高压氢气管道安装技术1

高压氢气管道安装技术

黄启国

（上海第五冶冶金建设公司 201900）

摘要：本工程高压氢气管道工作压力为20MPa，在同类工程中清洁度（99.999%）和压力是最高的。本文对高压氢气管道施工的标准和规范、主要工序及质量标准等几方面作了详细的总结，在同类工程的施工中有借鉴意义。

关键词：压力管道高压氢气管道压力管道质保体系管道脱脂压力管道安装工程工艺过程卡

1.序言：

宝钢新事业公司氢气充填站高压氢气管道工作压力达到20MPa，这将为我公司施工同类管道谱写新的篇章；本工程完全是按压力管道质保体系进行质量管理的。为此有必要对高压氢气管道的施工方法进行总结。

2.工程概况及特点：

2.1工程实物量及焊缝探伤检验

本工程高压氢气管道设计材质为1Cr18Ni9Ti，管道规格Φ38×6~Φ25×4，管道数量676m，探伤比例：X射线探伤100%，着色探伤100%，合格等级Ⅰ级。

2.2工程特点及对策措施

2.2.1工程特点：

（1）施工工期紧，受土建施工、设备施工、球罐安装工期的制约，施工环境条件差。

（2）质量要求高：

设计要求高压氢气管道对接焊缝100%射线探伤，Ⅰ级合格。生产时氢气纯度要求为99.999%。

（3）施工受生产作业限制，施工难度大，占绿化地、占干道时各种手续、签证多。

（4）成品保护工作量大，脱脂后的管道、管件、阀门必须妥善保管，不能受到污染。

2.2.2对策措施：

（1）提高管道的安装质量标准：

提高管道的安装质量标准——关键部位提高标准施工验收。具体内容：氢气管道对接焊缝采用全氩弧焊，每道焊缝必须焊两遍，且两道焊口起弧点和收弧点必须错开8~10mm，确保焊口充分熔透，严禁焊缝一次成行。

（2）加强焊工培训力度，在管道焊接前，组织焊工进行模拟焊接培训，做“代样试验”，焊工模拟焊接，一次拍片合格率达95%以上，方可作“带样试验”。“带样试验”合格后，方可上岗施焊。

（3）加强工序质量管理，大力开展“三工序”活动，加大工序质量的自、专检力度。对于上道工序（设备、构件安装前检验，阀门检验，焊件焊缝的加工，清扫、组对等）检验务必严格，一丝不苟，严禁把上道工序的质量问题转到本工序。严肃工序纪律，以工序质量确保工程质量。

（4）根据现场实际情况搭设必要的防风、防雨措施。（提高管道焊接质量和焊缝的一次合格率，减少焊缝返修次数）

（5）严格按《压力管道安装工程工艺过程卡》、《施工过程质量措施程序》、《压力管道质量保证体系》进行控制和管理。

3.施工及验收质量标准：

3.1.《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97

3.2.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98

3.3.《氢氧站设计规范》GB50177-93

3.4.《压力容器无损检测》JB4730-94

3.5.图纸及有关技术文件上的技术、质量要求。

3.6.《合同》及用户要求。

3.7.沪宝钢指[1988]第005号《宝钢集团公司压力管道管理暂行规定的通知》

3.8. 宝钢字[1987]第583号《宝钢集团公司压力管道管理暂行办法和在用压力管道检验暂行规定的通知》

4.主要工序及质量标准：

4.1管道组成件的检验：

管道组成件必须具有制造厂的质量证明书，其质量不得低于国家现行标准的规定；管道组成件的材质、规格、型号、质量应符合设计文件的规定，并应按国家先行标准进行外观检验，不合格者不得使用。

4.2氢气管道脱脂：

将TX-1B清洗剂与无油水以体积比1：4配制，加热至60~65℃，放入管道，浸泡45分钟左右。将管道取出放入中和剂水溶液中（中和剂：TX-3；浓度1：10），浸泡3分钟左右钝化，取出后用无油的压缩空气或氮气吹刷干。脱脂、钝化完成的管道、管件、通入氮气后，应及时用管塞或管套封闭两端。以保证在施工中不再被污染。

4.3管道、管道组成件脱脂检验：

可用波长3200-3800埃的紫外光检查脱脂件表面，无油脂萤光为合格。

4.4管道焊接：

4.4.1管道焊接采用全氩弧焊焊接，焊丝为HCr18Ni9Ti，焊接时应注意以下几点：

（1）焊缝近缝区15~20mm内的污染物采用机械方法进行处理；

（2）焊接电弧1m范围内的相对湿度不得大于90%，焊接时的风速不应超过2m/s，当超过规定时，现场焊接应采取有效的防风措施，并加大氩气流量；

（3）焊枪喷嘴采用Φ8~9 mm，钨极直径Φ=2.4mm；

（4）管内必须充氩，当管内空气被置换完毕后方可进行焊接；

4.6.1用临时管连接DH-7和H-1，DH-6和H-2，DH-5和H-3，同时设置H-1、H-2、H-3为氮气吹入口，阀门N用用临时短管代替并设置盲板，L点设置盲板，设置H-4、盲1为放散口进行吹扫，直至合格。

4.6.2盲1、H-4阀前设置盲板，拆除N点盲板，阀门2，3，5，6阀前设盲板，设置盲2，H-5为放散口进行吹扫

4.6.3盲2、H-5阀前设置盲板，拆除阀2、阀3阀前设盲板，进行吹扫，直至合格。

4.6.4单独吹扫阀2至阀1，阀5至阀4管段，合格后恢复。

4.7管道试压：

管道强度试验用100%的射线探伤和100%着色探伤代替；管道严密性试验分两步进行：第一步、利用瓶装集格氮气，将管道压力升至15MPa，做严密性试验和泄漏性试验；因管道试验压力较高，管网氮气无法满足试压要求，只能用瓶装集格氮气进行。向管道内加压所需的气瓶数按下式进行计算；

N=Vg(P z-P s)/V B[P B-(P Z-P S)/2]

式中N——所需气体瓶数；

Vg——试验管道的容积（m3）；

P z——试验的最终绝对压力；

P S——开始用气瓶充气前，管道内已有的绝对压力(105Pa)；

V B——气瓶容积（m3）；

P B——气瓶满瓶时的绝对压力(105Pa)；

根据上式计算出所需气瓶数（50瓶）

第二步利用充填站膜压机将管道压力升至20MPa做泄漏性试验。

管道严密性试验泄漏率的计算根据下式进行：

A=1/t×[1-(P2.T1/ P1.T2)]100%

式中：A——每小时平均泄漏率，%；

P1，P2——试验开始、结束时管道内气体的绝对压力，Pa；

T1 ，T2——试验开始、结束时管道内气体的绝对温度，K；

t——试验时间，h。

注：每小时平均泄漏率不超过0.5%为合格；

5.安全注意事项：

5.1严格执行中华人民共和国冶金部颁发的《冶金建筑安装工人安全技术操作规程》（YB9253-95）。

5.2特殊工种必须经过专门的安全教育培训并通过考试合格，取得操作证后方可上岗作业。

5.3进入现场必须穿戴好一切防护用品，2米以上高空作业必须栓好安全带，严防高空坠落事故。

5.4各种脚手架搭设符合规定，必须搭设牢固，严防塌垮、翘翻，造成人身事故。

5.5吹扫试压期间，设置安全范围线，放散口应对准无人区域，设专人监护，无关人员不得进入。

6.施工中的几点体会

6.1在工程开工前必须完成管道单线图的绘制，因为这是施工过程中各种表格填写的依据，是可追溯性的体现。

6.2工程施工过程中主动接受监理公司和技术监督局的监督，积极配合并及时提供相关的质保资料。

6.3质量意识教育和现场质量控制必须始终抓紧，严格按照《压力管道》质保体系进行管理。确保管道安装质量。由于经常对职工进行质量意识教育，人人都从思想上高度重视质量、严格苛求，一丝不苟，同时采取有效措施对现场质量进行控制，因此氢气管道安装质量得到保证，通过技术监督局的检验，取得了压力管道《许可证书》。