg[h/(πR)]的螺旋线(按圆钢外侧计,取2m长,下同):下部的为半径r的圆弧。

4　应用效果

我们制作的旋风分离器过渡段大半圆柱的内半径为2571mm,小半圆柱的内半径为2038mm,过渡段高为1893mm,板厚为10mm,N取180,应用上述原理和方法进行过渡段的展开放样,与大小半圆柱能较好地吻合,并且导出通用计算公式采用微机编程计算,大大减轻了手工计算和手工地面放样的劳动强度,提高了工作效率和放样准确度,对类似非规则产品的展开放样也有一定的借鉴作用。

(收稿日期:1999-10-30)

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2000年第22卷第1期 罗　保:衬胶管道的现场制作安装