实用供热,供燃气管道工程技术 550页

实用供热、供燃气管道工程技术邵宗义等编著\n(京)新登字039号图书在版编目(CIP)数据实用供热、供燃气管道工程技术/邵宗义等编著.—北京:化学工业出版社,2005.3ISBN7-5025-6784-4Ⅰ.实⋯Ⅱ.邵⋯Ⅲ.①供热管道-市政工程-工程施工②煤气管道-市政工程-工程施工Ⅳ.TU99中国版本图书馆CIP数据核字(2005)第020920号实用供热、供燃气管道工程技术邵宗义等编著责任编辑:邢涛责任校对:洪雅姝封面设计:潘峰*化学工业出版社出版发行材料科学与工程出版中心(北京市朝阳区惠新里3号邮政编码100029)发行电话:(010)64982530http://www.cip.com.cn*新华书店北京发行所经销大厂聚鑫印刷有限责任公司印刷三河市延风装订厂装订开本850mm×1168mm1/32印张17ꚁꚌ字数494千字2005年5月第1版2005年5月北京第1次印刷ISBN7-5025-6784-4/TU·84定价:35.00元版权所有违者必究该书如有缺页、倒页、脱页者,本社发行部负责退换\n内容提要供热、供燃气管道安装是建筑安装工程中一个重要组成部分。本书以供热、供燃气管道选材与安装技术为主,融合了部分专业基础知识、施工技术规范、技能操作和施工组织知识等众多内容,内容涵盖了管道设计、管道施工、管道工操作等多方面的内容,重点讲述了中、高级管道工程技术人员应掌握的专业知识;中、高级管道技工应掌握的基本操作技能;工程管理人员、概预算人员应掌握的管道工程施工工艺方面的知识,对近年来管道安装工程中的新材料、新工艺也作了较为详细的阐述。本书内容丰富、图文并茂、深入浅出,通俗易懂,集多种功能为一书,是一本适用范围非常广的实用专业技术书籍。\n前言管道安装是建筑安装工程中一个重要组成部分,供热供燃气专业又是管道安装的大专业,广大的工程技术人员、施工人员都希望能够有一部简明实用的专业工具书籍,集中介绍这方面的知识,并在工作中随时查阅有关资料,为此,根据国内外有关供热、燃气管道施工方面的有关技术资料,结合现行的技术标准、技术措施、施工验收规范,我们特编写了本书。本书以供热、供燃气管道选材与安装技术为主,融合了部分专业基础知识、施工技术规范、技能操作和施工组织知识等众多内容,内容涵盖了管道设计、管道施工、管道工操作等多方面的内容,重点讲述了中、高级管道工程技术人员应掌握的专业知识;中、高级管道技工应掌握的基本操作技能;工程管理人员、概预算人员应掌握的管道工程施工工艺方面的知识。本书主要内容包括:管道及材料基本知识;管道加工与连接知识;阀门与仪表安装知识;管道探伤知识;管道及设备的防腐保温知识;室内外供热采暖;燃气系统的基本形式;室内、外供热采暖管道的安装知识;室内、外燃气管道施工安装知识;附属设备的规格、型号、性能特点等有关知识;管道施工验收标准;管道施工组织和施工安全技术等知识等内容,对近年来管道安装工程中的新材料、新工艺也作了较为详细的阐述。本书内容丰富、图文并茂、深入浅出,通俗易懂,集多种功能为一书,是一本适用范围非常广的实用专业技术书籍。本书的出版对广大管道设计、施工专业技术人员掌握供热供燃气系统的基本形式、管道施工技术、管道施工工艺;其他专业技术\n人员了解和提高管道设计施工专业技术水平和处理管道施工中的具体问题会有较大帮助,本书内容符合建设部《职业技能标准》的规定,可作为高等学校、职业技术学校的学生专业设计、专业实习的参考用书,也可作为职业培训、岗位培训的相关教材和教学的参考资料使用。本书在编写过程中,得到许多同志帮助,为本书提供了许多参考资料和好的建议;王莉莉、王溢、史永征、李晓章、杨少彤、杨光、陈红兵、詹淑慧、潘树源、魏平(排名不分先后)等同志参加了书稿部分内容的编写、组织、整理和书稿审阅工作,在此表示衷心的感谢。由于作者水平有限,书中难免有错漏之处,恳请读者批评指正。编著者2005年1月\n目录第一篇基础知识第一章管材、板材和型材⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1第一节常用管材概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1第二节金属管材⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3第三节有色金属管材⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13第四节非金属管材⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14第五节复合管材⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27第六节常用管件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29第七节板材、型材⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32第二章管材的连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37第一节螺纹连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37第二节法兰连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42第三节承插连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47第四节焊接连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50第五节热熔连接和粘接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56第六节胀接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯58第七节其他连接方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62第三章管道及管件的加工与连接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67第一节管道的切断与调直⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67第二节弯管加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73第三节三通的展开与加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯88第四节异径管的加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯98第四章阀门与测量仪表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯101第一节阀门概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯101\n第二节阀门的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯110第三节仪表的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯120第五章管道探伤、试验及质量标准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132第一节管道探伤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132第二节管道系统试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯133第三节管道的吹扫⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯138第四节管道工程质量要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯140第六章管道及设备的防腐和保温⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153第一节表面除锈⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153第二节管道的防腐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯157第三节管道及设备的绝热保温⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯173第二篇供热及燃气管道的施工安装第七章室外供热管道的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯193第一节室外热力管网的类型和敷设方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯193第二节活动支座(架)及固定支座(架)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯208第三节管道补偿器的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯210第四节检修平台及小室⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯220第五节热力管道的试压和验收⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯224第八章室内供暖系统的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯226第一节采暖系统形式介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯226第二节室内采暖系统管道的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯228第三节散热器的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯244第四节低温地板辐射采暖系统的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯248第五节其他采暖形式的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯259第九章室外燃气管道的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯272第一节燃气输配系统介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯272第二节管网的布置原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯276第三节燃气常用管材及管道设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯280第四节室外燃气管道的敷设和安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295\n第五节燃气管道的防腐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯323第六节调压站的安装施工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯329第七节管道的吹扫、试压和通球扫线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯339第八节燃气管道带气接管⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯355第十章室内燃气管道的施工安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯364第一节室内燃气管道的施工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯364第二节燃气灶具与燃气表的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯389第三节工业用户施工安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯410第四节燃气锅炉的安装⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯420第十一章燃气工程竣工验收与运行管理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435第一节燃气施工竣工验收⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯435第二节燃气管道置换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454第三节运行管理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464第十二章市政施工概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯475第一节土方工程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯475第二节室外架空管道支架构筑⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯480第三节顶管施工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯481第十三章管道施工质量通病及防治⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485第一节管道连接的质量通病及防治⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯485第二节阀门、管件安装的质量通病及防治⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯493第三节暖燃管道施工的质量通病及防治⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯498第四节管道防腐、保温施工的质量通病及防治⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯503第十四章建筑设备施工安全技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯507第一节安全条例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯507第二节安全技术和安全措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯507第十五章施工组织设计的编制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯513第一节施工组织设计的作用及任务⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯513第二节编制施工组织设计的原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯514第三节施工组织设计的分类及编制的内容和依据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯515第四节施工组织设计主要组成部分的编制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯521\n第五节施工组织设计的编制程序和审批程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯533附录1流体输送运用无缝钢管规格⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯536附录2方型补偿器的补偿能力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯538附录3燃气管道施工常采用的法规、规范、规程一览表⋯⋯⋯⋯⋯540附录4不保温管道最大跨距表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯545附录5各种保温管道最大允许跨距表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯546主要参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯549\n第一篇基础知识第一章管材、板材和型材第一节常用管材概述管道一般由管子和附件组成,称为通用材料。为便于生产、设计、施工和建设等单位进行工程建设,国家于1959年正式批准了管子及其附件的统一技术标准,即:公称通径标准、公称压力标准,并于1961年5月1日全面贯彻实施。现行的各种材料及管件的技术标准,均依该两相标准为基准编制。1.公称通径制订公称通径的目的是使管道安装连接时,接口保持一致,具有通用性和互换性。我国现行管材及其附件的公称通径标准,按公称通径标准(GB1047—70)规定见表1-1。表1-1管材公称通径单位:mm18401503508001400240036002105017540090015002600380031565200450100016002800400042080225500110018003000525100250600120020003200632125300700130022003400公称通径从1～4000mm共分51个级别,其中15、20、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、400、500、600、700等18个规格是工程上常用的公称通径规格。管材极其管件的1\n实际生产制造规格如下:①阀门等附件,其公称通径=实际内径;②内螺纹管件,公称通径=其内径;③其他各种管材,公称通径既不等与其实际内径,也不等与其实际外径,只是个名义直径,但无论管材的实际内径和外径的数量是多少,只要其公称通径相同,就可用相同公称通径的管件相连接,具有通用性和互换性。金属管公称直径我国曾用符号Dg表示(国际用DN),符号后面用数字注明公称通径的数值。如公称通径为125mm的管材,用DN125表示。2.公称压力(1)公称压力工程上所用的管材足以在一定介质温度条件下(200℃)承受介质压力的允许值,作为管材的耐压强度标准,称为“公称压力”,用符号PN表示。(2)试验压力管材出厂前,为检验其机械强度和严密性能,一般以压力试验来确定,用来进行压力试验的压力标准,称为试验压力,以符号PS表示。试验压力一般为公称压力的1.5～2倍,一般按公称压力标准(GB1048—70)规定的数值检验。(3)工作压力管材不但承受介质的压力作用,同时还承受介质的温度作用。材料在不同温度条件下具有不同的机械强度,因而其允许承受的介质工作压力是随介质温度不同而不同的。对于碳素钢管材,工程上将其工作温度应用范围(0～450℃)分为8级,每级的公称压力与工作压力的换算对应关系如下:Ⅰ级温度0～20℃,工作压力=1.20×公称压力;Ⅱ级温度20～200℃,工作压力=1.0×公称压力;Ⅲ级温度200～250℃,工作压力=0.92×公称压力;Ⅳ级温度250～300℃,工作压力=0.82×公称压力;Ⅴ级温度300～350℃,工作压力=0.73×公称压力;Ⅵ级温度350～400℃,工作压力=0.64×公称压力;2\nⅦ级温度400～425℃,工作压力=0.58×公称压力;Ⅷ级温度425～450℃,工作压力=0.45×公称压力。碳素钢和低合金钢的公称压力、工作温度、工作压力、试验压力之间的关系根据(JB74—59)规定。3.管螺纹管螺纹是管道采用丝扣连接的通用螺纹,按其构造形式,分为圆柱形管螺纹和圆锥形管螺纹两种。第二节金属管材一、金属材料的物理性能金属材料的物理性能是指金属材料的密度、热膨胀性、可熔性、导热性、导电性及磁性等性能。二、金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下表现出来的特性,如弹性、强度、硬度、冲击韧性和塑性。1.强度和塑性(1)强度材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。(2)塑性金属材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力叫塑性。2.硬度硬度是衡量材料软硬的一个指标。硬度的物理意义随着试验方法不同而不同。常用的硬度试验指标有布氏硬度和洛氏硬度两种。(1)布氏硬度布氏硬度是用布氏硬度计测定的。其原理是在一定载荷的作用下,将一定直径的淬火钢球(或硬质合金圆球)压入材料表面,并保持载荷至规定的时间后卸荷,然后测得压痕的直径,根据所用载荷的大小和所得压痕面积,算出压痕表面所承受的平均应力值。这个应力值就是布氏硬度。布氏硬度用符号HBS(或用HBW)表示。3\n(2)洛氏硬度洛氏硬度是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1.588mm的钢球作为压头,载荷分两次施加(初载荷为100N)的硬度的试验方法。其硬度值是以压痕深度h来衡量,洛氏硬度用HR表示。为了便于用洛氏硬度计测定从软到硬较大范围的材料硬度,可采用不同的压头和载荷,组成各种不同的洛氏硬度,每种标度用一字母在HR字样后加以注明,以作区别。如RHA、RHB、RHC等,其中用HRA与HRC是用顶角为120°的金刚石圆锥体作为压头,采用的总荷载为600N与1500N,而HRB值的测定采用直径为1.588mm的钢球作压头,总载荷为1000N。3.冲击韧性以很快的速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷。材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力称为冲击韧性。三、黑色金属管材的性能管材用钢的性能见表1-2。四、常用金属管材的种类和应用1.常用钢管分类供热供燃气常用的钢管,有无缝钢管和有缝钢管。无缝钢管强度高,它广泛用于压力较高的管道。例如热力管道、氨制冷管道、压缩空气管道、氧气管道、乙炔管道,以及除强腐蚀性介质以外的各种化工管道。无缝钢管用外径乘壁厚表示。有缝钢管又称焊接钢管,分为低压流体输送钢管与卷焊钢管。低压流体输送钢管分不镀锌钢管(黑铁管)和镀锌钢管(白铁管)两种,应用在管径较小的低压介质输送上,如给水管道、热水管道、煤气管道、蒸汽管道、碱液及废气管道、压缩空气管道等。卷焊钢管是由钢板卷制,采用直缝或螺旋缝焊制而成。主要用在大直径低压介质输送管道,一般可用于热力管网或煤气管网。有缝钢管用公称直径DN××表示。2.钢管规格(1)低压流体输送用焊接钢管低压流体输送用焊接钢管因有4\n焊接缝,称为有缝钢管,其规格详见《低压流体输送用焊接钢管》(GB/T3091—2001)。常用在室内采暖、煤气管道、给水、消防等工程中,俗称水煤气输送钢管。这种管材多采用螺纹连接,为便于螺纹加工,管材多用碳素软钢制造,故俗称熟铁管。根据管材是否镀锌,又分为镀锌钢管(俗称白铁管)和不镀锌钢管(俗称黑钢管)。镀锌钢管常应用于小管径的生活给水管道、消防自喷给水管道、生活热水管道、蒸汽管道等;不镀锌钢管主要用于小管径的生产给水管道、消防栓给水管道、煤气管道、热水采暖管道、蒸汽管道、碱液及废气管道、压缩空气管道等。有缝钢管按其壁厚可分为两种规格:普通管和加厚管,普通管适用于公称压力PN≤1.0MPa的场所;加厚管适用于公称压力PN≤1.6MPa的场所。钢管出厂时有管端带螺纹和不带螺纹两种。低压流体输送用焊接钢管的规格见表1-3。(2)无缝钢管用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢生产的无缝钢管,有冷拔和热轧两种,其规格详见《液体输送用无缝钢管规格》(GB/T8163—1999)。其中冷拔管的公称直径5～200mm,壁厚0.25～14mm。热轧管的公称直径32～630mm,壁厚2.5～75mm。为满足不同的工作压力需要,同一公称直径的无缝钢管有多种壁厚。无缝钢管的规格表示方法,一般用外径×壁厚表示,如:ꚼ133×4.5。无缝钢管在暖通空调工程中的应用十分广泛,常被用在锅炉房管道、热力交换站工艺管道、制冷与制冷站工艺管道和中、高压燃气管道以及供热外网工程中。除上述一般无缝钢管外,还有锅炉专##用无缝钢管,用10、20优质碳素钢制造。用于锅炉制造和安装工程中。锅炉用高压无缝钢管规格见表1-4。无缝钢管的供货长度分为普通长度、定尺长度和倍尺长度三种。普通长度,热轧管为3～12.5m,冷拔管为1.5～9m。定尺长度,即按用户提出的管长尺寸定货。倍尺长度,按某一长度的倍数供货。如按2.0m的倍长供货即2m、6m、8m、⋯⋯。一般常用无缝钢管的规格尺寸见附录1。7\n表1-4锅炉用高压无缝钢管规格外径壁厚理论质量外径壁厚理论质量外径壁厚理论质量/mm/mm/(kg·m)/mm/mm/(kg·m)/mm/mm/(kg·m)2.50.832573.04.0016.080.10163.00.9625.06.7820.0110.983.51.41606.07.9922.0120.99222195.02.106.58.5825.0135.64(26.0)140.423.01.635.08.752530.0159.074.02.37766.010.36285.02.848.010.4212.077.243.52.464.59.3816.0101.4189324.02.767.014.1620.0137.615.03.337.017.44(26.0)175.0527328.0187.133.02.598.019.7310832.0210.713.52.9810.024.1735.0205.434.03.3512.026.4136.0210.414.53.726.018.79385.04.0110.030.3325.0200.995.54.4113312.035.8132532.0251.746.04.7416.046.1736.0256.536.55.5525.070.9025.0232.423773.53.3236.0302.7710.036.75423.04.5612.043.5016.0161.786.05.3314.050.0620.0212.081593.53.8418.062.5928.0219.38485.05.3020.073.0042630.0310.7225.088.16(34.0)328.693.54.1036.0346.274.04.6413.049.6950.0463.64515.05.6716816.057.986.06.6620.078.9245056544.1010.010.11(3)螺旋缝焊接钢管螺旋缝焊接钢管,一般用A2、A3、A4、B2、B3等普通碳素钢和16Mn低合金钢制造。根据(GB1047—70)标准,采用自动电弧焊接。生产规格系列为:管径ꚼ219～ꚼ720、厚度δ=7～10mm,其中ꚼ529～ꚼ720有单面焊和双面9\n焊两种。在水暖工程中,一般用在大管径的蒸汽、凝水、热水和煤气等室外管道和长距离输送管道。适用于介质压力P≤2MPa,介质温度t≤200℃范围。螺旋缝焊接钢管的规格和无缝钢管一样,不用公称直径表示,而用外径×壁厚表示。如ꚼ219×8,螺旋缝焊接钢管的尺寸规格见表1-5。①表1-5螺旋缝埋弧焊接钢管常用规格壁厚/mm管子外径5678910备注/mm每米理论质量/kg21926.3931.5227339.5145.9252.2832547.2054.9062.5437754.9063.8781.67材料:钢号42662.1572.8382.4792.55A3、16Mn47869.8481.8392.73104.0952977.3990.11102.90115.4063092.23107.55122.72137.83152.90720105.65123.5140.5157.80175.10①本表摘自GB/T5037—2000。(4)直缝卷制焊接钢管直缝卷制焊接钢管,其公称直径规格为DN10～DN1200,壁厚3～12mm。在水暖工程中多用在室外汽、水和废汽的管道上。适用于压力PN≤1.6MPa,温度≤200℃范围。直缝卷制焊接钢管的产品规格见表1-6。表1-6直缝卷制焊接钢管壁厚/mm外径3.03.54.04.55.0理论质量/(kg/m)574.004.62765.406.267.107.93896.367.388.389.381087.979.0210.261148.219.5410.8512.1513.4413311.1812.7314.6115.7814011.7813.4215.0416.6510\n(5)铸铁管铸铁管耐腐蚀性能较好,经久耐用、价廉但质脆,抗振、抗弯折能力较差,自重大,施工安装不便。铸铁管按用途可分为:给水铸铁管、燃气铸铁管排水铸铁管,分别用在给水、燃气供应以及排水上。铸铁管按铸造方法可分为:砂型铸铁管、砂型离心铸铁管和连续铸铁管。铸铁管按材料可分为:灰口铸铁管、球墨铸铁管。3.钢管的选用选用钢管一般是先根据介质的性质和参数、温度和压力,选出符合工作条件要求的几种管材,然后再作进一步的技术经济比较,最后选定所需用管材,可参考下列步骤选用:第一,确定钢管的钢种和钢号;第二,确定钢管的类别和品种;第三,确定钢管的厚度。考虑问题的立足点是:壁厚与耐压成正比,耐温与钢号种类有关。表1-7是工程上常用的管材品种及其应用范围,供选用参考。表1-7钢管选用参考表公称通径使用温度使用压力序号管材种类钢号/mm/℃/MPa1低压流体输送管6～150软钢0～200PN≤1.0Q235,Q235F-15～3002螺旋缝电焊管200～700PN≤1.616Mn-40～475Q235,Q235F≤3003直缝电焊钢管50～2000PN≤1.620,20g,16Mn-40～47510,20,16Mn-40～4754无缝钢管6～60009MnV-40～704.钢制管件的种类和应用低压流体输送管道的管件,由可锻铸铁和软钢制造,多为圆柱内螺纹,用作管道接头连接用,根据是否镀锌分为黑铁管件和白铁管件。可锻铸铁管件,适用于公称压力PN≤0.8MPa,为增加其11\n机械强度管件两端部有环行凸沿。软钢管件,适用于公称压力PN≤1.6MPa。为了便于连接作业,设有纵向对称两个凸棱。管件规格用公称直径DN表示,根据管件在管道安装连接中的用途分为下列几种:管道延长连接用如管箍、外丝等;管道分支连接用如三通、四通等;管道改变方向连接用如各规格弯头;管道碰头连接用如活接头、长丝跟母;管道变径连接用如补心、异径管箍;管道堵口用如丝堵、管子帽等。对于三通、四通管件有同径、异径之分,异径管件的规格系列见表1-8。表1-8异径管子配件的规格系列表单位:mm同径管件异径管件15×1520×2020×1525×2525×1525×2032×3232×1532×2032×2540×4040×1540×2040×2540×3250×5050×1550×2050×2550×3250×4065×6565×1565×2065×2565×3265×4065×5080×8080×1580×2080×2580×3280×4080×5080×65100×100100×15100×20100×25100×32100×40100×50100×65100×80无缝钢管和螺旋缝钢管,在工程安装中多采用焊接连接工艺,故相应的接头管件较少。目前,除冲压弯头、挤压三通等少数管件有成品出售外,大部分管件都由施工企业在管道加工厂或施工现场加工制作。根据其制作方法,分为两类:一是用压制法、热推弯法、管段弯制法等制作的无缝管件;二是用管段或钢板焊制成的有缝管件。常用的无缝管管件和有缝管管件的类型和加工规格见表1-9。12\n表1-9无缝管管件及焊接管件的常用类型和尺寸类型PN15001200～3900断裂裂度/MPa28～40热变形温度/℃80～8596～1161.硬聚氯乙烯塑料管(PVC管)硬聚氯乙烯塑料是用聚氯乙烯树脂加入稳定剂、润滑剂等材料制成,它能抵抗任何浓度的各种酸类、碱类和盐类的腐蚀,但不能抵抗强氧化剂(如浓硝酸、发烟硫酸等)以及芳香族化合物和氯化烃的作用。硬聚氯乙烯塑料管可以输送压力为0.05～0.6MPa和温度为-10～40℃的腐蚀性的介质,其最高温度为60℃。由于塑料管传热性差,可不用保温。我国生产硬聚氯乙烯塑料管的公称直径为8～200mm,长度在3m以上。硬聚氯乙烯塑料管的连接有焊接和法兰连接两种形式。硬聚氯乙烯塑料管的规格见表1-11。15\n表1-11硬聚氯乙烯塑料管规格公称直径外径轻管(PN≤2.5MPa)重管(PN≤2.5MPa)/mm/mm壁厚/mm近似质量/(kg/m)812.5±0.42.25±0.30.11015±0.52.5±0.40.141520±0.72±0.30.162.5±0.40.192025±12±0.30.23±0.40.292532±13±4.50.384±0.60.493240±1.24±0.60.565±0.70.774051±1.74±0.60.886±0.91.495065±24.5±0.71.177±11.746576±2.35±0.71.568±1.22.348090±36±12.20100114±3.27±13.3125114±3.58±1.24.54150166±48±1.25.6200218±5.410±1.47.52.软聚氯乙烯塑料管软聚氯乙烯塑料管用于输送压力为0.05～0.2MPa和温度为-10～40℃的腐蚀性介质。软聚氯乙烯塑料管规格见表1-12。表1-12软聚氯乙烯塑料管规格轻型重型外径/mm近似质量近似质量壁厚/mm壁厚/mm/(kg/m)/(kg/根)/(kg/m)/(kg/根)101.50.060.24121.50.070.28162.00.130.53202.00.170.68251.50.170.682.50.271.07321.50.220.882.50.351.4016\n续表轻型重型外径/mm近似质量近似质量壁厚/mm壁厚/mm/(kg/m)/(kg/根)/(kg/m)/(kg/根)402.00.361.443.00.522.10502.00.451.803.50.773.09632.50.712.844.01.114.47752.50.853.404.01.345.38903.01.234.924.51.827.301103.51.757.005.52.7110.901254.02.299.166.03.3513.501404.52.8811.507.04.3817.601605.03.6514.608.05.7223.001805.54.5218.109.07.2629.202006.05.4821.9010.09.0036.002257.07.2028.802507.58.5634.202808.510.9043.603159.513.7054.8035510.517.0068.0040012.021.9087.60注:每根管长度为4m。3.酚甲醛塑料管酚甲醛塑料能抵抗多种酸类(硝酸、铬酸和浓度50%以下的硫酸)的作用,但不能抵抗苯胺、溴、碘等溶剂的作用。甲醛塑料管可分为两种:一种是用酚甲醛树脂加入填料(纯石棉、石棉掺石墨粉、石棉掺砂)作主要成分所制成的石棉酚醛塑料管,通称“法奥利特”管;另一种是用浸渍过酚甲醛树脂的棉布卷压而成的夹布酚醛塑料管。夹布酚醛塑料管的公称直径为25～150mm,管长为1500～2000mm,试验压力为0.5～0.8MPa,宜于输送压力低于0.3MPa且温度低于80℃(最高温度为100℃)的介质。石棉酚醛塑料管的公称直径为32～200mm,管长为1000～2000mm,试验压力为0.3～0.6MPa,主要用来输送酸性介质,最高温度为120℃。酚醛塑料管的管端都带有凸肩,可用活套法兰连接。酚甲醛塑料管的规格见表1-13。17\n表1-13酚甲醛塑料管规格公称直径尺寸/mm理论质量/kgDN外径接口长壁厚长度l/mm/mmd外lδ50010001500200033691291.392.663.935.20549812112.103.975.857.737812615123.346.869.3812.4010014815124.107.8311.6015.3015020620147.5014.0020.5027.00200256201410.1018.9027.8036.70250314301613.3024.6035.9047.20300364301616.2023.7043.1056.70350422401821.2037.7054.0070.30400472401826.5047.8068.8095.50450530452033.4059.6085.90112.00500580452037.6067.1097.90124.80注:公称直径等于内径值。4.聚乙烯塑料管聚乙烯塑料管应用于燃气管道工程中的埋地管道部分,其公称直径为20～250mm,普通管壁厚为2.3～14.8mm,加厚管壁厚为3～22.7mm。聚乙烯塑料管的连接方法为电熔焊、对接焊、热熔承插焊,其特点是管件本身带有发热元件。聚乙烯塑料管规格见表1-14及表1-15。表1-14低密度聚乙烯管(PE)规格外径壁厚长度近似质量外径壁厚长度近似质量/mm/mm/m/(kg/m)/(kg/根)/mm/mm/m/(kg/m)/(kg/根)50.50.0070.028403.00.3211.2860.50.0080.032504.00.5322.1381.00.0200.080635.00.8383.35101.00.0260.104756.01.204.80121.5≥40.0460.184907.0≥41.686.72162.00.0810.3241108.52.499.96202.00.1040.41612510.03.3213.3252.00.1330.53214011.04.1016.4322.50.2130.85216012.05.1220.518\n表1-15聚乙烯管(PE)规格外径壁厚长度近似质量外径壁厚长度近似质量/mm/mm/m/(kg/m)/(kg/根)/mm/mm/m/(kg/m)/(kg/根)50.5≥40.0070.028403.0≥40.3211.2860.50.0080.032504.00.5322.1381.00.0200.080635.00.8383.35101.00.0260.104756.01.204.80121.50.0460.184907.01.686.72162.00.0810.3241108.52.499.96202.00.1040.41612510.03.3213.3252.00.1330.53214011.04.1016.4322.50.2130.85216012.05.1220.5注:1.外径25mm以下规格,内径与之相应的软聚乙烯管材规格相符,可以互换使用。2.外径25mm以下规格产品为建议数据。3.每根质量按管长4m计:近似质量按密度0.92t/m3。4.生产厂:上海塑料制品二厂等。5.包装,卷盘,盘径≥24倍管外径。5.尼龙塑料管尼龙塑料是一种工程塑料。尼龙塑料管强度高,使用温度范围广。尼龙塑料管的连接采用管件和专用胶黏剂连接。连接时用专用溶剂涂在管材及管件的接触面并溶解表面,然后蒸发,使接触面紧密接触,从而产生高强度永久性密闭接口。尼龙塑料管使用温度为-20～70℃,其规格直径为15～200mm。二、玻璃管和有机玻璃管玻璃管的耐化学耐腐蚀性很好,除氢氟酸、含氟磷酸、热的浓磷酸以及浓碱液外,对大多数酸类、稀碱液及有机溶剂等均耐腐蚀。用于制造化工管路的玻璃管,有热稳定性与耐腐蚀性能良好硼玻璃管和不透明的石英玻璃管两种。玻璃管的优点是耐腐蚀性好、清洁、透明、易于清洗、流体阻力小,价格低廉;它的缺点是耐压低,容易损坏。玻璃管可用温度为-30～150℃、且温度急变不超19\n过80℃的介质,高强度玻璃管的工作压力可达0.8MPa。硼玻璃管的外径为25～150mm,长度为1～3m;不透明的石英玻璃管的外径为70～250mm,长度为1100～1440mm。小直径的透明石英玻璃管也有生产。玻璃管可以采用承插式、活套法兰和套筒式的连接方式。玻璃管有平口玻璃管和扩口玻璃管两种类型,其规格见表1-16及表1-17。表1-16平口玻璃管外形尺寸公称直径管子外径壁厚管子标准长度L长度公差质量类型DN/mmDW/mmS/mm/mmΔL/L/%/(kg/m)Ⅰ2532±1.03.5±0.510001500200——±10.754045±1.53.5±0.510001500200——±11.105058±1.54.0±1.010001500200——±11.636574±2.04.0±1.010001500———±12.048089±2.04.5±1.010001500———±12.83100110±2.05.0±1.01000————±13.881Ⅱ1″50-35-120002250250027503000±11.822″62-36-1.520002250250027503000±12.73″90-37-1.520002250250027503000±14.654″116-38-1.520002250250027503000±16.915″144-49-1.520002250250027503000±110.52表1-17扩口玻璃管外形尺寸公称长度管子外径扩口外径管子扩口圆直径壁厚扩口长管子标准公差质量/DWD1内径角直径DNS/mml/mm长度L/mmΔL/L(kg/m)/mm/mmD/mmꚼ/mm/mm/%3.5±2532±1.040±0.533.512010001500200±10.790.53.5±4045±1.553±0.545.512010001500200±11.170.54.0±5058±1.568±0.55922510001500200±11.751.020\n续表公称长度管子外径扩口外径管子扩口圆直径壁厚扩口长管子标准公差质量/DWD1内径角直径DNS/mml/mm长度L/mmΔL/L(kg/m)/mm/mmD/mmꚼ/mm/mm/%4.0±6574±2.084±0.57422510001500±11.04.5±8089±2.099±0.58922510001500±11.05.0±100110±2.0122±0.51112301000±11.0有机玻璃管除了具有玻璃管的优点外,还具有强度高、耐温性能好的优点,逐步应用于有腐蚀性介质的管道工程中,其规格见表1-18。表1-18有机玻璃管规格规格/mm质量外径壁厚管长/(kg/根)20310000.182530.203040.483250.523550.624050.654440.625040.715540.796451.147851.408041.609051.641004.51.6511252.121\n三、玻璃钢管玻璃钢管是以玻璃纤维制品(玻璃布、玻璃带、玻璃毡)为增强材料,以合成树脂为胶黏剂,经过一定的成型工艺制作而成。玻璃钢管集中了玻璃纤维和合成树脂的优点,具有相对密度小,强度高、耐高温、耐腐蚀、绝缘、隔声、隔热等性能,广泛用于化学工业管道系统中。玻璃钢管的公称直径为20～1000mm,常温下最高工作压力为3MPa,最高工作温度为150℃。玻璃钢管的连接方式有法兰连接和承插连接两种。玻璃钢直管的规格见表1-19。表1-19玻璃钢直管规格公称内径壁厚壁厚公差管长质量接口形式备注/mm/mm/mm/mm/(kg/m)405±0.520001.25051.530006551.9±0.57662.610063.412575.5法兰接口(出苏州玻璃钢制品1507±1.06.8厂管材一般两厂、秦皇岛耀华玻20088.9端带法兰)璃钢厂产品2509400012.2±1.53001016.535011214001124±2.045012295001232四、胶联管和胶联复合管目前常用的地板采暖管主要有以下几种:交联聚乙烯(PE-X)管、交联铝塑复合(XPAP)管、聚丁烯(PB)管和无规共聚聚丙烯(PP-R)管等。(1)交联聚乙烯是由聚乙烯(PE)、抗氧化剂、硅烷或过氧化22\n物混合反应而成的聚合物。PE经交联后,保持了原有的绝大部分特性并进一步提高了硬度、强度、抗蠕变、抗老化性能,成为地板采暖理想的管材。目前地板采暖使用的PE-X管,多是化学方式交联的。其中采用过氧化物交联的,符号为PE-Xa,采用硅烷交联的,符号为PE-Xb。二者交联度不同,外观上显示透明度有差别,但用作地板采暖时都能满足要求。铝塑复合管是由内外两层塑料管与中间一层增强铝管组成的复合材料制成。例如由内外两层PE材料中间一层铝材复合制成的铝塑复合管,当其PE层经交联时,称为交联铝塑复合管。一般芯层都是经交联的,外层PE可以是交联的,也可不经交联,都可用于热水输送,但以内、外层均经交联的为优。一般塑料管材都有氧渗透的问题,铝塑复合管由于中间层铝管的存在,使其防止氧渗透的能力比其他塑料管材为优。其他管材也可以在生产工艺中增加阻氧层,以满足防止氧渗透的要求。(2)聚丁烯管是由聚丁烯塑料(PB)单体聚合而成,性能稳定,具有耐寒、耐热、耐压、耐老化等突出优点,是一种理想的地板采暖用管材。(3)无规共聚聚丙烯(PP-R)是由聚丙烯(PP)经聚合处理而成,在不同程度上存在着PE-X和PB管的优异性能,也是一种良好的地板采暖管材。管材应符合有关国家标准,在国家标准未制定前,企业标准可参考国际标准或国外先进标准,各类管材的等应变特性曲线和管材的一般物理力学性能,应符合有关规范的要求。加热管应根据耐用年限、使用条件等级、热媒温度和工作压力、系统水质要求、材料供应条件、施工技术条件和投资费用等要求优先在上述管材中进行选择。为了满足强度要求,不同外径水管的最小壁厚都是经过严格计算后确定的。换言之,水管壁厚不够或不均匀,就达不到使用要求,存在质量隐患。由于地板采暖是隐蔽工程,特别是现浇在结构中的,一般要求使用寿命50年以上,不合格的管材严格禁止使用。23\n在集中供热系统中,有时地暖系统会与使用散热器的供暖系统共用同一集中热源和同一水系统。由于传统供暖系统常用的钢制散热器等构件易腐蚀,因而对于水质有软化和除氧要求。而未经特殊处理的PB管、PE-X管和PP-R管都会有氧气渗入,会加快钢制设备器件的氧化腐蚀,此时宜选用铝塑复合管或有阻氧层的PB管、PE-X管和PP-R管。为了满足填充层内水管不设接头的要求,管材一般以盘管方式供货,每盘长度经常达200～300m。由于水系统设计环路长度不同,截下来的短管段就没有用了。如能根据设计环路长度要求供货,可以有效增加水管的利用率。当然,此时要求设计计算管路长度准确,所留余量适当。采暖管路在地面以上部分,要连接分、集水器等部件,需要使用连接件。为了连接紧密和防止锈蚀,连接件与螺纹连接部分配件的本体材料,一般应使用锻造黄铜。使用PP-R管作为加热管时,与PP-R管直接接触的连接件作表面应作镀镍处理。相关规范对管材的外观、内在质量要求以及连接件的外观、物理力学性能、螺纹要求等,都做了明确规定,选用时可以参照。在施工现场,管材和绝热板材应码放在平整的场地上,下设有一定高度的垫层,防止泥土和杂物进入管内。管材和绝热板材不宜露天存放,应储存在温度不超过40℃、通风良好和干净的仓库中,要防火、避光,距热源距离应大于1m。五、橡胶管橡胶管是用天然或人造生橡胶与填料(硫黄、炭黑和白土等)的混合物,经加热硫化后制成的挠性管子。橡胶管能耐多种酸碱液的腐蚀,但不耐硝酸、有机酸和石油产品的腐蚀,现已有耐油型橡胶管生产。根据结构的不同,橡胶管可以分为纯胶的小直径管、橡胶帆布挠性管和橡胶螺旋钢丝挠性管等数种。根据用途不同,可以分为抽吸管、压力管和蒸汽管等数种。抽吸管内径为25～357mm,长度为7～9m,试验压力为0.15～0.3MPa;压力管内径为13～152mm,长度7～20m,试验压力为0.3～24\n1.5MPa,其容许的工作温度在40℃以下;蒸汽管内径为13～76mm,长度为20m,试验压力为3MPa,其容许的工作温度在175℃以下。橡胶管常被用在需软连接的部位,例如:作为燃具与煤气管道的连接短管等。橡胶软管的规格及性能见表1-20。表1-20橡胶软管规格公称内径/mm8.0,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,80,100,项目160,200内胶层≥7.0拉伸强度/MPa外胶层≥10.0内胶层≥200断裂伸长率/%外胶层≥250工作温度/℃-40～60六、石墨管石墨可分为天然石墨和人造石墨两种。目前大多以人造石墨(如电极石墨)为主,石墨被采用适当的方法来填充孔隙,使其具有不透性,用不透性石墨制造的管子称为不透性石墨管。不透性石墨管按生产方法可分为:压型不透性石墨管和浸渍类不透性石墨管两种。不透性石墨管化学性质稳定,线膨胀系数小,导热性好,不污染介质,因而能耐酸碱腐蚀,耐温度急变,并能保证产品的纯度,所以在盐酸、硝酸、硫酸、制碱工业中得到广泛的应用。不透性石墨管的直径为20～250mm,壁厚为5～38.5mm,管长为1.5～4m,宜在压力低于0.3MPa及温度低于170℃的场合使用,其尺寸规格见表1-21。七、陶瓷管陶瓷管耐腐蚀性能好,用来输送工作压力≤0.2MPa、温度在150℃以下腐蚀性介质。其规格表1-22。25\n表1-21石墨管尺寸规格单位:mm公称直径内径外径长度每米长的表面积/m2质量DNDnDw规定长度最大长度内表面积外表面积/(kg/m)20002022323000100000.0690.100.854000300025253870000.0780.121.284000303042300060000.0940.1321.36150035365045000.1130.1571.903000200040405540000.1260.1732.254000200050506780000.1570.212.364000200065658540000.2050.2674.7140007575100250025000.2350.3146.90表1-22陶瓷管规格公称直径管端尺寸/mm壁厚直管长/mmDN/mmDaCl0D1D2S/mmLL1L2L32040707515300,502575103040758015300,50032801030408287150700,300,504090103040828715700,10000300,505010510355010010515100010000651251035501201251770080140104050135140171001601540601551651712519515506018019017300,5015021515506021522517010001752351550602402501720028020606027028020225305206060295305202503302060603203302030038520606037038020350435207060420430204004852070604704802026\n第五节复合管材复合管又称为衬里管,这种管材的管壁由两种不同的材料组成,管壁外层是强度较高的金属材料,管壁内层是耐腐蚀金属材料或非金属材料或者是无毒材料,二者经过特殊工艺,紧密地结合在一起,成为复合管。衬里材料很多,属于金属的有铅、铝及不锈钢等;属于非金属材料有搪瓷、玻璃、普通塑料、无毒塑料及橡胶等。衬里管可用于输送各种不同的腐蚀性介质,无毒材料衬里管可以用于输送生活饮水及室内供气和供热管道。衬里管的应用可大大节省贵金属,降低工程费用,所以已获得广泛应用。一、衬橡胶管衬橡胶管的基体一般为碳钢、铸铁,铸铁不应有砂眼、缩孔等#缺陷。衬层有硬橡胶(如2169*)、半硬橡胶(如1751)、软橡胶(如1976*)等。将衬层用胶黏剂粘合在钢管的内壁上,再加以硫化即成为衬胶管。衬胶管没有统一标准,一般按图样要求制造。二、衬玻璃管衬玻璃管不仅具有优良的耐腐蚀性、耐磨性、光洁性,并克服了玻璃的脆性,提高了机械强度和耐温急变性能,同时制造简单,使用方便,成本较低,有着广泛的发展前途。衬玻璃管按其生产工艺可分为吹制法衬玻璃管和膨胀法衬玻璃管两种。(1)吹制法衬玻璃管将涂上底釉的钢管加热到赤红(800～900℃)状态,再用人工或压缩空气吹制的方法衬上玻璃。(2)膨胀法衬玻璃管用电阻炉或中频透热控制设备将涂上底釉的钢管烧好,把玻璃管装入钢管内,再用电阻炉或中频透热设备加热,用压缩空气将玻璃衬上。膨胀法衬玻璃管目前只生产直管、套管,直管不许侧面带有小口。三、衬搪瓷管化工搪瓷管是由含硅量高的瓷釉通过900℃左右的高温煅烧,27\n使瓷釉密着于金属管表面而制成的。由于搪瓷层对金属的保护(瓷釉厚度一般为0.8～1.5mm),搪瓷具有优良的耐腐蚀性能和力学性能,并能防止某些介质与金属离子起作用而引起的污染,所以在石油、化工生产中,尤其是在医药、农药、合成纤维生产中得到广泛的应用。四、渗铝钢管在低碳钢管表面渗铝或热浸镀铝后,便成渗铝钢管,这样可大大提高钢材的耐热抗氧化性能和对某些介质的耐腐蚀性能。所以在化工生产中得到了广泛的应用。热浸镀铝是将经过表面处理的钢管浸入熔融的液铝中,保温一定时间,然后取出空冷,再经高温扩散退火而成。目前,可生产6～7m长的各种口径的渗铝钢管。渗铝钢管最小口径约在ꚼ18mm左右,因口径太小,内壁液铝在热浸后难以倒尽。五、衬铅钢管根据钢管的内径,并考虑铅板厚度及施衬时所需要的间隙,计算出铅板的展开宽度,然后按展开宽度下好料,将料板卷制成铅管,焊好缝,用刮刀刮平,其焊缝不能过高;将铅管仔细打圆,套入钢管内,即成为衬铅管。衬铅管主要应用于硫酸、磷酸、磷肥、化纤等工业衬铅管没有统一标准,一般按图样要求加工制作。六、塑料涂层钢管将各种耐腐蚀性的塑料以涂层的方法衬在钢管的表面,称为塑料涂层钢管。常用的涂层有聚三氟乙烯(P-3)、氯化聚氯乙烯等。随着石油化工的迅速发展,管路采用各种涂层来防腐将越来越广。目前,各化工厂和其他部门使用塑料涂层的管路品种繁多,尚没有统一的定型产品。七、衬塑铝管衬塑铝管又称为塑铝复合管,也叫铝塑复合管,这是一种新型产品。塑铝复合管的管材及管件外层为高强度、耐腐蚀的铝合金材料,内衬符合食品卫生标准的无毒塑料,二者经过特殊工艺结合,28\n其过程无任何化学制剂,管材符合绿色环保标准。这种管材内衬塑料,使管内壁光滑而不结垢,对流体不污染;外层为铝合金,外表华美而不生锈,并且能避免阳光对塑料的直接照射,防止塑料老化,同时具有金属管强度高的特点,并富有装饰效果。塑铝复合管的特点是强度高、耐腐蚀,无毒、耐温、阻燃、连接严密、质量轻,成为饮水、给水管的首选管材,也可作为室内供气、供热的管材,对于工作压力≤1.6MPa、工作温度在-20～95℃范围内低压流体输送都适用。塑铝复合管是镀锌钢管的换代产品,对保护人类健康具有特殊意义。塑铝复合管有专用连接管件,与管材相匹配。这种管材目前尚无统一标准。第六节常用管件在水、暖、燃气输送系统中,管路除直通部分外还要分支转弯和变换管径,因此就要有各种不同形式的管子配件与管子配合使用;尤其是小管径螺纹连接的管子,其配件种类较多。对于大管径的管子采用焊接法连接,配件种类就减少了很多。本节着重介绍用于螺纹连接的管子配件,如三通、弯头、大小头、活接头等。管子配件主要用可锻铸铁(俗称玛铁或韧性铸铁)或软钢制造而成。管件的材质要求密实坚固并有韧性,便于机械切削加工。管件也分黑铁与白铁两种;黑铁管件经镀锌处理后称为白铁管件。管件按照它们的用途,可分为以下几种(如图1-1所示):①管路延长连接用配件管箍、外丝(内接头);②管路分支连接用配件三通(丁字管)、四通(十字管);③管路转弯用配件90°弯头、45°弯头;④节点碰头连接用配件根母(六方内丝)、活接头(由任)、带螺纹法兰盘;⑤管子变径用配件补心(内外丝)、异径管箍(大小头);⑥管子堵口用配件丝堵、管堵头。29\n图1-1可锻铸铁螺纹管件在管路连接中,法兰盘既能用于钢管,也能用于铸铁管;可以螺纹连接,也可以焊接;既可以用于管子延长连接,也可作为节点碰头连接用,所以它是一个多用处的配件。管子配件的规格和所相应的管子是一致的,是以公称通径标称的。同一种配件有同径和异径之分,例如三通管分为同径和异径两种。同径管件规格的标志可以用一个数值表示,也可以用三个数值表示,如规格为25的同径三通可以写为⊥25或写为⊥25×25×25。异径管件的规格通常要用两个管径数值表示,前一个数表示大管径,后一个数表示小管径。如异径三通⊥25×15;异径大小头32×20。对各种管件的规格组合可按表1-23确定。30\n图1-2管件组对实例表1-23管子配件的规格排列表单位:mm同径管径异径管件15×1520×2020×1525×2525×1525×2032×3232×1532×2032×2540×4040×1540×2040×2540×3250×5050×1550×2050×2550×3250×4065×6565×1565×2065×2565×3265×4065×5080×8080×1580×2080×2580×3280×4080×5080×65100×100100×15100×20100×25100×32100×4010050100×65100×8031\n从表1-8中可知,公称直径15～100mm的管件中,同径管件共9种,异径管件组合规格共36种。管子配件的试压标准:可锻铸铁配件应承受公称压力为0.8MPa;软钢配件承压为1.6MPa。管子配件的内螺纹应端正整齐无断丝,壁厚均匀一致,外形规整;材质严密无砂眼。管件组对实例见图1-2。第七节板材、型材一、金属板材板材是钢材中的一大类型。主要分为以下几种:厚钢板、薄钢板、钢带等。1.金属厚钢板厚钢板的厚度一般为4.6～60mm。普通钢厚钢板以普通钢为原料热轧而成,多用于容器、桥梁、建筑结构、设备外壳及设备维修等。优质厚钢板主要有优质碳素结构钢厚板、不锈耐酸钢厚板等。优质碳素结构钢厚板是用优质碳素结构钢热轧而成;不锈耐酸钢厚板是分别用合金结构钢1Cr13、2Cr13等30多种钢热轧而成。复合钢厚钢板是由不同钢号的表面层钢板和心部钢板复合而成,厚钢板常用来制做管道或管道支架等。2.金属薄钢板薄钢板按钢的质量可以分为普通薄钢板和优质薄钢板,按是否镀锌分为普通钢薄板(亦称黑铁皮)和镀锌薄板(亦称白铁皮),按生产方法可分为热轧薄钢板和冷轧薄钢板。薄钢板常用来制作管道外装饰层等。3.钢带钢带按钢的质量分为优质和普通两类,按轧制方法分为热轧和冷轧两类。热轧钢板尺寸见表1-24,钢板重量见表1-25。钢带可用普通钢(即甲类钢、乙类钢),碳素结构钢;弹簧钢工具钢、不锈钢等钢种制造,大多成卷供应,广泛应用于制造焊缝钢管、弹簧、锯条、刀片、手表零件、电缆外壳等。32\n表1-24热轧钢板尺寸(GB/T8165—1997)钢板宽度/mm钢板厚度5006007107508008509009501000110012501400/mm钢板长度/mm100012001000100015001700150015000.35,0.40.45,0.51500150014201500200020001800190015000.55,0.620001800200018002000200020000.7,0.75200020001000120014201500150015001500150015000.8,0.918002000170018001900200015001420200020002000200020001000120010001000150015001000150015001.0,1.11.2,1.251500142014201500200017001500190020001.4,1.520002000200018002000180020001.6,1.820002000表1-25钢板理论质量表钢板厚度理论质量钢板厚度理论质量钢板厚度理论质量/mm/(kg/m2)/mm/(kg/m2)/mm/(kg/m2)0.100.7850.755.8882.015.700.201.570.806.282.519.630.302.3550.907.0653.023.550.352.7481.007.853.527.480.403.141.108.6354.031.40.453.5331.209.424.535.330.503.9251.259.8135.039.250.554.3181.4010.995.543.180.604.711.5011.786.047.100.705.4951.8014.137.054.95二、型钢在供热通风及燃气工程中,型钢主要用于设备框架、风管法兰盘、加固圈以及管路的支架、吊架、托架等。常用型钢种类有:扁钢、角钢、圆钢、槽钢和H型钢等。33\n扁钢及角钢用于制作风管法兰及加固圈。扁钢的规格是以宽度×厚度表示,如20mm×4mm扁钢;角钢分为等边角钢和非等边角钢,风管法兰及管路支架多采用等边角钢,它的规格是以边宽×厚度表示,如40mm×40mm×4mm角钢。角钢及扁钢规格见表1-26、表1-27。表1-26等边角钢规格和质量尺寸/mm理论质量尺寸/mm理论质量/(kg/m2)/(kg/m2)边宽厚边宽厚30.88932.6242041.14543.4465631.12454.2512541.45966.56831.37343.9073041.78654.8226331.65665.7213642.16387.46952.65444.37231.85255.3974042.4227066.40652.97677.39832.08888.37342.73655.8184553.36966.90563.9857577.97632.33289.03043.0591011.8095053.77056.2118064.46589.658注:1.本表摘自GB987—1998。2.通常长度:边宽20～40mm,长3～9m。边宽45～80mm,长4～12m。槽钢主要用于箱体,柜体的结构及风机等设备的机座,槽钢的规格见表1-28。圆钢主要用于吊架拉杆、管道支架卡环以及散热器托钩,其规格见表1-29。H型钢用于大型袋式除尘器的支架。其他型钢,本专业安装工程中应用不多,这里就不一一列举了。34\n表1-27扁钢规格和质量表理论质量/(kg/m)10121416182022252830323640455056600.20.20.30.30.40.40.50.50.60.70.70.80.91.01.11.31.43483827296155468210.30.30.40.50.50.60.60.70.80.91.01.11.21.41.51.71.84184073998413617680.30.40.50.60.70.70.80.91.11.11.21.41.51.71.92.22.35975319680851736060.40.50.60.70.80.91.01.11.31.41.51.61.82.12.32.62.86776554482109826430.50.60.70.80.91.11.21.31.51.61.71.92.22.42.93.03.37567890174567075800.60.70.81.01.11.21.31.51.71.82.02.22.52.83.13.53.7835803687681613427———1.11.21.41.51.71.92.12.22.52.83.13.53.94.29———57157826138354———1.21.41.51.71.92.22.32.52.83.13.53.94.34.710———61736064243391注:1.本表摘自GB/T707—1998。2.扁钢通常长度为3～9m。表1-28槽钢规格表尺寸/mm理论质量型号备注hbD/(kg/m)550374.55.446.363404.86.638804358.0410100485.31012.6126535.512.3714a14058614.5314b14060816.7316a160636.517.2316b160658.519.7418a18068720.1718b18070922.9920a20073722.6320b20075925.77注:本表摘自GB707—1998。35\n表1-29圆钢重量表直径允许偏差理论质量直径允许偏差理论质量/mm/mm/(kg/m)/mm/mm/(kg/m)50.15420±0.42.4760.222222.9880.395253.85±0.5100.617284.83±0.4120.888326.31141.21367.99161.5838±0.68.90182.00409.87注:1.本表摘自GB702—1986。2.扎制的圆钢有盘条和直条两种,一般直径5～12mm为盘条。直条长度:直径≤25mm,长4～10mm;直径≥26mm,长3～9mm。36\n第二章管材的连接管道连接是按照设计图纸的要求,将管子连接成一个严密的整体,以达到使用的目的。管道材质的不同,其连接方法不同;管道的用途不同,其连接方法也不同。管道的连接方法主要有:螺纹连接、法兰连接、焊接连接、承插连接、卡套连接等。第一节螺纹连接螺纹连接也称丝扣连接。通过管道的外螺纹与管件的内螺纹把管道与管道、管道与管件、管道与阀门连接起来。螺纹连接适用于低压流体输送用焊接钢管,硬聚氯乙烯塑料管道等。一、管螺纹管螺纹有圆锥形管螺纹和圆柱形管螺纹。管道连接多采用圆锥形外螺纹。阀门、通丝管箍、螺母等连接多采用圆柱形螺纹。如图2-1(a)所示为圆锥形管螺纹连接,图2-1(b)为锥形管螺纹的外形。图中L1为螺纹工作长度,L2为管端距基面的长度(基面是指在该处圆锥管螺纹的各部位直径与同一规格的圆柱形管螺纹的各部位直径相符处的断面),L3为螺纹尾的长度。锥形管螺纹的倾角为φ=1°47′24″,齿形角θ=55°,圆锥度为2tgφ=1∶16。图2-155°英制锥管螺纹37\n圆柱形管螺纹的各部分尺寸与圆锥形管螺纹一致,直径与圆锥形管螺纹基面直径相等。二、管螺纹的连接管螺纹的连接是用管子的外螺纹与管件的内螺纹连接,中间充塞填料,使之严密地旋合在一起,并便于拆卸。管螺纹的连接方式有三种:圆柱形接圆柱形管螺纹,圆柱形接圆锥形管螺纹,圆锥形接圆锥形螺纹。其中后两种连接方式可以使螺纹越旋越紧,是常用的连接方式。管螺纹连接时,应在管子的外螺纹与管件或阀件的内螺纹之间加上适当的填料,填料的作用有两个:一是密封;二是养护管口,便于维护检修时拆卸。管子在输送冷、热水、压缩空气时,常用油麻和白厚漆(俗称铅油、麻丝)作填料。先将麻丝理成薄而均匀的纤维,然后把白厚漆均匀地涂在管螺纹上,再将麻丝从螺纹的第二扣开始沿螺图2-2缠绕方向1—管螺纹;2—麻丝或生料带纹方向(顺时针方向)进行缠绕,如图2-2所示。缠好后,用手拧入2～3扣为宜,再用管钳将管件拧紧(用管钳拧入3～4扣),拧紧后的管口应留有2～3扣丝,随后,应将裸露的外丝作防腐处理。见图2-3。图2-3几种螺纹连接用管钳上管件时,可利用台钳夹住带短丝的管段,用管钳中部或后部咬紧管件或阀门有时咬紧带螺纹的管子),同时,一只手(左手)扶稳管钳头部,以防钳口打滑、歪倒,用另一只手(右手)38\n压钳把。操作时,扳转钳把要稳妥,用力要渐渐用力,不可用力过猛,也不可用全身之力加于管钳,以防管钳打滑或钳牙脱落打滑伤人,特别是双手用力时(没有一只手按压在钳头上),更应注意避免发生上述情况。当管子用来输送燃气时,不能用麻丝作填料,而只能用白厚漆或聚四氟乙烯生料带。聚四氟乙烯生料带是用聚四氟乙烯树脂与一定量的助剂相混合辗制成厚度为0.1mm,宽度不大于30mm,长度为1～5m的薄膜带,因为不经过热聚合过程,所以叫做生料带。聚四氟乙烯生料带具有优良的耐化学腐蚀性,对于浓酸、浓碱及强氧化剂,即使在高温下也不发生化学反应,它的热稳定性好,耐工作温度较高,可在250℃下长期工作,可用在工作温度为-180～250℃的各类管路中。当输送的蒸汽温度较高时,也可只用厚白漆作填料,也可用厚白漆与石棉纤维作填料。制冷管道、氧气管道、石油管道采用螺纹连接时,应采用聚四氟乙烯生料带,或者用黄粉(一氧化铅)调以甘油成糊状,涂于管螺纹后,要立即上管件,并须一次拧紧,不得再松动。黄粉与甘油的调和物要随调随用。若时间长了(超过10min),即硬化报废。1.短丝连接现以图2-4所示的管段为例简述螺纹连接的操作步骤。(1)预套短丝,根据管段测量尺寸,分别按要求套制出管段1、管段3短管上的螺纹。图2-4管道中间处安阀门(2)将带螺纹的管段1固定1、3—管子;2—螺纹阀门在台钳上,螺纹端离台钳100～150mm,并缠好密封填料(涂铅油缠麻丝、缠聚四氟乙烯生料带均可)。(3)用手将阀门旋在带螺纹管纹的管段上,用手拧进2～3扣丝为宜,拧阀门时按顺时针拧入,再用管钳把阀门拧紧。(4)将带螺纹的管段3缠好密封填料,按顺时针方向用手将管39\n段3拧入已连接好的阀门。(5)一人首先用管钳夹住已拧紧的阀门的一端,另一人用管钳拧所需拧紧的管段,前者要保持阀门始终位置不变,因而用力方向为逆时针,后者按顺时针方向慢慢旋紧管段,如图2-5所示。2.长丝连接长丝用作管道的活连接部图2-5上完阀门后再上管段的实际操作件代替活接头,具有成本低、1—台架;2—管段;3—管子台虎钳;4—阀门;5、6—管钳;7—管段省工时等优点。长丝由一头是短丝而另一端为长丝的管子和一个相应规格的根母组成,这种连接在散热器支管与立管连接处最为常见。长丝连接如图2-6所示。图2-6长丝连接1—短丝;2—锁紧螺母;3—长丝;4—散热器;5—补心;6—填料;7—锁紧螺母锁紧方向和石棉绳缠绕方向安装前,应预先将锁紧螺母拧到长丝的底部,将长丝全部拧入散热器内,不要缠填料,然后往回倒扣,在倒扣的同时,使管子的另一端的短丝按短丝连接方法拧入管箍中,最后拧转长丝上面的锁紧螺母,使锁紧螺母靠近散热器。当锁紧螺母与散热器有3～5mm间隙时,在间隙中缠以适量的麻丝或石棉绳,缠绕方向要与锁紧螺母旋紧的方向相同,以防填料松脱,再用合适的扳手拧转锁紧螺40\n母,并压紧填料。拆长丝时,操作顺序与安装的顺序相反,即先拧锁紧螺母退至底部,去除填料,把长丝拧入散热器直至短丝的一端与管箍离开,最后把长丝从散热器内全部退出。3.活接头连接活接头由三个单件组成,即公口、母口和套母,如图2-7所示。图2-7活接头连接1—套母;2—公口;3—母口;4—垫片公口为一头带插嘴与母口承嘴相配,一头挂内螺纹与管子外螺纹短丝连接。母口为一头带承嘴与公口插嘴相配,一头挂内螺纹也与管子外螺纹短丝连接。套母其外表面呈六角形,内表面有内螺纹,内螺纹与母口上的外螺纹配合。如果活接头安装在阀门附近,当阀门损坏需要更换时,从活接处拆开很方便。如果阀门附近未安装活接头,拆换阀门时必须从管子的尽头拆起,直拆到阀门,这样费时费力。活接头的公口和母口应分别与管端的短丝连接,其方法是先将套母放在公口一端,并使套母挂内螺纹的一面向着母口,分别将公口、母口与管子短丝连接好,其方法同短丝连接方法一样。在锁紧螺母前,在公口处加上垫片(常见的石棉纸板垫片和橡胶板垫片,也可在施工现场用麻丝编织),垫片的内外径应与插口相符,然后将公口和母口对平对正,再用套母连接公口和母口。如果公口、母口不对平找正,容易使活接头滑扣而造成渗漏。41\n4.锁母连接锁母连接也是管道连接中的一种活接形式,它的形状一端挂内螺纹,另一端有一个与管外径相同的孔,外观是一个六边形,如图2-8所图2-8锁母连接示。连接时,先使锁母有小1、3—锁母;2—石棉绳缠绕方向;4—石棉绳孔的一头把小管穿进去,然后把小管端插入要连接带外螺纹的管件或控制件内,再在连接处加好石棉绳或胶皮圈填料,最后用扳手将锁母锁紧在连接件上即可。第二节法兰连接法兰连接就是把固定在两个管口上的一对法兰,中间放入垫片,然后用螺栓拉紧使其接合起来的一种可拆卸的接头,主要用于管子与带法兰的配件或设备的连接处,以及管子需要拆卸检修的场所。法兰连接的优点是拆卸方便、强度高、密封性能好。法兰连接的一般规定如下。一、安装前的检查(1)法兰的加工各部尺寸应符合标准或设计要求。法兰表面应光滑,不得有砂眼、裂纹、斑点、毛刺等降低法兰强度和连接可靠性的缺陷。(2)检查法兰垫片材质尺寸是否符合标准或设计要求。软垫片质地柔韧,无老化、变质现象,表面不应有折损、皱纹等缺陷;金属垫片的加工尺寸、精度、粗糙度及硬度等都应符合要求,表面无裂纹、毛刺、凹槽、径向划痕及锈斑等缺陷。(3)法兰垫片需现场加工时,不管是采用手工剪制还是采用切割,垫片材质应符合设计要求和质量标准,垫片应制成手柄式,以便于安装。(4)螺栓及螺母的螺纹应完整,无伤痕、毛刺等缺陷,螺栓、螺母应配合良好,无松动和卡涩现象。42\n二、法兰安装要求(1)法兰与管子组装应用图2-9所示的工具和方法对管子端面进行检查,切口端面倾斜偏差Δ不应大于管外径的1%,且不得超过3mm。(2)法兰与管子组装时,要用法兰角尺检查法兰的垂直度,如图2-10所示。法兰连接的平行偏差,当无明确规定时,不应大于法兰外径的1.5%,且不大于2mm。图2-9管子切口端面倾斜偏差图2-10法兰角尺检查法兰垂直度(3)法兰与法兰对接连接时,密封面应保持平行,法兰密封面的平行度及平行度允许偏差值见表2-1。表2-1法兰密封面平行度偏差及偏差允许值法兰公称直径在下列公称压力下的允许偏差(C-C1的数值)/mmDN/mmPN<1.6MPa1.6≤PN≤6.0MPaPN>6.0MPa≤1000.20.100.05>1000.30.150.06(4)为了便于装拆法兰,紧固螺栓,法兰平面距支架和墙面的距离不应小于200mm。(5)工作温度高于100℃的管道,螺栓应涂一层石墨粉和机油43\n的调合物,以便日后拆卸。(6)拧螺栓时应对称交叉进行,如图2-11所示,以保障垫片各处受力均匀,拧紧后的螺栓与螺母宜齐平。图2-11螺栓扳紧步骤(7)法兰不得埋入地下,埋地管道或不通行地沟管道的法兰应设置检查井,法兰也不能装在楼板、墙壁和套管内。三、焊接法兰操作步骤1.在管端焊接法法兰盘:当管道的工作压力在0.25～1.0MPa时,采用普通焊接法兰;工作压力在1.6～2.5MPa时,采用加强焊接法兰。普通焊接法兰和加强焊接法兰,如图2-12所示。加强焊接法兰与普通焊接法兰图2-12焊接法兰不同处是,前者法兰端面靠管孔周边开坡口焊接。正确地焊接法兰和保证法兰与管端面的焊接要求,对于管道连接至关重要。焊接法兰时,必须使管子与法兰端面垂直,可用法兰靠尺检查其垂直度,无法兰靠尺可用90°角尺代替。在焊法兰的连接面时,焊肉不得突出,飞溅在表面上的焊渣或形成的焊瘤应铲除干净,管口不得与法兰连接面平齐,应凹进44\n1.3～1.5倍管壁厚度。如果两个管口用法兰连接时,可以先焊好一个管口的法兰盘,另一个管口可套上法兰盘,将两法兰安装就位,对准螺栓孔再焊接,焊接的两个法兰盘连接面应平正且互相平行。2.两个法兰连接两个管口的法兰焊接和对正完成后,即可加垫、穿螺栓,拧紧螺栓和螺母。选择法兰垫片时,垫料和垫片的尺寸应选用合适。介质是冷水时,一般选用橡胶垫片;热介质应选用耐热橡胶垫片或石棉橡胶垫片;介质为蒸汽时,应采用石棉橡胶垫片,温度较高,压力较高时应用金属石棉缠绕式垫片或金属垫片。垫片有成品垫片,也可现场制作,为了便于安装定位,现场制作的垫片应有“手柄”,如图2-13所示。制作的垫片内径不应小于管子内径,外径应不妨碍螺栓穿过法兰螺栓孔。图2-13手柄法兰垫片用石棉板制垫时,因石棉怕水浸泡,因此应将制好的石棉垫片放在机油中浸泡,然后晾干,安装时用机油和铝粉调成的粥状物,涂抹在垫片的两面。穿螺栓前,应选择好螺栓、螺母。一般说来螺栓不能过细、过短或过长。过细影响法兰的连接强度;过短达不到连接的要求;过长会导致露出法兰盘外过长,一则影响美观,二则易造成损失,三则浪费材料,四则不便安装和检修。紧固后的螺栓与螺母宜齐平。穿螺栓时,应预穿几根,将垫片插入两法兰之间,再穿余下的45\n螺栓,垫片调正后,即可用扳手紧固。紧螺栓应按图2-11的螺栓扳紧步骤进行。法兰螺栓的螺母需加钢垫圈。在拧紧螺母时,螺栓不要转动,如转动,则需再用一把扳手固定螺栓,然后拧紧螺母。四、管道螺纹法兰连接管道螺纹法兰连接与管道焊接法兰连接不同之处是,管口端先套成短螺纹,再按短丝连接方法把管端螺纹与螺纹法兰连接起来。使管端螺纹与法兰螺纹连接一起,最简便的方法有两种。第一种方法把带短丝的管子固定在管子台虎钳上,管端螺纹伸出管子台虎钳100mm左右,将管端螺纹缠上填料后,用手把螺纹法兰与管子带上扣,最后用与法兰外径相适应的管钳夹住法兰,图2-14管钳上法兰1—管钳;2—法兰;3—管端按顺时针方向拧紧,如图2-14所示。这种方法适用于上直径较小的法兰。第二种方法在上直径较大的法兰,找不到合适的管钳时,同第一种方法一样,先将螺纹法兰与管子带上扣,然后用两根强图2-15铁棍上法兰度较大、外径稍小于螺孔的铁棍,1—铁棍;2—法兰;3—法兰螺栓孔;插入法兰螺孔内,再用一根较粗4—管端;5—螺栓孔铁棍的铁棍交错上两根铁棍,并靠近法兰平面,按顺时针方向把螺纹法兰上紧,如图2-15所示。46\n第三节承插连接一、承插连接的适用范围与性能特点管道工程中带承插接头的铸铁管、混凝土管、陶瓷管、塑料管等需要承插连接,主要用于给水、排水、化工、城市煤气等工程中。承插连接分刚性承插连接和柔性承插连接两种。刚性承插连接是用管道的插口插入管道的承口内,对正后,先用嵌缝材料嵌缝,然后用密封材料密封,使之成为一个牢固的封闭的管道接头。柔性承插连接接头在管道承插口的止封口上放入富有弹性的橡胶圈,然后施力将管子插端插入,形成一个能适应一定范围内的位移和振动的封闭管接头。承插连接无论是刚性连接还是柔性连接,其基本要求是:(1)严密性,要保证接口不渗漏;(2)持久性,要保持较长时间的坚固和稳定;(3)具有一定的柔性,以适应管道一定量的位移和振动。承插连接常用的填料有:油麻、胶圈、水泥、石棉水泥、石膏、青铅等,通常把油麻、胶圈等称为嵌缝材料,水泥、石棉水泥、石膏、青铅等称为密封材料。嵌缝材料的作用是:(1)固定承插口之间的间隙,使承插口各处的间隙相等,调整管线;(2)防止密封材料塞入管道;(3)防止介质渗漏。密封材料的作用是:(1)支撑、固定嵌缝材料,防止嵌缝材料滑动、脱落、松散而失去其防渗性能;(2)密封嵌缝材料,防止嵌缝材料与空气接触而加速老化。目前,刚性承插接口因其材料和方法各异,方法较多。表2-2列举几种刚性承压承插接口的优缺点及适用条件供参考,随着科学47\n技术的发展,新的阻水性材料和膨胀材料会不断出现,接口方法越来越多。表2-2几种接口的优缺点及条件接口材料优缺点适用条件1.抗弯、抗振性能好1.穿越铁路、公路及其2.养护容易,施工完后即可运行青铅接口他振动较大的地方3.接口严密性好2.抢修工程4.造价高,施工难度大1.有一定的耐振性能及抗轻微弯曲1.应用比较广泛,一般油麻、石棉水泥接口2.造价低地基均可采用3.打口劳动强度大,操作较麻烦2.振动不大的地方4.养护要求高1.快硬早强,造价低2.操作简单1.同石棉水泥接口自应力水泥砂浆3.刚性及耐振性能较差2.遭有土质松软基础较接口4.抗碱性能较差差地区最好不用5.操作时对手上皮肤有刺激1.操作简便,工效高1.同石棉水泥2.材料来源广,成本低2.气温低于5t或管内水石膏水泥接口3.抗弯、抗振性能差迎向接口流动时,不能使用4.操作时对人体皮肤有刺激此接口1.操作简单,工效高地基、土壤条件较差,易银粉水泥接口2.成本比石棉水泥降低45%发生振动处3.可以承受较高的水压1.操作简便,工效高楔形橡胶圈抗振地基条件较差,易振动的2.弹性接口,抗振、抗弯性能好接口地方3.接口材料要求严,造价比较高二、嵌缝材料的施工目前管道承插接口的主要嵌缝材料是油麻和胶圈,一般的操作方法如下。1.油麻嵌缝施工油麻是用线麻在5%的3号或4号石油沥青和95%的2号汽油的混合液中浸透,然后再在阴凉通风处凉干,油麻的作用是在承插48\n口内防止粉状接口材料漏入管腔内,并使得承口和插口的缝隙均匀,以及在外侧填料受到破坏对管内水起到挡水作用,因此,打麻丝是接口的一项很重要的工作。施工时先将油麻拧成使承插口间隙为1.5倍,比管子外圆周长长10～15cm的结实麻绳股,然后将麻塞进间隙,再用盘凿依次打实,填充深度若为灰接口,则为深度的1/2,当锤击发出金属声且盘凿被弹回时,表明麻股被打实,打麻时要注意打麻深度要保持一致,又不能把麻股打断。2.胶圈嵌缝施工选用胶圈为嵌缝材料时,橡胶圈的内环直径为管插口外径的0.85～0.9倍,DN≤300mm时为0.85倍,DN>300mm时为0.9倍,胶圈嵌缝作业可采用如下两种办法。(1)胶圈推进器法。首先在插口端位临时安一卡环,把胶圈套在插口卡环的外部(管的最端部),用顶挤或牵引将管子慢慢插入承口,胶圈随着管子插口徐徐滚进承口内,到预定位置时停止,然后拆除卡环。(2)填塞锤击法。先把橡胶圈套入铸铁管插口,对准承口将管子插入承口,同时胶圈也进至承口,然后用盘根凿均匀地打至插口凸台(无凸台时,把橡胶圈填塞至距插口边缘10～20mm处为宜,以防胶圈填塞过头而进入管内)。若采用青铅接口,在填塞胶圈后必须再打油麻1～2圈。三、密封填料的施工用密封填料进行施工的接口,一般称为刚性接头,常用的接口有青铅接口、石棉水泥接口、石膏氯化钙水泥接口、自应力水泥接口、石膏水泥接口、银粉水泥接口、沥青玛碲脂接口、水泥砂浆接口。这里只介绍铸铁管常用的青铅接口。青铅密封填料接口,不需要养护,施工后即可投入运行,发现渗漏也不必剔除,只需补打数道即可。但铅是有色金属,造价高,操作难度大,只有在紧急抢修或振动大的场所使用。铅宜用6号铅Ph6,纯度在90%以上。49\n灌铅操作时常用的工具有化铅炉、大小铅锅、化铅勺、吹风机、布卡箍或三角带卡箍等。熔铅时,铅锅支承应稳固,四周应采取安全措施,投入铅锅的铅块要切成小块,绝对不应附有水分。铅熔化后,要随时掌握熔铅的火候,拨开表面浮渣,当铅呈紫红色时,说明温度适当,也可用干燥铁棍插入铅液内随即快速提出,如铁棍上无附着铅液为适宜温度。灌铅的管口必须干燥、干净,无其他杂质。施工时,承口应先填塞油麻,如果用橡胶圈作填料,应在胶圈填塞后,再打1～2圈油麻,以免熔铅烧坏橡胶圈。然后将卡箍套贴在承口边缘处(开口向上),卡紧,卡箍内壁斜面与管壁连接缝部分用稀黄泥抹好堵严,再用黄泥将卡子口围好,即可灌铅。铅凝固后1～5min,取下卡箍打铅。打时铅应由下至上,先用较薄灰凿打1遍,再用较厚灰凿重复打3遍,第一遍紧贴插口,第二遍紧贴承口,第三遍从缝正中打,打一凿移动半凿,直至铅口表面平、齐、实为止。在化铅和灌铅过程中,操作人员应配戴石棉手套、防护面罩或眼镜,灌铅时应慢慢灌入,以排除接口内的空气。第四节焊接连接焊接连接是管道工程中最主要而且应用最广泛的连接方法。焊接连接的优点是:接头强度高,牢固耐久;接头严密性高,不易渗漏;不需要接头配件,造价相对较低;工作性能安全可靠,不需要经常维护检修。焊接的缺点是:接口是固定接口,不可分离,拆卸时必须把管子切断,接口操作工艺要求较高,需受过专门培训的焊工配合施工。一、管子焊接的对口要求管道在焊接前应进行全面的清理检查:将管子的焊端坡口面内外20mm左右范围内的铁锈、泥土、油脂等污物清除干净,管子断面不圆的要整圆。管子对口时,应在距接口中心200mm处测量平直度。当管子公称直径小于100mm时,允许偏差为1mm,当管50\n子公称直径大于或等于100mm时,允许偏差为2mm,但全长偏差不超过10mm。对口间隙应符合要求,除设计规定的冷拉焊口外,对口不得用强力对正,以免引起附加应力,连接两闭合管段的对接焊口,如间隙过大,不允许用加热管子的方法来缩小间隙,也不允许加偏垫或多层垫等方法来消除接口端面的空隙偏差、错口或不同心等缺陷。由于电焊焊缝的强度比气焊焊缝强度高,并且比较经济,因此,应优先采用电焊焊接,只有公称直径DN≤50mm,壁厚小于3.5mm的管子才用气焊焊接,但有时因施工条件的限制,不能采用电焊施焊的地方,也可用气焊焊接DN>50mm的管子。对接焊接的管子端面应当与管子轴心线垂直,偏差不大于1.5mm。管壁较厚的管子对焊,管端应采用V型坡口,直径较小的管子可用手工锉削坡口;直径较大的管子,一般用坡口机或氧-乙炔焰气割坡口,气割后应将氧化铁渣清除干净。对口时应多转动几次管子,使错口值减小和间隙均匀,为使管子对正和保持需要的间隙,小口径管道可用图2-16所示的两种对口工具进行对口,大口径管道可用图2-17所示方法进行对口。在对口的两根管子外表面如有高、低现象———即形成局部错口,可用图2-16小口径管道对口工具51\n图2-17大口径管道对口方法氧-乙炔焰对高出表面的管子进行加热。并用锤子对加热部分敲打,直至同另一对口管的表面相平。管子对好口后,要用点焊固定,点焊用的焊条和焊工的技术水平应当与正式焊接相同。管子焊接时应垫牢,不得搬动,不得将管子悬空或处于外力作用下施焊。焊接过程中,管内不得有穿堂风,凡是可以转动的管子都应采用转动焊接,尽量减少固定焊口,以减少仰焊,这样可以提高焊接速度和保证焊接质量。多层焊缝的焊接起点和终点应互相错开,焊缝焊接完毕,应自然缓慢冷却,不得用水骤冷。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150mm时,不应小于管外径。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。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。不宜在管道焊缝及其边缘上开孔;卷管的纵向焊缝应置于易检修的位置,且不宜在底部。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100mm。加固环距管子的环焊缝不应小于50mm。管道穿墙和楼板时均应加钢套管,但管道的焊缝不得置于套管内。在气焊时,管壁厚度大于3mm的管子采用V型坡口,焊接端应开30°～40°的坡口,在靠管壁内表面的垂直边缘上留1～1.5mm52\n的钝边。对口时,两焊接管端之间应留出1～2mm的间隙,管壁厚度不大于3mm的管子采用Ⅰ型坡口,对口间隙仍为1～2mm。二、焊接的一般规定凡参加工业管道焊接的焊工,应按《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236—1998)的有关规定进行考试,并应取得施焊范围的合格资格。焊前,焊工必须详细了解焊接材料的性能和焊接工艺,阅读有关文件、图纸及工艺要求。管子焊完后,焊缝应整齐美观,并应有规整的加强面,加强面的标准见表2-3。表2-3管道焊缝的加强面标准单位:mm管壁厚度S<1010～20>20加强面高度C1.5+12+13+1遮盖宽度e1～22～32～3要用电弧进行多层焊时,焊缝内堆焊的各层,其引弧和息弧的地方应彼此错开,不得重合;焊缝的第一层应是凹面,并保证把焊缝根部全部焊透,中间各层要把两焊接管的边缘全部结合好,最后一层应把焊缝全部填满,并保证平缓过渡到母材。每道焊缝均应焊透,且不得有裂纹、夹渣、气孔、砂眼等缺陷,若焊缝出现缺陷,应按表2-4的方法进行修补。表2-4管道焊接缺陷及修理方法序号缺陷种类允许程度修整方法焊缝加强部分如不足应1焊缝尺寸不符合标准不允许补焊,如过高、过宽则作修整2焊瘤严重的不允许铲除深度大于0.5mm,连续3咬肉清理后补焊长度大于25mm不允许焊缝及热影响区表面有4不允许将焊口铲掉重焊裂纹5焊缝表面弧坑、夹渣气坑不允许铲除缺陷后补焊6管子中心线错开或弯折超过规定不允许修整53\n为了降低或消除焊接接头的残余应力,防止产生裂纹,改善焊缝和热影响区的金属组织与性能,应根据材料的淬硬性、焊件厚度及使用条件等综合考虑进行焊前预热和焊后热处理。要求焊前预热的焊件,其层间温度应在规定的预热温度范围内。当焊件温度低于0℃时,所有钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。对有应力腐蚀的焊缝,应进行焊后热处理。非奥氏体异种钢焊接时,应按焊接性较差的一侧钢材选定焊前预热和焊后热处理温度,但焊后热处理温度不应超过另一侧钢材的临界点Ac1。调质钢焊缝的焊后热处理,应低于其回火温度。焊前预热的加热范围,应以焊缝中心为基准,每侧不应小于焊缝宽度的3倍:加热带以外部分应进行保温。焊前预热及焊后热处理的过程中,焊件的内外壁温度应均匀。焊前预热及焊后热处理时,应测量和记录其温度,测温点的部位和数量应合理,测温仪表经计量检定合格。对容易产生焊接延迟裂纹的钢材,焊后应及时进行焊后热处理;当不能进行焊后热处理时,应在焊后立即均匀加热至200～300℃,并进行保温缓冷,其加热范围与焊后热处理要求相同。焊前预热及焊后热处理温度应符合设计或焊接作业指导书的规定。当无规定时,常用管材焊接的焊前预热及焊后热处理温度宜符合表2-5的规定;设备、容器焊接前的预热及焊后热处理温度应符合现行国家标准《钢制压力容器》的有关规定。当采用钨极氩弧焊打底时,焊前预热温度可按表2-5规定的下限温度低50℃。在恶劣气候条件下(指刮风、下雨、下雪)焊接时,焊接部位必须有相应的遮护条件。对用一般常用的碳素钢管,在低温气候条件下焊接时,管材的预热可按表2-6的规定执行。54\n表2-5常用管材焊前预热及焊后热处理工艺条件焊前预热焊后热处理钢种厚度δ/mm温度/℃厚度δ/mm温度/℃C≥26100～200>30600～650C-MnMn-V560～590≥15150～200>20C-0.5Mo600～6500.5Cr-0.5Mo650～7001Cr-0.5Mo≥10150～250>101Cr-0.5Mo-V1.5Cr-1Mo-V200～300>6700～7502.25Cr-1Mo5Cr-1Mo≥69Cr-1Mo2Cr-0.5Mo-WV250～350任意厚度750～7803Cr-1Mo-Vti12Cr-1Mo-V表2-6管低温焊接环境温度与预热温度允许焊接的最低预热要求钢号环境温度/℃常温焊接低温焊接含碳量≤0.2%的环境温度高于环境温度低于-20℃-30碳钢-20℃时可不预热时,预热100～150℃0.2%<含碳量<环境温度高于环境温度低于-10℃-200.3%的碳钢-10℃时可不预热时,预热100～150℃环境温度低于0℃时,16Mn-100℃以上可不预热预热150～200℃16Mo预热100～200℃环境温度低于0℃时,12CrMo-10200～250℃预热250～400℃15CrMo250～300℃Cr5Mo0预热300～400℃55\n25(1)温度升至400℃以上时,加热速率不应大于205×℃/δh,且不得大于330℃/h(δ—壁厚,mm)。(2)焊后热处理的恒温时间应为每25mm壁厚恒温1h,且不得少于15min,在恒温期间,最高与最低温差应低于65℃。25(3)恒温后的冷却速率不应大于60×℃/h,且不得大于δ260℃/h,400℃以下可自然冷却(δ—壁厚,mm)。热处理后进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理。第五节热熔连接和粘接一、热熔连接热熔连接是采用带有发热元件的管件,当管子与管件承插连接或对接焊时,采用专用配套的热熔工具,将管件与管接头处材质加热熔化后,使其紧密地结合在一起,所以热熔连接也称为热熔对焊连接或热熔承插焊连接,其实质是熔化管接头处材质使其结合。1.热熔连接的管件及机具(1)热熔连接时管材及管件均应采用同一种材质的配套产品才可进行热熔连接,与金属管道连接时必须使用带金属嵌件的管件,并且不允许在管材及管件上套螺纹。(2)热熔连接必须使用专门配套的热熔机具,以确保熔接质量。2.管材及管件热熔长度及加热时间各种管材及管件热熔长度及加热时间应符合表2-7规定。3.熔接的质量要求热熔连接的结合面应有一均匀的熔接圈,不得出现局部熔瘤或熔接圈凸凹不平现象。熔接最后一个接口1h后方可进行压缩强度和气密性试验。56\n表2-7热熔连接的技术条件管外径/mm熔接长度/mm加热时间/min插接时间/min2014542515743216.5864018126502018663242487530301090363813110424818二、粘接连接粘接连接是在需要连接的两管端接合处,涂以合适的胶黏剂,使其依靠胶黏剂的黏合力牢固而紧密的结合在一起的连接方法。粘接连接,施工方便,成本低,密封性能好,在管道工程施工中逐步推广应用,目前在非金属管道连接中应用较多,例如塑料管、玻璃钢管大都采用粘接连接,尤其是塑料排水管一般都采用粘接连接。1.胶黏剂胶黏剂是一种具有粘合能力的物质,可以将塑料、玻璃、橡胶等紧密地接合在一起。粘接剂选用一般按照管材的种类及输送介质的性质和运行环境综合考虑。2.粘接工艺粘接工艺包括胶黏剂的选用、保管、涂抹、固化及选择合适的施工环境等。胶黏剂为易燃品,保管和使用时应远离火源,放置在温度较低的库房内,并与光源和热源隔离;不同的胶黏剂应分别存放。溶剂性胶黏剂不宜存放时间过长。现场配制的胶黏剂时,应先少量配制,经试验合格后再批量配制。57\n粘接连接应在0℃以上的环境下进行。冬季操作时应有防冻措施,保证接口粘接后有良好的固化条件。涂抹胶黏剂的工具一般采用漆刷。在涂抹胶黏剂前,先用布或棉纱擦拭管端,除去水分及灰尘,然后用刷沾胶黏剂,分别迅速涂刷两管端。涂抹时应注意均匀,不应有漏涂及涂刷过厚现象,然后将插口快速插入承口内(一般为承插接口),并适当旋转,使其密封面紧密结合,在压力下应保持1min,静置24h使胶黏剂固化。试压有渗漏现象时,可再向接口处补抹少量胶黏剂。粘接连接,管端插入承口的深度应符合表2-8的要求。表2-8管端插入承口的深度公称直径/mm202532405075100125150插入深度/mm161922263144616980第六节胀接胀接连接一般用于管子与热交换器的管孔连接及锅炉锅筒、联箱与对流管的连接。胀接连接就是将管子插入要连接的管孔中,然后用胀管器对管端进行冷态扩张,对管壁产生径向压力,使其发生塑性变形。管端扩大时,使管孔壁也受到了径向压力,产生了弹性变形;当胀管器取出后,管孔壁就回弹收缩,使两者紧密地接合在一起。胀管的工具是胀管器。胀管器由胀杆、胀珠、外壳等组成。一、胀管器的分类及工作原理1.胀管器的分类目前胀管器种类较多,按控制胀管率方法分:有控制环指示器式、垫片调整式和止推环式胀管器等。根据胀杆的推进方法分:有螺旋式和自进式。自进式又可分为固定胀管器和翻边胀管器。翻边胀管器根据胀珠和翻边胀珠的位置不同又可分为串列式和错列式。而翻边胀珠又有单珠和三珠等形式。58\n2.胀管器的结构和特点胀管器一般由胀管、胀珠、胀杆和翻边胀珠组成(此外还有带控制装置结构的)。胀珠一般是三个,翻边胀珠一般为1～3个。(1)胀壳结构胀壳结构由胀筒器的类型所决定。沿圆周方向每隔120°有一个胀珠巢,并与胀壳中心线倾斜成一个左旋α角,其角公差为+15′,各孔之公差为H4。胀壳材质一般为Q255A。见图2-18。图2-18胀壳示意图胀珠巢的α角倾斜大小直接影响胀接时胀杆的进给速度。同一胀壳上,各胀珠巢孔的斜度必须相等。其斜度应为1.5°～2.5°向左斜。错列式翻边胀珠巢不需斜度。胀壳上的胀珠巢与胀珠间隙,新的胀管器为0.2～0.3mm,旧的不大于0.7mm。(2)胀杆与胀珠结构胀杆与胀珠的材料用优质碳素工具钢或合金钢制成。胀杆和胀珠的表面必须磨光,表面粗糙度为1.6～0.8,外表面不应有沟纹、撞伤、斑痕、压坑起皮、麻点等缺陷。胀珠表面硬度不低于60HRC,胀杆比胀珠表面硬度要高6HRC。胀杆的圆锥度为1/20～1/25。胀珠的圆锥度为胀杆圆锥度的一半(即1/40～1/50)。胀杆弯曲度不得大于0.1mm,其圆柱尺寸公差为h3。翻边胀珠的圆锥度使管子翻边后成12°～15°角。3.胀管器的工作原理胀管器的中心轴称为胀杆,是锥度为1/25的圆锥体。胀杆的圆周均匀地装置三个到五个胀珠,均是锥度为1/50的圆锥体。胀杆和胀珠在装配时,锥度方向是相反的,以保证胀接后管子扩张段仍是圆柱形。每一胀珠与胀杆的中心线之间有1.5°～2.0°的交角。将胀管器插入管孔中,然后推进胀杆,使胀杆与胀珠、胀珠与管内壁相互贴紧。当转动胀杆作顺时针方向旋转时,则胀珠便在胀珠巢59\n内作反方向转动,并同胀管器一起进入管子内壁,沿管内壁滚动,同时胀杆也从胀管器外套的内孔向里推进,主要是着力挤压胀珠,从而使管壁不断地挤压和扩张,直到管壁产生永久变形,即超过弹性极限,不可复原为止。4.胀管器的检查(1)胀管器的规格应与被胀管子的内径相适应。检查方法:可将胀杆放到胀壳最里面,这时测量三个胀珠之最大外径值应大于管子的终胀内径。(2)胀杆和胀珠不得弯曲。可用钢板尺的侧边沿胀杆或胀珠轴线对起来检查,中间缝隙应不超过0.1mm,否则不能使用;因为弯曲会给胀口带来接触不均匀,造成胀口不严密,不牢固。(3)胀杆和胀珠的圆锥度应相配合(即直胀珠的圆锥度为胀杆的一半),而构成一个圆柱体。检查锥度配合程度的方法是:做一个金属套,其厚度在10mm以上,套宽和胀管器胀珠的工作长度相等,套的内径应和胀管完毕时管子内径相近,其圆柱度不应大于0.05mm。将胀管器塞入套内,胀杆推紧使胀珠与套壁内面靠紧,用塞尺检查其间隙不得大于0.1～0.2mm。(4)各直胀珠巢孔斜度应相等,底面应在同一截面上,否则会影响自动进给和胀口圆度及圆柱度,产生接触面不均匀。(5)各胀珠在巢孔中的间隙不得过大,其轴向间隙应小于2mm,翻边胀珠与直胀珠串联时,该轴向总间隙应小于1mm。否则容易出现挤压双层台阶、切口等现象。(6)当胀杆放下至最大限度时,胀珠和翻边胀珠应转动灵活,并不会从珠巢中脱落。(7)自进式胀管器在管中试胀时,顺时针转动胀杆,胀管器能自动扩张,逆时针转动胀杆时,胀杆能向管外退移。(8)用游标卡尺检测胀珠的位移,见图2-19。图2-19中:d为胀壳直径;e为设计的胀珠位移量。b1、b2、b3应相等,其误差小于0.1mm。此三个尺寸应各测量两个位置(上下两端),同一个胀珠的这两个测量的差值不应超过0.1mm60\n图2-19用游标卡尺检测胀珠位移（此数值不包胀壳d的误差)。二、胀接的方法及工艺1.胀接方法的分类(1)按驱动方式分类目前按驱动方式分有手工胀接法、电动胀接法、风动胀接法、液压胀接法及爆炸法等五种。国内常用的胀接方法为手工胀接法和电动胀接法。(2)按施工工序分类按施工工序分有一次胀接法和二次胀接法。所谓一次胀接法就是胀管时同时完成挂管胀管、翻边的胀接过程,而二次胀接法就是把胀管分成为固定胀管(也叫挂管)及翻边胀管二道工序来完成。(3)按控制方法分类按胀接控制方法分有:内控法和外控法。内控法就是胀管终止后以测得管子终胀内径扩大值来控制胀管率。而外控法就是胀管终止后,测量靠近锅筒外表面根部管子外径的扩大值来控制胀管率。2.常用的施工工艺(1)胀管前的准备工作胀管操作中,首先要做大量的准备工作,这些准备工作包括胀管的检查校正、管端处理、管孔的清洗和检查和测量等。胀接接头质量好坏,以及胀接工作顺利与否,与胀管准备工作是否完善有直接关系。①安装前应将管孔上的尘土、水分、油污、铁锈清理干净,61\n必要时用汽油或清洗剂擦洗,直至露出金属光泽为止。②根据需要检查管孔的几何形状和尺寸偏差,测量管孔尺寸。③根据要求核对管子的材质及规格。清理管子表面污物,胀接端表面不应有重皮、裂纹、压扁、严重锈蚀等缺陷。④根据要求进行管端退火。⑤退火后将管端清理、打磨。⑥测量管端外直径。⑦管孔与管端的选配时,同一规格及外形的管端装入管孔时应按照大管对大孔,小管对小孔的原则。⑧装管应按照一定的顺序进行,并且排列整齐,间距符合要求,伸入管孔板内长度相等。(2)胀管①胀管前先清理胀接周围环境中的污物、杂物及妨碍胀接的装置。胀管过程防止油、水、灰尘进入胀管间隙。②胀管时胀管器放入管孔内应保持正对管孔中心,操作时始终保持正确位置。胀杆转动和推进时应乎稳而均匀,不能忽快忽慢或忽轻忽重的对胀杆施加压力。使管端扩大时保持平稳均匀。③对于要求要翻边的接口进行翻边,翻边时用翻边胀管器,在胀管的同时进行翻边,达到要求角度。④在胀管过程中,应严格控制胀管器胀杆的进程,防止产生过胀现象。⑤胀管过程产生的缺陷应及时进行修理。第七节其他连接方式一、卡套连接卡套连接是一种比较先进的管道连接方式,在国内外已被广泛采用。卡套连接是依靠卡套或管件进行连接的。我国已于1983年颁布了全国通用的卡套式连接技术标准(详见GB3733～3765—1983)。62\n(一)钢制卡套式管接头1.卡套式管接头套式管接头结构及特点卡套式连接的类型很多广如挤压式、撑胀式、自撑式、噬合式等。我国卡套式连接属于噬合式,它由接头体、卡套及螺母三个零件组成,其中关键零件是卡套———一个带有切刃口的金属环。卡套式管接头是依靠卡套的切割刃口,紧紧咬住钢管管壁,使管内流体得到密封。这种结构具有防松、耐冲击、耐振动、接口简便、迅速、便于检护维修等特点,特别适用于小管径的管道系统。由于操作安装时不需专用的工具及动火焊接,在维修、防火、高空等场所的管道施工尤为适用。2.卡套连接的密封原理卡套式连接的密封原理:当管子按图2-20的形式装配后,用手转动螺母进扣,当用手转不动时,说明接头体、卡套、管子和螺母器件均已处于准备工作状态,然后再用扳手图2-20卡套式管接头的结构图将螺母上1～1ꚁꚎ圈,整个装配完成。在接头装配过程中,图2-21所示的卡套,在外力作用下,被推入图2-21所示的接头体的24°锥孔中,卡套刃口端受锥孔约束产生径向收缩,使卡套刃口切入管子外壁(切入深度t=0.25～0.5mm),从而形成了图2-20所示的密封环形凹槽a,以确保管子与卡套之间的密封和连接。同时卡套刃口端的26°外锥与接头体孔洞完全紧密贴合,也形成了图2-20所示的一道可靠的密封带凸,保证了卡套与接头体间的密封。另外,螺母拧紧时的压缩力作用,使得中部拱起[见图2-22(a)],呈鼓形弹簧状,起到了避免因振动而使螺母松脱的作用,卡套尾部与钢管紧密抱紧,起到了防止钢管振动传递到卡套刃口端的作用,密封原理见图2-22。因此卡套连接具有良好的耐冲击、抗振动的性能。为此,卡套应具有足够的63\n图2-21套式管件的组成部分图2-22卡套式管件连接的密封原理硬度和良好的韧性才能实现上述功能。卡套式管接头,当其螺母完全拧紧,接头装配合适的时候,钢管和卡套的位置关系如图2-23所示,并满足以下要求:①螺母拧紧以后,切割刃口完全切入管壁;②控制刃口与管子表面接触;③由于切割刃口切入管壁后管壁翘起,顶住控制刃口的内侧;④卡套密封面与接头体内锥面严密贴合;⑤卡套的中部拱起,起到弹簧的作用;⑥卡套尾部内侧在压力作用下与钢管的外圈牢牢抱合。图2-23钢管和卡套的位置关系3.卡套式管接头的安装(1)预装配①根据施工图要求,按零件及组件的标记选择和量度管子;64\n②按需要的长度在专用机床上或用手工切断管子,使管端与管中心呈垂直状态,其尺寸偏差不得超过管子外径公差的1/2;③清除管端内外周边的毛刺及管内的铁锈、油污等,管子表面不得有划痕、凹陷、裂纹、锈蚀等缺陷;④安装前应清洗卡套、接头体和螺母,在螺纹表面涂一层润滑油(禁油管道系统不得涂油),按先后顺序将螺母、卡套套在管子上,再将管子插入接头体内锥孔,放正卡套,用手旋紧螺母,然后用扳手将螺母缓慢拧紧,同时转动管子,直到管子不动为止,此时做个标记,然后再拧紧1～1ꚁꚎ圈,使卡套刃口切入管子,注意不可旋得太紧,以免损坏卡套;⑤将螺母松开,检查卡套预装情况。合格标准为卡套的刃口切入管子,中部稍有拱形凸起,尾部径向收缩抱住管子,卡套在管子上稍有转动,但不能轴向滑动;不合格卡套在管子上有轴向窜动,这表明刃口切入深度不够,需要继续拧紧螺母。(2)正式装配将已装好的螺母和钢管插入接头体,用扳手拧紧螺母,直至拧紧力矩突然上升,即达到力矩激增点,再将螺母拧紧1/4圈,不要多拧,装配完成。(3)拆卸和再装拆开管道只要把螺母松开即可。再装时应保证使螺母从力矩激增点起再拧紧1/4圈。(二)铜制卡套式管接头(1)工作原理铜制卡套式管接头由铜质卡套、接头体和螺母组成,其卡套为一桶箍型的密封圈。拧紧螺母时,在螺母的推动下,卡套外缘受到接头体和螺母内锥的挤压而变形,形成锥面密封;卡套的内径两端由于产生径向收缩而卡紧管子,形成密封。(2)使用范围铜制卡套式管接头应用广泛,连接牢固,密封性好,安装简便,主要用于气源、信号管路,适用于公称压力PN≤1.6MPa,公称通径DN≤8mm、工作温度t<150℃的紫铜管和尼龙管的连接。其接头材料为黄铜。用于尼龙管时,需在管端内插入铜制薄壁管卡套。65\n(3)安装方法①安装前清洗卡套、接头体和螺母。②按所需尺寸切割管子,管口应平齐、垂直于管中心,刮去管口内外的毛刺。③把连接的管子套进螺母和卡套,连接接头体,然后用扳手拧紧螺母,使卡套变形卡紧管子。二、专用接头连接专用接头连接是某种管材管道的连接时采用专门接头,例如铝塑复合管、塑料管等。1.管材及管件的质量要求(1)专用接头连接时管材与管件应为配套产品。(2)专用接头连接时,管接头端部内、外表面不得有纵向划痕,更不能缺肉。(3)供热和热水管道专用接头所用的橡胶密封圈的材质应采用耐热的氟橡胶或硅橡胶,并应符合卫生条件要求。2.连接工艺(1)采用专用接头连接的塑料管、铝塑复合管等的端面必须与管中心线垂直。(2)不得在接头200mm内煨弯。(3)管道煨弯时应用70～90℃的热水加热后进行。(4)各种规格管道弯曲半径小于管子外径5倍时,应采用专用弯头连接。(5)支承套应能满足支承强度要求,但内径不得过小。专用接头连接目前主要应用于塑料管、铝塑复合管、铜管压接等管道连接中。66\n第三章管道及管件的加工与连接第一节管道的切断与调直一、对切口的质量要求管段的下料尺寸和切口质量直接关系着下道工序的加工条件和质量。因此对下料的尺寸及切口断面质量都应该给以足够的重示。1.下料尺寸下料尺寸应严格按照划线进行,注意切口余量,不要弄错,保证下料尺寸准确无误。2.切口质量切口质量的好坏,直接关系着下道工序的作业条件和质量。因此,切断作业要细心,切口加工应做到:切口平整,断面与管道轴线垂直,切口内外无毛刺和铁渣,断面不变形。二、管子的切断1.人工切断法(1)钢锯切断钢锯切断是工地上应用最普遍的切断方法。主要用手工钢锯锯断管子。钢锯的规格一般根据锯条规格进行标定。常用的锯条规格12″(300mm)×18牙和12″(300mm)×24牙两种,18牙用于厚壁管子截断,24牙用于薄壁管子截断。操作时,应保持锯条平面与管子轴线垂直,保证断面平整。手工钢锯的特点是,构造简单、轻巧,携带和使用方便,切口不气化、不收缩。但速度慢、费力、切口不易平整,切口质量受操作人员技术水平影响较大。手工钢锯一般用来切断DN50以下的管材。(2)滚刀切管器切断滚刀切管器的构造如图3-1,它是用带有刃口的圆盘形刀片,在压力作用下,边进刀边沿管壁旋转,将管67\n图3-1滚刀切管器子切断。滚刀切管器与钢锯相比,切割速度快、切口平整,但切口产生缩口变形,需进行刮口。滚刀切管器适用于切断DN40～DN150管径的管子。一般滚刀切管器与套坡口器均敷设在电动套丝机上,成为具有综合功能的机械。2.机械切断(1)砂轮切断机切断砂轮切断机是工地上常用的切割设备。不但用来切割管子,还可用来切断角钢等型钢材料。其切断原理是:高速旋转的砂轮片与管壁接触,在压力作用下产生摩擦切削,最后将管壁磨透切断。砂轮切割机的特点:结构紧凑、体积小、搬运方便,速度快、省劳力、工效高,但噪声大、切口常有毛刺,速度快时切口有高温淬火变硬现象。使用砂轮切割机切割时,应使砂轮片与管子保持垂直,用夹管器夹紧勿动,手把加压进刀不能太猛、太快。(2)切断坡口机联合切断切断坡口机具备切断和坡口两种功能。适用于施工工地管道切断坡口,主要用来切断大口径DN75～DN600的管材。设备构造比较复杂,由单相电机、主体、齿轮传动装置和刀架等部分构成,采用三角定位,相对来说较为方便,切割速度快,切口质量好,可切割壁厚12～20mm的管材。3.热力切割法(1)氧气-乙炔焰切断法氧气-乙炔焰切断是目前施工中广泛68\n应用的切割方法之一。它不受切割地点、空间的限制,又不受切割断面几何图形的限制,既可以实现机械化操作进行定点切割,又可以人工操作进行随意切割。因此,是工地上必备的切割工具之一。其工作原理是:靠氧气、乙炔混合气体燃烧产生的高温(2800～3500℃)来加热、点燃金属,使其在纯氧中燃烧,生成的氧化物熔渣,又同时被高压氧气流吹落形成切割缝隙,实现切断。氧气-乙炔焰切割装置主要由氧气瓶、乙炔发生器、割炬等几部分组成。①氧气瓶它是高压容器,由优质碳素钢和低合金钢制造,内径为ꚼ219mm,瓶长1450mm,容积38～40L,质量60kg,外设两个防振胶圈。氧气瓶的充气压力为15MPa,氧化纯度98%以上,3配用的氧气表型号有:QD-1-0-250/0～40,氧气流量80m/h,压力调节范围0.1～2.5MPa;QD-2A-0～250/0～1.6,氧气流量340m/h,压力调节范围0.1～1.0MPa。氧气瓶的使用:装上氧气表,拧紧接头螺丝,打开氧气阀,查看压力表,高低压正常无漏气时,即可接上氧气胶管使用。注意氧气瓶不可在烈日下曝晒,氧气表上不许沾附油脂。②乙炔发生器乙炔发生器按其产生乙炔压力的高低,分为低压与中压两种,低压≤0.045MPa,中压0.045～0.15MPa。国内目前生产的乙炔发生器有固定式和移动式两种,固定式多为中压,主要应用于加工厂中;移动式多为低压钟罩式,广泛应用于施工工地中。乙炔气是由电石与水作用分解产生的(C2H2)、聚积在乙炔发生器容器中。其中的电石是石灰石和焦炭在电炉中焙烧化合而成的化工产品。每1kg电石进行水解作用需水5～15L,可产气230～280L。乙炔发生器有浸水式和滴水式两种。滴水式即向电石中滴水产生乙炔气。这样,可靠调节滴水量控制产气量,既可节约电石,又有利于安全生产。乙炔是爆炸性气体,使用中应严格遵守安全操作规程,配置保险罐,防止割炬回火造成事故。③橡胶管橡胶管有两种:氧气胶管,红色,内径8mm,线筋层数多,能承受1470～1960kPa(15～20个大气压)压力,长度一般为30m。乙炔气胶管,绿色,内径10mm,线筋层数少,承69\n受压力低,故不能装错。④割炬割炬由割嘴、混合气管、射吸管、喷嘴、预热氧气阀,乙炔阀、切割氧气阀等部件构成。与焊炬不同的是:增加了切割氧的气路和阀门,采用了专门割嘴。割炬根据使用乙炔气压力的不同,分为射吸式割炬和等压式割炬两种。射吸式割炬应用于低压乙炔气,配用的割嘴按其结构形式分为组合式和整体式,割嘴的中心是切割氧通道,周围是预热火焰通道。等压式割炬,应用于中压乙炔气,配有专用割嘴,火焰燃烧稳定,不易回火。气割中应用的割嘴号码、氧气压力与割件厚度关系参见表3-1。表3-1割嘴规格选用表割炬割件厚度/mm氧气压力/MPa乙炔压力/MPa型号割嘴号码≤41～20.3～0.4G01-300.001～0.124～102～30.4～0.510～251～20.5～0.725～50G01-1002～30.5～0.70.001～0.1250～10030.6～0.8100～1501～20.7150～200G01-3002～30.7～0.90.001～0.12200～2503～41.0～1.2(2)等离子切割法等离子切割:是利用气体在电弧高温下被电离成电子和正离子,这两种粒子组成的物质流称为等离子体。等离子体流又同时经过“热收缩效应”和“磁收缩效应”变成一束温度高达15000℃高能量密度的热气流,气流速度可以控制,能在极短的时间内熔化金属材料,可用来切割合金钢、有色金属和铸铁等,称等离子切割。我国生产的等离子切割机,适用于施工安装中用的有手把式、自动式两种。手把式,常用的型号有LG1-400,LG3-400型,由手70\n动割炬、控制箱、直流电源等部分组成。可进行直线和各种几何形状的手工切割。钍钨电极直径ꚼ5mm,切割厚度δ=40mm,切割电压70～150V,电流400A,冷却水耗量3L/min。自动式,常用的型号有LG1-400-1,LG2-300,由自动割炬、控制箱、直流电源等部分组成。钍钨电极直径ꚼ5.5mm,切割厚度δ=40mm,切割电压100～150V,电流400A,自动切割速度3～150m/h,氮气纯度99.9%,冷却水耗量3L/min。三、管子调直管子在运输和工地堆放过程中,会由于各种原因或管理不善发生弯曲变形等缺陷。这些管子进行施工安装之前,应先进行变形检查和变形矫正。1.管道的弯曲变形检查(1)目测检查法(即光学检查)这是工地上应用最广泛最普遍的检查管材弯曲变形的方法。检查者用手将管子的一端抬起,(另一端自然触地),抬起高度,因人而异,以管子的两个端点和检查者的眼睛三点成一直线为准。然后,边转动管子、边用眼睛看管端的管壁外圆素线是否成一直线,是直线,则无弯曲变形。否则,有弯曲变形。这种方法,十分简便适用,由于是检查者一人操作,只能用在管径较小,质量较轻的管材检查中。(2)滚动检查法(即物理法)如图3-2,将被检查的管子,平放在两根水平且平行的轨道架上(轨道架一般是用工字钢、槽钢或钢管临时架设)然后轻轻滚动管子数次,并细心观察管子在轨道上停下来的位置,若每次滚动时在任一位置能停下,说明管子无弯曲。反之,若总是在某点停下,说明有弯曲变形,且凸弯朝下。图3-2管子弯曲滚动检查法71\n2.管道的变形校正(1)冷态校正法人工校正法,用两把手锤敲打进行校直。方法是用一锤顶在管子弯里(凹面)起弯点作支点,另一锤敲打凸面处,直至校直为准。注意,两锤不能对着敲打,锤击处宜垫硬木板,防止把管子打扁。对螺纹连接管道的结点处弯曲校直,采用此法校直时,不能敲打管件,只能敲打管件两端的管子。此法应用在DN50以下,弯曲变形不大的管子。机械校直法是借助于机械压力将管子校直。方法如图3-3管子放入压力校直机内,然后调节垫块2的间距(支点间距)至合适位置,再利用丝杠千斤顶(力点)顶压管子弯曲处,直至校直为止。图3-3机械校直法此法适用于管径大于DN50,弯曲变形不大的管子。(2)热态校直法这种方法适用于管径大、弯曲变形大的管子校直。方法如图3-4所示,设置一地面加热炉和滚动校直平台(由两根水平且平行的钢管或型钢铺成),将管子弯曲部位加热到600～800℃,然后放置在平台架上反复滚动,图3-4弯管热态校直法利用重力作用和管材的塑性变72\n形,将管子校直。加热管子应用焦炭,不应使用原煤,也可利用氧气-乙炔焰加热。(3)残缺割除法对于因碰撞等原因造成的局部凹坑之类的变形残缺,无法采用上述方法校直时,由于采用更为复杂的修复方法经济上不合算,一般采用将残缺部分割除掉,将完好部分连接起来应用。第二节弯管加工在管道安装工程中,需用大量各种角度的弯管,如90°和45°弯、乙字形弯(来回弯)、抱弯(弧形弯)、方形补偿器等。过去这些弯管均在现场制作,费工费时且质量难以统一。现在各省市级安装企业一般都已将各种弯管煨制采取工厂化生产,由手工发展为机械化煨弯。这样定型生产弯管,既提高了安装质量,缩短了工期,又减轻了工人的劳动强度。一、弯管质量要求与计算(一)弯管断面质量要求与受力分析钢管煨弯后其弯曲段的强度及圆形断面不应受到明显影响,为此就必须对圆断面的变形、焊缝位置、弯曲长度以及煨弯工艺等方面进行分析、计算和制定质量标准。弯管受力与变形(见图3-5、图3-6)在煨弯过程中,其内侧管壁各点均受压力,由于挤压作用管壁增厚,直线CD成为圆弧C′D′,且由于压缩变短;外侧管壁受拉力,在拉力作用下管壁厚度减薄,直线AB变为圆弧线A′B′,且伸长,管壁减薄会使强度降低。为保证一定的强度,要求管壁有一定的厚度,在弯曲段管壁减薄应均匀,减薄量不应超过壁厚的15%。断面的椭圆率(长短直径之差与长直径之比):当管径D≤50mm时不大于10%,管径50175mm的管子宜用热煨弯。常用冷弯法有以下几种。(一)手工冷弯法(1)冷弯最简便的方法是用弯管板煨弯(见图3-7)。弯管板可用厚度30～40mm,宽250～300mm,长1500mm左右的硬质木板制成。板上按照需要煨弯的管子外径开圆孔,煨弯时将管子插入孔中,加上套管作为杠杆,以人工施力压弯。这种方法煨制管径较小(ꚼ15～ꚼ20mm)和弯曲角不大的弯管较方便;如连接放热器的支管来回弯。图3-7管板75\n(2)滚轮弯管器滚轮弯管器的形式较多,但基本构造是相同的。图3-8滚轮式弯管器的一种,它是由固定滚轮1、活动滚轮2、管子夹持器3及杠杆4组成。将要弯曲的管子插入两滚轮之间,一端由夹持器固定,然后转动杠杆,则管子被拉弯,达到需要的弯曲角度后停止转动杠杆。这种弯管器的缺点是每种滚轮只能弯曲一种管径的管子,需要准备多套滚轮,且使用时笨重费体力,只能用于小管径。图3-8滚轮弯管器在加工弯管时,对于带螺纹的管端要注意保护,可套上管子箍等附件,或用玻璃丝或棉纱包裹。(3)小型液压弯管机我国上海生产的LWG1-10B型(三角架式)及LWG2-10B型(小车式)小型弯管机,它采用手动油泵作为动力机构,操作省力。弯管范围为管径15～40mm,适合施工现场安装采用。(二)机械冷弯法钢管煨弯采用手工冷弯法工效较低,既费体力,且质量难以保证。所以对管径在25mm以上的管子一般采用电动弯管机,以下对无芯冷弯弯管机及有芯冷弯弯管机分别作一介绍:1.无芯冷弯弯管机图3-9为电动无芯冷弯弯管机构造,无芯弯管法是指钢管煨弯时既不灌砂子也不加入芯子进行煨弯。当管径在108mm以下,最小弯曲半径R=2D的管子煨弯后无明显椭圆现象,为了防止煨弯76\n图3-9无芯冷弯弯管机产生椭圆断面,可以采取反向预变形法。即在管子煨弯前,把管子将弯曲段加压力产生反向预变形。当管子煨弯后,反向预变形正好消除,弯曲处管子断面保持圆形。加压预变形是通过滚轮胎具压制而成的,滚轮胎具的凹槽是按照变形实际情况加工的,对不同管径的管子要用不同滚轮胎具。无芯弯管机适用于有缝、无缝、镀锌管和有色金属管。2.有芯冷弯弯管机大直径的钢管,管壁较厚,用预变形法消耗动力较大,使机械构造复杂化,因此可采用有芯弯管机。77\n有芯弯管机的构造原理与无芯弯管机相同,构造如图3-10所示。它加工的最大管径为325mm,最小弯曲半径R=3.25D,可适用于有缝、无缝;镀锌钢管、不锈钢管及有色金属管等。有芯弯管机的特点是在管子弯曲段加入芯棒,在煨弯时它可随着管子弯曲或移动,防止管子弯曲时压扁。芯棒有两种:一种是单件芯棒,棒的前端要有一定的圆弧角,以保证管子的渐变弯曲和便于芯棒移动。另有一种是两块或三块部件组合的芯棒头,它的灵活性大,弯管质量较好。图3-10有芯弯管机冷煨弯适宜于中小管径和较大弯曲半径(R≥2D)的管子,对于大直径及弯曲半径较小的管子用冷弯需很大的动力,这会使冷弯机机身复杂庞大,使用不便,故采用热煨弯为宜。三、钢管热煨弯热煨弯是指将钢管加热到一定温度后,弯曲成所需要的形状。钢管热煨弯在工程上最早广泛应用的是灌砂加热煨弯法,从20世纪70年代火焰弯管机、可控硅中频电弯管机相继问世后,不仅减轻了工人的劳动强度,而且将劳动生产率提高了几倍甚至十几倍,78\n并使各种弯管由现场制作变为工厂化生产,省工省料,使用十分方便。它已逐渐取代了手工灌砂加热煨弯法。热煨弯是利用钢材在温度升高时,塑性增加,机械强度降低的特性,从而减小拉弯时需要的动力。钢材当温度升到300℃以上时,机械强度急剧下降,如图3-11所示,温度升至700～900℃时,强度比常温时下降十余倍。热煨弯加热温度一般控制在800～950℃,此时钢管机械强度低,塑性状态良好,管壁材质变软但尚未熔化,还能保持原形状。以下分别介绍手工灌砂热煨弯及机械热煨弯。图3-11钢材强度与温度关系曲线1.管子灌砂热煨弯为了防止管子弯曲段的断面变形,采取管内灌砂。砂子有蓄热能力。管子出炉后砂于向管壁传热可以延长管壁冷却时间,以利于拉弯操作。灌砂弯管操作工序较多,每个工序都直接影响质量,各工序有以下要点。(1)备砂与灌砂弯管所用的砂子应能耐1000℃以上高温而不熔化结焦,以免黏贴在管壁上,以河砂较好。管径不同,要求用不同粒度的砂子,粒度2～4mm的用于管径25mm以下的管子;粒度3～6mm的用于管径32～50mm的管子;粒度6～10mm的用于管径65mm以上的管子。砂子要烘干。湿砂于在管内被加热后,水分剧烈汽化会放炮造79\n成安全事故;且湿砂子在管内易结块,倒砂时不易倒净。烘干后,砂子存放时要注意防潮。向管子里装砂要灌实,否则拉弯时管子变扁影响质量。灌砂时要边灌边敲管壁,俗称打砂,打砂可手工用木锤打或机械振打,用木锤不损伤管壁。为灌砂与打砂方便,一般搭灌砂打砂平台。(2)砌筑地炉管子加热一般采用地炉,炉子大小是根据管径及烧火长度决定。炉子构造见图3-12。炉口尺寸可用下式计算。炉子长度:A=l+2d0(3-2)炉子宽度:B=(n+2)d0(3-3)式中l———最大管子的烧火长度;n———同时加热的管子根数;d0———管子外径。炉膛深度h一般为300～500mm。炉膛里的鼓风应均匀地向炉箅子吹风,鼓风机的送风量应能调节。加热炉用的燃料要求不含硫、不结焦、燃烧温度高,一般采用焦炭,焦炭块大小以50～70mm粒度为宜。块太大影响炉温均匀,块太小影响炉子鼓风加热。图3-12炉构造(3)砌筑煨管平台及埋设地桩管子拉弯通常是夹在埋设于平80\n台上的地桩中进行的,见图3-13,平台是否水平,直接影响到所煨弯管的平正。弯管平台一般用混凝土浇灌而成,在混凝土中埋设两排插地桩的管子,尺寸如图3-13。平台可与地平面在一个水平面上,平台四周用混凝土做出一定的工作面,并做0.003的坡度,以利排水。图3-13弯管平台及地桩(4)加热与煨弯管子在加热前根据计算的弯曲长度,用白漆或粉笔在弯管的起止点划好线,此长度俗称烧好长度,将此段放入炉中加热。在炉子的两头各用两根管子将加热的管子垫平,这样既便于加热的管子翻转,也可避免管子在受热处产生重力弯曲。管子加热升温不宜过急,加热段炉温应均匀,并要不断翻转管子。当加热至850～950℃(即加热段呈白亮的火红色)时,停止鼓风。使管子再继续受热3～5min颜色不变,说明管内砂子也达到管壁的温度,则可将管子抬到平台上煨弯。管子加热不均匀,可能产生管壁熔化或煨弯时裂口;温度太低,俗称管子未烧透,则煨弯很费力气,如再回炉焙烧,煨弯时管壁容易产生横裂纹。故煨弯的管子加81\n热宜一次烧成。烧好的管子抬到平台上,烧红的部分应放在地桩外侧,夹在地桩处的管子如被加热则需浇水冷却,以免地桩处管子被夹扁。煨弯的管子应放置在垫管上,既减少煨弯管的管壁与地面的摩擦阻力,又不使管壁接触地面冷却太快。管径80mm以下的管子煨弯时常用人力拉弯,管径100mm以上管子采用卷扬机拉弯。拉弯时拉力要保持均匀,拉绳要始终与管子成直角,否则容易产生皱折、鼓包、弯度不均匀等缺陷,影响弯管质量。在实际操作中,管子加热长度必需略大于划线长度,但拉弯时线外不能产生弯曲,应先将两头线外部分浇水冷却,然后再开始拉弯。在拉弯过程中,如果出现由于加热不均匀而引起弯曲度不匀时,应对弯曲度大的地方浇少量水冷却,适当减缓其弯曲速度,浇水会使管子因受热部分急剧冷却而产生内应力,应尽量避免浇水。为了保证弯管的角度,事先应做好角度样板尺,拉弯过程中勤用样板尺检查,达到要求角度时立即停止拉力。由于被拉弯的管壁产生的抗拉及抗压反向应力的作用及热胀冷缩的影响,管子弯好后弯背冷却收缩量较弯里略大,会使管子微量回直(即角度>90°),因此在煨90°弯时,角度可比90°略小一些(即过2°～3°),冷却后就刚好达到需要的角度。供暖系统的管路中,立管与干管、散热器与立管的连接往往需用来回弯,双立管系统中立管跨越支管需用抱弯(俗称元宝弯),它们的制作方法见图3-14,抱弯及来回弯的管径一般都在32mm以下,常采用热煨弯方法。灌砂、加热要求同前述,煨来回弯时每个弯加热一次,煨第二个弯时注意与第一个弯保持在一个平面中,且两条中心线平行,使来回弯不扭不偏。加工抱弯应先作抱弯外弧的模具,加热好的管子放在模具中压制,应注意保持抱弯两端的管子中心线仍保持在同一直线上。手工灌砂热煨弯法存在工人劳动强度大、生产成本高、工序多、效率低、质量不易统一,难以满足管道工程发展的需要等缺点,所以手工灌砂热煨弯已逐渐被机械热煨弯所代替。82\n图3-14压制来回弯及抱弯2.机械热煨弯法(1)火焰弯管机手工煨弯采用一次加热成型,往往曲率不匀和断面变形难以控制,而采用火焰弯管机这些问题就不存在了。火焰弯管机是对管子的弯曲部分分段加热煨弯,即采取边加热边煨弯直至达到所需要的角度止,管子加热采用环形火焰圈,加热宽度一般在15mm左右,受热处俗称“红带”。加热温度至900℃左右时,就对红带进行微煨弯,受热带经过煨弯后立刻采取喷水冷却,使微弯总是控制在红带以内。这样加热、煨弯和冷却连续进行;即可弯成所需要的弯管。火焰弯管机的特点如下。①弯管质量好。火焰弯管机所煨制的弯管曲率均匀、椭圆率小,由于较窄的红带煨弯时;其两侧管壁刚性未降低,它控制了圆形断面的变形,加之每次煨弯长度小(15mm以下),因而管子弯曲段的断面基本保持圆形,椭圆率可以控制在4%以下。②弯曲半径R可以调节。火焰弯管机煨弯的弯曲半径可以根据需要调节,产品的R标准化,最小R=1.5D,弯曲段管壁变形均匀。83\n③无须灌砂,可煨较大管径。现在煨弯最大管径达到426mm。④火焰弯管机煨弯拖动功率小,机身比冷弯机体积小,质量轻,移动方便。⑤火焰弯管比手工灌砂煨弯法工效高十余倍,造价降低约20倍。⑥火焰弯管机对于普通碳素钢管和不锈钢管等都适用。图3-15火焰弯管机火焰弯管机的构造。火焰弯管机外型如图3-15所示,其结构可分为四个部分:①加热与冷却装置主要是火焰圈、氧气-乙炔气及冷却水系统;②传动机构由电动机、皮带轮、齿轮箱、蜗轮蜗杆等组成;84\n③拉弯机构由转动横臂、夹头、固定导轮等组成;④操纵系统由电气控制系统、角度控制器、操纵台等组成。火焰圈是由氧-乙炔混合气的燃烧喷嘴和冷却水喷嘴两部分组成,构造如图3-16所示。对火焰的要求是火焰稳定和保证一定的加热宽度,因此火焰圈采用单排喷气孔,孔径0.5～0.6mm,孔间距为3mm。冷却水喷嘴在火圈下侧,由一圈单排孔组成,孔径一般为1mm,孔间距为8mm,水的喷射角度以45°～60°为宜,喷水与火焰圈结合在一起能对火圈进行冷却,保证火圈工作稳定。加热带凸的宽窄与喷气孔至管壁的距离口(或火圈内缘距管壁距离l)有关,一般选用α=10～14mm(或选用l=3～6mm)。火焰圈材料要导热性能好,便于机械加工,可以采用59号黄铜或59号铝黄铜等材料。图3-16火焰圈构造加热用氧气量较大,可用多瓶氧气并联,氧气经减压装置降压至0.3～0.5MPa后供使用;乙炔可采用中压乙炔发生器,压力0.05～0.2MPa,乙炔气必须采用安全防回火装置。冷却水压力0.2～0.3MPa,一般需设水泵、贮水箱和加压水箱供应冷却水。(2)中频弯管机火焰弯管机虽然使煨管工艺大大前进了,但85\n是也还存在一些问题:如火圈的喷气孔孔径很小易堵塞,以致使加热不均匀影响弯管质量;其次用氧和乙炔气加热,容易因回火引起爆炸事故,而利用中频弯管机就克服了火焰弯管机的缺点。中频弯管机的基本原理:中频弯管机采用电感应圈代替火焰圈加热,由于通过感应圈的电流交变,感应圈对应处的管壁中就相应产生感应涡流,感应圈中电流交变频率越高,管壁中涡流电流越大,由于管材电阻较大,使电能转变为热能,在涡流电的热效应作用下,产生高温“红带”进行煨弯。中频电一般是将常用交流电通过变频设备产生的。常用变频设备有两种:一种是变频机,功能为100kW/2500Hz,另一种是可控硅发生器,功能也为100kW/2500Hz。可煨管径325mm的弯管。用可控硅发生器的常称为可控硅弯管机。中频弯管机除加热装置为感应圈外,其他构造基本与火焰弯管机相同。感应圈是用四方形紫铜管作成,圈的内径和煨弯管子外表面保持3mm左右间隙,紫铜管壁厚2～3mm。感应圈的厚度决定着加热宽度,管径为DN68～108mm,厚度用12～13mm;管径为DN33～219mm时,厚度用15mm。感应圈内通入冷却水,经水孔喷淋冷却已煨弯的红带,水孔直径1mm,孔距8mm,喷水角α=45°,加热红带宽度约为15～20mm。管子前进加热、拉弯和喷水冷却都是通过自控系统同步连续进行的。四、模压弯管模压弯管是根据一定的弯曲半径制成模具,然后将下好料的钢板或管段放入加热炉中加热至900℃左右,取出放在模具中加压成型。用板材压制的为有缝弯管,用管段压制的为无缝弯管。有缝模压弯管的制作,按弯管展开原理先将钢板下料(扇形),然后加热模压成瓦状。要注意下料时留一定加工余量,即下料的扇形面积应比理论计算展开面积放大一些。将扇形板热压成瓦状后,再画线并切割多余的部分。最后将两块弯瓦组合对焊成弯管。这种弯管管壁厚度均匀、压缩强度高,弯曲半径小(R=1.5D),适宜于加工大管径的弯管。无缝模压弯管是用无缝钢管,根据计算的弯管展开长度下料,86\n将切好的管段放入炉子中加热至900℃左右,取出放在模具中压制,模具由上模、下模及芯子三部分组成,经模压一次成型。实践证明,在下料时弯管的长臂要比理论计算值加长15%,而短臂(弯里)比理论计算值应减小4%。模压弯管要先做大量模具,用以加工各种弯管。这种弯管也适合工厂化生产,运输方便,成本也较其他加工方法低。五、焊接弯管当管径较大、管壁较厚或较薄、弯曲半径R较小时,采用冷或热煨弯法均较困难,常采用焊接弯管(俗称虾米腰弯头)。它不受管径大小及管壁厚薄的限制。它的弯曲角度、弯曲半径及弯管的组成节数可根据需要选定。一般90°弯管有两节(无中间节)、三节(一个中间节及两个端节)及四节(两个中间节两个端节)等多节焊接而成。弯管的平滑度和弯曲半径R及节数的多少有关,R大及中间节分得越多,弯头就越平滑,对流体的阻力越小,R小和所分节数少对流体的阻力大。往往由于加工及现场条件的限制,R的数值不能太大,弯头节数也不能分得太多,因此对不同管径的R和节数做了规定。见表3-2焊接弯管的展开画线与通风弯管相同。弯管画线也可用分节的长臂及短臂的尺寸直接在钢管上量取。表3-2焊接弯头曲率半径及分节数管径弯曲半径节数n/mmR90°60°45°30°22.5°57～1591D～1.5D43333219～3181.5D～2D54444318以上2D～2.5D744441d0分节的长臂:M=πR+÷n(3-4)221d0短臂:N=πR-÷n(3-5)22式中R———曲率半径,mm;87\nd0———管子外径,mm;n———弯管的分节数(两个端节算作一个中间节)。焊接弯管两头一般用端节,使接口面保持圆形以便与管路连接,一个中间节分为两个端节。管子在切断成管节前,在管于直径两端的壁面上应各画一条直线,作为管节焊接组对的标记,使各节的长臂或短臂对齐,保证弯管平正。在实际工作中,焊制的90°弯管成品往往有勾头现象,即略小于90°,这是闽为钢管壁厚斜切下料的影响,在画线与切割加工中注意修正,可以避免弯管勾头。第三节三通的展开与加工三通管是用于管道分支、分流处的管件,按主管与分支管的同异分为同径三通和异径三通,按分支管轴线与主管轴线的夹角(α)分为正交三通(α=90°)和斜交三通(α<90°)。一、同径正交三通管的展开及制作图3-17为周径正交三通管的立体图和投影图。图3-17三通管的立体图和投影图(1)同径三通管的展开同径三通管展开图的步骤、方法如下。①以O为圆心,以D/2为半径作半圆并6等分,得等分点4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′。②沿半圆直径4′4′方向,作一线段AB,AB=πD,并将其12等分,得等分点1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1。③在直线朋上过各等分点作垂线,同时由半圆上各等分点1′、2′、3′、4′向右引水平线与各垂直线相交,将所得到的交点连成圆88\n滑的曲线,即得三通支管展开图(又称雄头样板)。④以线段AB为对称线,将44范围内的垂直线对称地向上截取,并用圆滑的曲线连接起来,即得三通主管展开图(又称雌头样板),如图3-18所示。图3-18同径三通管展开图(2)同径三通管的制作划线之前,应在主管和支管上划出定位十字线,并用样冲轻轻冲之,再分别把雌、雄样板中心对准管子中心线,划出切割线,便可进行切割。切割时,应根据坡口的要求进行,支管上要全部坡口,坡口的角度在角焊处为45°,对焊处为30°,从角焊处向对焊处(即尖角处)逐渐缩小坡口角度,且要过渡均匀。同径三通组对时,要求主管上开孔的大小与支管径相配,焊缝处的内缝相平,组对时用宽座角尺校正支管与主管间的角度为90°,然后即点焊固定,最后再进行焊接。二、异径正交三通管的展开及制作异径正交三通管也称异径正三通,简称异径三通,图3-19为异径三通的立体图和投影图。(1)异径正交三通管的展开异径正交三通管的展开步骤、方法如下(见图3-20)。①根据主管(管Ⅱ)及支管(管工)的外径在一根垂直轴线上画出大小不同的两个圆(将主管画成半圆,因支管与丰管连接仅在上半圆)。89\n图3-19异径三通的立体图和投影图图3-20异径正交三通管的展开②将支管半圆6等分,得交点4、3、2、1、2、3、4,再从各等分点作支管轴线的平行线,与主管圆弧交于4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′各点。③沿直管直径44线的水平方向作一水平线段AB,AB=πd90\n(d为支管外径),并将其12等分,得各等分点1、2、3、4、3、2、1、2、3、4、3、2、1各点。④由线段AB上的各等分点作垂直引下线,然后由主管圆弧上各交点向右引水平线,对应相交于各点,用圆滑的曲线把各相交点连接起来,即得支管展开图(又称雄头样板)。⑤再延长支管圆中心线的垂线,将此垂线的某一点定为1°,在此直线上以1°为中心,上下对称量取主管圆弧上的弧长1′2′、2′3′、3′4′得交点1°、2°、3°、4°通过这些点,作支管圆中心垂线的垂直线。⑥过支管与主管圆弧的各相交点4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′作支管圆中心垂线的平行线,对应相交于各点,用圆滑的曲线将各相交点连接起来,即得三通主管展开图(又称雌头样板)。(2)异径正交三通管的制作划线之前,应先在主管和支管上划出定位十字线,并用样冲轻轻冲之,分别把雄、雌样板中心对准管子中心划出切割线,然后即可进行切割,组对时应用宽座角尺校正支管与主管间的角度为90°,支管管端应与主管内壁相平,支管不得伸入主管管腔内。三、同径斜交三通管的展开及制作同径斜交三通管简称同径斜三通,图3-21为同径斜三通的立体图和投影图。图3-21同径斜三通的立体图和投影图1.同径斜三通的展开同径斜三通展开图的步骤、方法如下(见图3-22)。91\n图3-22同径斜三通展开图(1)根据主管直径及相交角,画出同径斜三通的正面投影图(主视图)。(2)在支管的顶端画半圆并6等分,得各等分点1、2、3、4、5、6、7,过各等分点作斜支管轴心线的平行线交支管与主管相交线于1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。(3)在支管直径17线段的延长线的方向上,作直线AB,AB=πD,并将其12等分,得各等分点1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、3、2、1。(4)过AB线段的各等分点1、2、3、4、5、6、7、6、5、4、92\n3、2、1作AB的垂线,再过主管与支管的相交点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′作线段AB的平行线,依次对应相交于各点1″、2″、3″、4″、5″、6″、7″将所得交点用圆滑的曲线连接起来,所得几何图形就是支管展开图(即雄头样板)。(5)在主管右断面图上画半圆,由支管与主管的相交点1′、2′、3′、4′向右引主管轴心线的平行线,将主管断面图的半圆分成6份,交于a、b、c、d点。(6)在三通主管下面作一线段7°1°平行于三通主管轴心线,在7°1°的一端,上下依次截取ab、bc、cd′长,并作7°1°的平行线段,再过1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′各点作三通主管轴线的垂直引下线,依次相交于1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°,将交得的各点用圆滑的曲线连接起来,所得图形即是三通主管开孔的展开图(即雌头样板)。2.同径斜交三通管的制作同径斜交三通管的划线、下料及拼接与同径正三通管相同,坡口根据夹角大小及开孔的大小可灵活掌握,以满足焊接要求为原则。主管和支管一般在钝角一边的上半只,可全坡口,坡口角度为30°～35°,下半只在尖角处为30°,然后逐渐过渡为45°,经过逐渐均匀过渡,两管夹角处的坡口最大。四、异径斜三通管的展开及制作异径斜三通管简称异径斜三通,图3-23为异径斜三通的投影图。从投影图中得知,三通主管与支管夹角为口,支管外径为d,主管外径为D。1.异径斜三通管接合线(1)运用正投影原理画出异径斜三通管的立面图与侧面图。在立面图和侧面图支管顶端画半圆并6等分(见图3-23),得各等分点1、2、3、4、图3-23异径斜三通的投影图3、2、1,然后在立面图和侧面93\n图上通过各等分点作支管轴线的平行线,在侧面图上得交点4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′。(2)过各交点(4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′)向左引三通主管轴心线的平行线,使之与立面图上斜平行线对应相交于1°、2°、3°、4°、3°、2°、1°,将这些交点用圆滑的曲线连接起来,即为异径斜三通管的接合线,如图3-24所示。图3-24异径斜三通管接合线的求法2.异径斜三通管的展开异径斜三通管的展开如图3-25所示。(1)在异径斜三通支管直径71方向的延长线方向作一条线段AB,AB=πd(d为斜三通支管外径),并将其12等分,得交点7、6、5、4、3、2、1、2、3、4、5、6、7。(2)过线段AB的各等分点作线段AB的垂线,再由支管与主管接合线上各点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′作线段AB的平行线,与线段AB的垂线对应相交于7′、6′、5′、4′、3′、2′、1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′各点,将所得的各点用圆滑的曲线连接起来,所得几何图形即为支管展开图(又称雄头样板)。94\n图3-25异径斜三通管的展开(3)在二通主管下面,过4°作一直线平行于三通主管轴心线,以4°直线为基准,上下依次截取4°3°、3°2°、2°1°等于侧面图上的4°3°、3°2°、2°1°。(4)过立面图上1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′作三通主管轴心线的垂线,与1°、2°、3°、4°、3°、2°、1°直线相交于4″、5″、6″、7″、6″、5″、4″、3″、2″、1″各点,将上述各交点用圆滑的曲线连接起来,即得三通主管挖眼的展开图(又称雌头样板)。3.异径斜三通管的制作异径斜三通管的划线、下料及拼接方法与同径三通管相同,同之处在于支管插入主管时,其管端应与主管外壁相平,管端不得伸入主管管腔内。五、等径等角裤裆三通管的展开及制作图3-26为等径等角裤裆三通管的展开图。图中D代表三通管95\n图3-26等径等角裤裆三通管的展开图外径,三通管三个支管互成120°角。在△AOB中,∠AOB=120°,∠OAB=∠OBA=30°,因此,求作展开图时用的小圆半径r的计算式为:DD3r=tan30°=×=0.2887D(3-6)223式中r———展开图用的小圆半径,mm;D———三通管外径,mm。等径等角裤裆三通管展开图的步骤、方法如下。(1)运用正投影原理绘出等径等角裤裆三通管的立面图(主视图)。(2)在三通支管直径CG延长线的方向上,作一水平线段EF,EF=πD(D为三通管外径),并将其12等分,得等分点1、2、3、4、3、2、1、2、3、4、3、2、1。过各等分点作垂直引上线。(3)过O点作一水平线,与过EF各等分点所作的垂直引上线交于1′、2′、3′、4′等点,以1′为圆心,以r(r=D/2tan30°=0.2887D,亦可直接量取r=OM)为半径画半圆,并6等分,得等分点1°、2°、3°、4°。(4)过小半圆上的各等分点1°、2°、3°、4°向右引水平线,依次与EF各等分点的垂线相交于各点,将所得交点用圆滑曲线连接96\n起来,即得等径等角裤裆三通管的展开图。等径等角裤裆三通管的划线、下料、组对与正三通管相同,只是裤裆三通管的夹角互为120°,组对时需用量角器认真核对。六、任意角度的等径裤裆三通管的展开及制作对于任意角度的裤裆三通管通常是用放样的方法来求展开图,其具体方法、步骤如下(见图3-27)。图3-27任意角度的等径裤裆三通管的展开(1)运用正投影原理,绘出任意角度等径裤裆三通管的立面图(主视图)。(2)在支管断面图上以D/2为半径作半圆并6等分,得等分点1、2、3、4、5、6、7,过各等分点作支管轴心线的平行线,与管Ⅰ、管Ⅱ的接合线交于点1′、2′、3′、4′、5′、6′、7′。(3)管Ⅰ展开图在管Ⅰ端,在直径BA方向的延长线上,作一线段EF,EF=πD,并将其12等分,得各等分点1、2、3、4、3、2、1、2、3、4、3、2、1,过各等分点作EF的垂线,再过管Ⅰ、管Ⅱ的结合点1′、2′、3′、4′作EF的平行线,依次对应相交于各点,把各相交点用圆滑的曲线连接起来,即得管工展开图。(4)管Ⅱ展开图在三通支管一端,沿其直径CM方向的延长线上作线段GH,GH=πD,并将其12等分,得等分点7°、6°、97\n5°、4°、3°、2°、1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°,过各等分点作GH的垂线。再过支管Ⅱ与支管Ⅱ的结合点7′、6′、5′、4′,支管Ⅱ与支管I的结合点3′、2′、1′作线段GH的平行线,依次与过等分GH各点的垂线对应相交于各点,把各相交点用圆滑曲线连接起来,即得管Ⅱ展开图。任意角度等径裤裆三通管的划线、下料与等径正三通管相同,组对时需用量角器认真校对所需角度。第四节异径管的加工异径管俗称大小头,又称为渐缩管或渐扩管。和三通一样,过去管径ꚼ100mm以上的异径管也都是现场制作,现在已开始变径管的商品生产。异径管分为同心和偏心两种,以下介绍现场常用的几种加工方法。1.焊接异径管当大直径管子与小直径管连接时,为了减小阻力损失,一般要采用异径管。制作变径管只允许用大直径管做成渐缩口,不能用小直径的管子渐渐扩大,以保证异径管的强度。焊接异径管如图3-28所示。它的画线方法和尺寸如下。图3-28(a)为同心异径管的平面图及下料展开图。其中A、B及l的尺寸按下式确定:πD0πd0A=;B=;l=3～4(D0-d0)(3-7)nn式中D0———大管子外径;d0———小管子外径;n———分瓣数,管径ꚼ50～100mm的管子取n=4～6,ꚼ100～400mm的管子取n=6～8。图3-28(b)为偏心异径管,其各部分尺寸为:πD0A=(3-8)898\n图3-28焊接异径管3B=δ(3-9)122C=δ(3-10)121D=δ(3-11)12式中δ———大小圆周长之差,δ=π(D0-d0);8及12是小管和大管圆周分瓣数。2.缩口异径管小管径的异径管或异径不大时一般常用缩口的方法。缩口需将管子加热烧红后用手锤捻打。在特殊情况下允许将小管子扩口,但99\n只能扩大一号管径。3.钢板卷制异径管管径较大的异径管可用钢板卷制。根据异径管的高度及两端管径画出展开图,先制成样板再下料,将扇形板料加热后煨制和焊接即成。100\n第四章阀门与测量仪表第一节阀门概述阀门是启闭、控制管道内流体的流向、流速(量)与压力的管道附件,是管道安装中必不可少的设备。阀门的种类很多,通常分类方式也有所不同,不同情况应使用不同的阀门。一、阀门的分类(1)按阀门性质和功能对阀门进行分类①制约类阀门闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀、止回阀(含底阀)、浮球阀、液压控制阀。②调节类阀门减压阀、稳压阀、调节阀、节流阀、流量阀(定流量阀、流量控制阀)。③安全类阀门多功能水泵控制阀、安全阀、泄压阀(紧急开启阀)、恃压阀(紧急开启阀)、倒流防止器、水锤消除阀、紧急关闭阀。④特种类阀门排气阀、排泥阀、温控阀、注水阀、计量阀、换向阀、疏水阀。⑤消防专用阀门包括报警阀和信号阀。报警阀有:湿式报警阀、干式报警阀、预作用阀、雨淋阀;信号阀有:信号蝶阀、信号闸阀。(2)按构成材质可分为铸铁阀门、铸钢阀门、锻钢阀门、铜阀门、不锈钢阀门等。(3)按阀门连接形式分为螺纹连接阀门、法兰连接阀门、焊接阀门等。(4)按驱动方式分为手动阀门、电动阀门、电磁阀门、液压阀门、气动阀门、自动阀门等。101\n(5)按公称压力分为低压阀门、中压阀门、高压阀门等。二、阀门的表示方法阀门的型号由七个单元组成,分别表示阀门的类别、驱动方式、连接形式、结构形式、密封圈或衬里材料、公称压力及阀体材料。各单元的排列顺序及表示的意义如下:1234567第七单元表示阀体材料第六单元表示阀门公称压力第五单元表示阀门密封圈或衬里材料第四单元表示阀门的结构形式第三单元表示阀门连接形式第二单元表示阀门驱动方式第一单元表示阀门的类别第一单元用汉语拼音字母表示阀门类别,代号见表4-1。表4-1阀门类别及代号阀门截止单向减压电磁疏水溢流调节隔膜节流闸阀旋塞球阀蝶阀类别阀阀阀阀器阀阀阀阀代号ZJHXYQZCLFSATGDL第二单元用一个阿拉伯数字表示阀件的驱动方式,代号见表4-2。表4-2阀门驱动方式及代号驱动电磁液电液蜗轮传动的正齿轮传动伞齿轮传动气动液压气液电动机电磁种类驱动驱动机械驱动的机械驱动的机械驱动驱动驱动驱动驱动驱动代号1234567890对于手轮、手柄或扳手等直接驱动的阀件和自动阀件,则在型号表示中取消本单元。第三单元用一位阿拉伯数字表示阀件的连接形式,代号见表4-3。102\n表4-3阀门连接形式及代号连接形式内螺纹外螺纹法兰法兰法兰焊接对夹卡箍卡套代号123456789第四单元用阿拉伯数字表示结构形式,代号见表4-4。表4-4阀门结构型式及代号代号1234567890类别明杆楔明杆楔明杆平明杆平暗杆楔暗杆楔明杆弹闸阀式单式双行式单行双式单式双性闸板闸板闸板闸板闸板闸板闸板直通式直角式直通式直角式截止阀直流式隔膜式节流式其他(铸造)(铸造)(锻造)(锻造)直通填三通填三通保三通润液面指旋塞直通式调节式保温式润滑式料式料式温式滑式示器直通升立式升直通升单瓣旋多瓣旋单向阀降式降式降式启式启式钟形浮热动疏水器浮球式浮筒式脉冲式子式力式外弹簧内弹簧膜片活波纹杠杆弹气热薄减压阀薄膜式薄膜式塞式管式簧式膜式弹簧式封闭不封闭带散热带散热带扳手带扳手带扳手带扳手器微器全溢流阀微启式全启式微启式全启式微启式全启式微启式全启式启式启式杠杆式单杠杆单杠杆双杠杆双杠杆脉冲式安全阀微启式全启式微启式全启式薄膜弹簧式薄膜杠杆式活塞弹簧式带散热带散热不带散不带散调节阀浮子式片气片气热片气热片气阀前阀后阀前阀后开式关式开式关式三、阀门的结构几种常用的阀门见图4-1～图4-21。103\n图4-1明杆平行式双闸板闸阀图4-2暗杆楔形闸板闸阀1—阀体;2—阀盖;3—阀杆;4—阀1—阀体;2—阀盖;3—阀杆;4—阀杆螺母;杆螺母;5—闸板;6—手轮;7—填5—闸板;6—手轮;7—压盖;8—填料;料压盖;8—填料;9—顶楔;9—填料箱;10—垫片;11—指示10—垫片;11—密封圈器;12、13—密封圈图4-3截止阀构造和类型1—阀体;2—阀座;3—阀瓣;4—阀杆;5—手轮;6—阀盖;7—填料;8—压盖;9—密封圈;10—填料压环104\n图4-4旋塞阀图4-5浮动式球阀1—旋塞;2—压盖;3—填料;1—阀体;2—球体;3—填料;4—阀体;5—退塞螺栓4—阀杆;5—阀盖;6—手柄图4-6蝶阀105\n图4-7升降式止回阀图4-8带有弹簧阻尼装置的升降式止回阀1—阀体;2—阀瓣;1—阀体;2—阀座;3—密封圈;3—导向套;4—阀盖4—阀瓣;5—弹簧;6—阀盖图4-9旋启式止回阀图4-10升降式底阀1—阀体;2—阀盖;3—阀瓣;4—摇杆;1—阀体;2—阀座;3—阀瓣;4—导套;5—垫片;6—阀体密封圈;7—阀瓣密封圈5—阀瓣密封圈;6—垫片;7—阀盖图4-11活塞式减压阀1—调节弹簧;2—金属薄膜;3—辅阀;4—活塞;5—主阀;6—主阀弹簧;7—调整螺栓106\n图4-12波纹管式减压阀图4-13弹簧薄膜式减压阀1—调整螺栓;2—调节弹簧;3—波纹管;1—阀体;2—阀盖;3—薄膜;4—活塞;5—阀瓣;4—压力通道;5—阀瓣;6—顶紧弹簧6—主阀弹簧;7—调节弹簧;8—调整螺栓图4-14107\n图4-14各种疏水阀图4-15杠杆重锤式安全阀图4-16弹簧式安全阀108\n图4-17脉冲式安全阀图4-18凸轮浮球阀图4-19配重逆开浮球阀图4-20控制小孔浮球阀图4-21液压水位控制阀109\n第二节阀门的安装阀门安装包括阀门的质量检查、试验、安装就位。安装好的阀门,应位置准确,与管道或设备连接紧密,不渗不漏,操作方便,启闭灵活。一、阀门安装的一般规定1.安装前应进行的检查工作(1)按设计要求核对阀门规格、型号。(2)进行阀门外观检查,检查外观质量有无问题,不允许有裂纹、砂眼等缺陷,阀杆不得弯曲。阀杆转动是否灵活。(3)应检查阀门填料压入后的高度和紧密度,并留有一定的调整余量。(4)阀门密封面表面不得有任何缺陷,表面粗糙度和吻合度(径向最小接触宽度与阀体密封面宽度之比)应满足下列要求。①表面粗糙度要求当公称直径DN小于400mm时不低于Ra0.8;当公称直径DN等于或大于400mm时不低于Ra0.4。②吻合度要求当公称直径小于或等于50mm为30%;当公称直径大于或等于65mm而又小于或等于150mm为25%;当公称直径大于或等于200mm而又小于或等于400mm为20%。(5)旋塞阀的塞子上应有定位标记。2.安装前应进行强度和严密性试验(1)低压阀门应从每批(同制造厂、同规格、同时到货)中抽查10%(至少一个),进行强度和严密性试验。若有不合格,再抽查20%,如仍有不合格则需逐个检查。(2)高、中压和有毒、剧毒及甲、乙类火灾危险物质的阀门均应逐个进行强度和严密性试验。(3)在采暖卫生与煤气系统中的阀门,阀门安装前作强度和严密性试验。对于安装在主干管道上起切断作用的闭路阀门,应逐个做强度和严密性试验。(4)阀门的强度和严密性试验,应符合下列规定。阀门的强度110\n试验压力为公称压力的1.5倍;严密性试验为公称压力的1.1倍。试验压力在试验持续时间内应保持不变,且壳体填料及阀瓣密封面无渗漏。除蝶阀、止回阀、底阀、节流阀外的阀门,严密性试验一般应以公称压力进行,在能够确定工作压力时,也可用1.25倍的工作压力进行试验,以阀瓣密封面不漏为合格。公称压力小于或等于2.5MPa的水用铸铁、铸铜闸阀允许渗漏量不超过表4-5所示。表4-5闸阀密封面允许渗漏量公称直径/mm渗漏量/(cm3/min)公称直径/mm渗漏量/(cm3/min)≤400.0560010.0050～800.1070015100～1500.20800202000.30900252500.501000303001.501200503502.001400754003.00≥16001005005.00严密性试验不合格的阀门,须解体检查,并重新试验。严密性试验合格的阀门,应及时排尽内部积水。密封面应涂防锈油(需脱脂的阀门除外),关闭阀门,封闭出入口。高压阀门应填写《高压阀门试验记录》。阀门试验应在如图4-22所示的专用试验台上进行。把被试验的阀门放在试验台上,用千斤顶或丝杠紧固,往阀体内注水排气,而后逐渐升压至试验压力,进行图4-22阀门试验台检查,达到规定要求即为合格。1—压力表;2—进水管;3—试验台架严密性试验时,闸阀应分别(槽钢);4—上堵板;5—试验阀门;从两面检查其严密性。止回阀在6—下堵板;7—千斤顶;8—钢筋混试验时,试验介质应逆着阀体上凝土座;9—泄水阀;10—放气阀111\n箭头方向进入,在另一端检查其严密性。旋塞阀严密性试验应作两次,第一次合格后,将塞子旋转180°后再重复试验一次(当旋塞阀轴可任意转动时)。3.安装前应清除阀门的封盖和阀内杂物4.安装有方向性要求的阀门安装有方向性要求的阀门时,应使介质流向与阀体上的箭头指向一致。5.安装水平管道上的阀门在水平管道上的阀门,其阀杆应在上半圆范围内,即手轮不准朝下安装。6.阀门安装的高度阀门的安装高度以便于操作为准,当设计无要求时,在立管上的阀门安装高度一般为1.2m左右。同一房间或同一设备上的阀门应安装在同一高度,排列整齐。7.安装铸铁螺纹阀门安装铸铁螺纹阀门时,不可用力过猛,防止因受力不均而损坏阀门。8.安装大型阀门大型阀门(一般直径在300mm以上的阀门)需要吊装时,绳索不准系在手轮或阀杆上,应拴在阀体上。安装大型阀门时,应设专用支架,不得以管道承重。9.阀门安装要便于检修所有阀门均应装在易于操作、检修的地方,埋地管道设置阀门时,阀门处应设阀门井火小室。10.阀门应存放在室内仓库中,搬运时严禁抛掷11.阀门与管子连接阀门与管子等螺纹连接时,管子应用短螺纹。加工螺纹时不得偏斜,以保证管道与阀门在一条直线上。当出现偏斜时,在阀门处严禁冷调直,以免损坏阀门。12.法兰阀门和螺纹阀门应在阀门关闭状态下进行安装112\n二、阀门的安装管道上各类阀门的安装取决于阀门的连接方式,常用阀门多用螺纹和法兰连接。安装中应注意的事项如下。(1)与阀门内螺纹连接的管螺纹采用圆锥形短螺纹,其工作长度应比有关表中短螺纹的工作长度还要少两扣(即少两个牙数)。(2)阀门的安装应使阀门和两侧连接的管道处同一中心线上。因管螺纹加工的引起的丝扣偏斜或法兰与管子焊接不垂直而造成使阀门中心线与管道中心线出现偏差时,禁止在阀门处使用冷加力调直,以免造成铸铁阀体的损坏。(3)直径较小的阀门,运输和使用时不得随手抛掷;较大直径的阀门吊装时,钢丝绳应系在阀体上,使手轮、阀杆、法兰螺孔受力的吊装方法都是错误的。(4)水平管道上安装的阀门,其阀杆和手轮应垂直向上、或倾斜一定的角度安装,而不可做手轮垂直向下的倒装。高空管道上的阀门,阀杆和手轮可水平安装,用垂向低处的链条远距离操纵阀的启闭。(5)所有阀门应装在易于操作检修处,严禁埋于地下。直埋或地沟内管道上的阀门处,应设检查井室以便于阀门的启闭和调节。(6)截止阀、止回阀安装时,应注意流体流动方向,切勿安反。对截止阀应按“低进高出”的方向安装,即进入管应接在低阀孔一侧,出口管应接在阀孔高的一侧。对止回阀,应按阀体标志的流动方向安装。为保证止回阀阀盘的启闭灵活、工作可靠,对直通升降式止回阀应装在水平管道上,对旋启式和立式直通止回阀,可装于水平或垂直管道上。(7)在同一工程中宜采用相同类型的阀门,以便于识别及检修时部件的代换。在同一房间内、同一设备上安装的阀门,应使其排列对称、整齐美观。立管上的阀门安装高度应在1.2m处,以方便启闭操作。(8)施工领用的阀门应有合格证。对无合格证或发现产品的某些损伤时,应进行水压试验,试验压力为工作压力的1.5倍。试验时压力应缓缓升高直至试验压力值,在持续时间内,阀门试验持续113\n时间,压力不下降,阀两侧压力密封处无渗漏、阀体各密封处无渗漏为合格。阀门水压试验时,应随着充水将阀体内空气排净。试验分强度试验和严密性试验两种,其试验方法如下。①阀门的强度试验进行闸阀和截止阀强度试验时,应把闸板或阀瓣打开,压力从通路一端引入,另一端堵塞。试验止回阀时,应从进口端引入压力,出口一端堵塞。试验直通旋塞时,塞子应调整到全开状态,压力从通路一端引入,另一端堵塞;试验三通旋塞时,应把塞子调整到全开的各个工作位置进行试验。带有旁通的阀件,试验时旁通阀也应打开。②阀门的严密性试验试验闸阀时,应将闸板紧闭,从阀的一端引入压力,在另一端检查其严密性;在压力逐渐消除后,再从阀的另一端引入压力,反方向的一端检查其严密性。对双闸板的闸阀,是通过两闸板之间阀盖上的螺孔引入压力,而在阀的两端检查其严密性。试验截止阀时,阀杆应处水平位置,阀瓣紧闭,压力从阀孔低的一端引入,在阀的另一端检查其严密性。试验直通旋塞阀时,将塞子调整到全关位置,压力介质从一端引入,于另一端检查其严密性。对于三通旋塞阀,应将塞子轮流调整到各个关闭位置,引入压力后在另一端检查其各关闭位置的严密性。试验止回阀时,压力介质从出口一端引入,在进口一端检查其严密性。阀体及阀盖的连接部分及填料部分的严密性试验,应在阀件开启的情况下进行。试验合格的阀门,应及时排净内部积水,密封面应涂防锈油(需脱脂的阀门除外),关闭阀门,封闭进出口。(9)阀门安装前的外观检查①伤损情况的检查。②拆卸检查阀座与阀体的结合应牢固。114\n③阀芯与阀座的结合应良好无缺陷。④阀杆与阀芯的联结应灵活可靠。⑤阀杆无弯曲、锈蚀、阀杆和填料压盖配合处良好螺纹无缺陷。⑥阀盖和阀体的结合良好。⑦填加的法兰垫片、螺纹填料、螺栓等齐全,无缺陷。对小的阀门,也可在关闭状态下,放在嘴上用力吹,以检验其严密情况。(10)阀门在安装时,对并排水平管道上的阀门应错开安装,以减小管道间距;对并排垂直管道上的阀门应装于同一高度上,并保持手轮之间的净距不小于100mm。(11)阀门安装时应保持关闭状态。一般情况下螺纹连接的阀门,配用的活接头或长丝活接应安装于介质的出口端。螺纹连接的阀门安装时常常需要卸去阀杆阀芯和手轮,才能拧转,此时,对螺纹闸阀的拆卸,应在拧动手轮使阀保持开启状态后,才好拆卸,否则极易拧断阀杆。三、减压阀的安装减压阀是靠阀孔的启闭对通过介质进行节流达到减压的。它应能使阀后压力维持到要求的范围内,工作时无振动,完全关阀后不漏汽(泄漏),是本专业工程常用的减压设备。目前国产减压阀有活塞式(Y43H-10、Y43H-16)、波纹管式(Y44T-10)及薄膜式(Y42SD-25)等。用于供水减压的减压阀(Y1100)也有广泛应用。减压阀的安装是以阀组的形式表现的。阀组由减压阀,前后控制阀、压力表、安全阀、冲洗管、冲洗阀、旁通管、旁通阀及螺纹连接的三通、弯头、活接头等管件组成。阀组则称为减压器。减压器的安装当直径较小(DN25～DN40)时,可采用螺纹连接并可进行预制组装,此时,阀组的两侧直线管道上应装活接头,以和管道螺纹连接。用于蒸汽系统或介质压力较高的其他系统的减压器,多为法兰连接。减压阀有方向性,安装时不得反装。减压阀应垂直地安装在水115\n平管道上,预制或现场组合的阀组其各部件应在同一中心线上。带均压管的减压器,均压管应连接在低压管道的一端。旁通管是重要组成部分,其管径一般比减压阀公称直径小1～2号管径,当减压阀故障检修时,即可打开旁通阀使系统不间断运行。公称直径50mm及其以下的减压阀,应配以弹簧式安全阀,70mm及其以上的减压阀,配以杠杆式安全阀。所有安全阀的公称直径一般应比减压阀公称直径小2号管径。当设计无明确规定时,减压阀的出口管径建议比进口管径大2～3号管径。减压阀的两侧应分别安装高、低压压力表。施工完毕,在系统试验后应对减压阀管道进行冲洗,此时,关闭减压器进口阀,打开冲洗阀进行冲洗。系统送汽前,应打开旁通阀,关闭减压阀前控制阀,对系统进行暖管并冲走残余污物,暖管正常后,再关闭旁通阀,使介质通过减压阀正常运行。四、疏水器的安装在以蒸汽为介质的供暖系统中,设置疏水器可以自动而迅速有效地排除用汽设备和管道中的凝结水,阻止蒸汽漏失和排除空气等非凝性气体,对保证系统的正常运行,防止凝结水对设备的腐蚀、汽水混合物在系统中的水击、振动、结冻胀裂管道都有着重要的作用。1.常用疏水器按作用原理不同,疏水阀可分为机械型、热动力型和恒温型。(1)机械型常用的有正向浮筒式、倒吊筒式、钟形浮子式、浮球式疏水阀,均为利用蒸汽和凝结水的密度差,使凝结水的液位控制浮筒(浮球)的机械性上下动作来启闭阀孔,以控制疏水阻汽。此类疏水器排水性能好,疏水量大,筒内不易沉渣,较易于排除空气。(2)热动力型有盘型(热动力式)、锐孔型(脉冲式)疏水器两种。均为利用蒸汽和凝结水相变的热工特性控制阀孔的启闭,实现疏水阻汽的。此类疏水阀体积小、质量轻、结构简单,安装维修方便,较易排除空气,且具有止回阀作用。但当凝结水量小或阀116\n前后压差过小时,会有连续漏气现象,过滤器易堵塞,需定期清除维护。(3)恒温型主要有双金属片式、波纹管式、液体膨胀式疏水阀,均为利用蒸汽和凝结水的温度差引起恒温元件的膨胀变形工作的。此类疏水器阻汽排水性能良好,使用寿命长,应用广泛,适用于低压蒸汽系统。2.疏水器的安装疏水阀常和阀前后的控制阀、旁通装置、冲洗和检查装置等组成阀组,称为疏水器,其安装形式由图4-23示出6种不同的类型,可依工程实际需要灵活选用,安装时应明确各阀组组成部分的作用,处理好各自的位置及相互的连接关系。图4-23疏水器安装形式117\n(1)旁通管主要作用是在蒸汽系统初始运行时,通过旁通装置可排放大量凝结水,以减小疏水阀的排水量负荷。当系统已暖管达到正常运行时,应迅速关闭旁通阀,否则蒸汽将窜入回水系统,影响其他用汽设备及室外管网回水压力的平衡。因此,不能一律都设旁通装置。建议小型采暖系统和单独热风系统,采用热动力型疏水阀而不设旁通装置。(2)冲洗管及冲洗阀作用是排气和冲洗凝结水管道。应考虑设置以利运行。(3)检查管及控制阀用以检查疏水阀工作情况。应考虑设置并装控制阀。(4)止回阀作用是防止回水管网窜入蒸汽后压力升高,当压力超过用户系统工作压力时,将影响系统的正常工作。(5)过滤器采暖系统的凝结水中常常含有渣垢需经过滤器予以截留并定期清除,以保证疏水阀阀孔不被阻塞。除自身带有过滤器的热动力疏水阀可不再设过滤器外,其他疏水阀前应设过滤器。过滤器应定期清理维护。带旁通装置的疏水阀可预制组装后,再和管道安装连接。疏水阀的安装可为螺纹连接或法兰连接。其组装的结构尺寸应力求短小,以使疏水阀的安装能尽量少占位置,对供汽设备的排除凝结水时,不论回水总管的位置高、低如何,疏水阀均应接于用汽设备或管道的下部,以保证疏水阀内经常能有水封阻汽,并使加热设备或管道内不会积存凝水。五、安全阀的安装锅炉等压力容器以及相应的管道上通常需要安装安全阀来控制工作压力,使之不超压,保证锅炉以及压力容器的安全运行。1.安全阀的类型(1)弹簧式安全阀具有结构简单,占地少,但弹簧在高温下易蠕变,适用于压力和温度较低的系统(P≤600kPa)。有单弹簧、双弹簧两种。常用型号有A27W-10型单弹簧安全阀(螺纹连接)、A47H-16型带扳手微启式弹簧安全阀(法兰连接)、A37H-16型双118\n弹簧微启式安全阀及A48H-16型带扳手全启式弹簧安全阀(均为法兰连接)等。(2)重锤式安全阀常用于锅炉等压力和温度较高的系统或设备上。常用的有单微启式安全阀(适用于P≤1300kPa,t≤300℃的中型锅炉及压力容器)。微启式泄漏量小,水汽损失少,在采暖通风和蒸汽供热系统上,一般以采用微启式安全阀为宜;全启式泄放量大;速启式是当压力超过规定时,阀门能迅速打开排放多余介质。2.安全阀的安装(1)安装前必须对产品进行认真地检查验明是否有合格证及产品说明书,以明确出厂时的定压情况;查产品铅封完好情况,查外观有无伤残。对铅封破坏,出厂定压不符合工程设计工作压力要求的,均应重新进行强度及严密性试验,以确保工作的安全。(2)安全阀的定压时是以水压或气压试验的方法,按工作压力的要求进行定压。定压时,对弹簧安全阀应用螺丝刀调整弹簧压紧螺栓,对杠杆式安全阀应使重锤在杠杆上微微滑动,直至压力表准确地指示要求的开启压力时,能开始泄放介质为止。定压的安全阀开启压力应为系统工作压力加30kPa。定压后,应在杠杆安全阀的杠杆重锤的两侧标明定压位置(用红油漆紧贴重锤划线或用锯条锯出定压位置线)。(3)各类安全阀介质的进入端与排放端的公称直径均应相同,法兰连接的单弹簧或单杠杆安全阀的阀座内径,一般比安全阀公称直径小1号管径,如DN100的安全阀,其阀座内径为DN80;双弹簧或双杠杆安全阀的阀座内径,比安全阀公称直径小2号,如DN100的双弹簧及双杠杆安全阀,其阀座内径为2×DN65。安全阀的排放管直径应与阀的排出口直径相同,且最小直径应为40mm。排放管应引至室外,并用弯管安装,使管口朝向安全地带。(4)安全阀安装时,当和设备及管道的连接为开孔焊接时,其开孔直径应与安全阀公称直径相同。法兰连接的安全阀,开孔后焊119\n上一段长度不超过120mm的法兰短管,以法兰连接的方法安装安全阀;螺纹连接的安全阀,开孔后焊上一段长度不超过100mm的外螺纹管,用螺纹连接的方法安装安全阀。第三节仪表的安装仪表安装是管道施工中一项重要的内容。下面介绍常用仪表的安装。一、压力测量仪表压力可以用绝对压力或相对压力来表示,表压通常指相对压力。压力仪表按用途分为气压表、压力表(压力计)、真空表(真空计)。(一)弹簧管压力表使用及安装弹簧管压力表是最常用的压力表之一,它规格种类多,测量范围广,使用安全可靠,弹簧管压力表的几种安装方法如图4-23所示。弹簧管压力表的安装要求如下。(1)弹簧管压力表应经过校验,并带有铅封方可允许安装。(2)安装位置应便于观察、维护,并力求避免振动和高温的影响。(3)测量的压力值不论是取正压还是负压,压力表都应安装在与介质流向呈平行方向的管道上,不得安装在管道大小头、弯头分支处,以免流速不稳产生过大的测量误差。(4)与管道或设备连接处的内壁应保持平齐,不应有凸出物或毛刺,以保证能准确的测量静压力。(5)测量蒸汽压力或其他介质波动剧烈时,应在压力表前安装U形管、盘管或缓冲罐,如图4-24(b)、图4-24(c)、图4-24(e)所示,以起缓冲作用。(6)从取压口到压力表之间还应装设切断阀门(尽量靠近取压口),以备检修压力表时使用。(7)引压导管不宜过长,以减少压力指示的迟缓。(8)测量有腐蚀性的介质时,应加装充有中性介质的隔离罐或120\n带隔离膜的隔离罐,如图4-24(d)所示。实际安装时,应针对被测介质的不同性质,如高温、低温、腐蚀性、脏污、结晶、沉淀、黏稠等采取相应的保护措施。图4-24弹簧管压力表的几种安装方法(9)在管道上开孔安装取压管时,须在试压和吹洗前进行。(10)在高压管道上安装压力表时,应采用特制管件,在管道安装的同时进行装配。(11)设备上一般不得随意开孔,不得已时,应在建设单位同意并签字后才能开孔。(二)U形管压力计使用及安装U形管压力计是由U形玻璃管、标尺、液柱三部分组成的。121\n它构造简单,使用方便,精度较高。但是,U形管在测量上却受管子长度的限制,而工作压力(即介质压力)又受到玻璃管自身机械强度的限制,因此,测量范围较窄,而且玻璃管易碎。U形管压力计安装要求如下:(1)U形压力计必须垂直安装,并应选择便于观察和维护的地方。(2)安装地点应力求避免振动和高温。(3)引压导管的根部阀与U形管的连接软管不宜过长,以减少压力指示的迟缓。二、温度测量仪表温度是用来表明物体冷热程度的物理量,测量物体温度是通过某一物体与被测物体相接触,待它们达到平衡后,通过对该物体某种物理性质(几何尺寸、密度、电阻等)的测量来判断被测温度的高低的。(一)玻璃温度计使用及安装玻璃温度计由装有液体的玻璃温包、毛细管和刻度标尺三部分组成。通常按其结构分为棒式、内标尺式(可附金属保护套)。棒式水银玻璃温度计常用于实验室等无振动和无机械损伤的场合;内标尺式多用于管道或设备上;测量范围-30～50℃。有机械体玻璃温度计主要用于测量低温,测量范围为-100～100℃,电接点水银温度计适用于温度控制及报警特别是恒温控制,不适于防爆场所,测温范围为-30～300℃。因温度计在选型时,应根据温度计的目的地、被测介质的性质、温度、变幅、测量精度及测温点的具体条件,如:安装部位,有无振动及机械损伤的可能。玻璃管温度计安装方法如图4-25所示,要求如下。(1)在多粉尘的工艺管道上安装测温元件,应采取防止磨损的保护措施。(2)表面温度计的感温面应与被测表面紧密接触,固定牢固。(3)玻璃温度计应安装在便于检修、观察、不受机械损坏、能122\n图4-25玻璃温度计的几种安装方法代表被测介质温度,而不受外界温度影响的位置。(4)直径50mm以下的管道安装玻璃温度计时,安装处的管径须扩大加一段变径过渡管。(5)直式温度计的标尺部分应垂直安装,在管径小于200mm的水平管道或在上升流速的垂直管上安装时,不得已可以允许迎着介质流束方向插入,向上倾斜成45°角。(6)安装在塔、槽、箱壁上或在垂直管道上,一般应采取用角型温度计。(二)压力式温度计的安装压力式温度计由温包、毛细管和弹簧管等元件构成一个封闭的系统,其构造如图4-26所示。系统内充填有气体、液体或低沸点液体的饱和蒸汽等工作介质。测温时温包置于被测介质中,温包内的工作介质因温度升高而压力增大,该压力变化通过毛细管传递给123\n弹簧管,使弹簧管产生一定的变形,然后借助于指示机构指示出被测的温度数值。压力式温度计的测温范围为-40～550℃,测量距离为20～60m。压力式温度的安装要求如下。(1)压力式温度计的温包必须全部浸入被测介质中,并可用套管加于保护,套管的材质应与工业设备和管道材质相同,其间隙之间用金属或石墨粉填充,确保传热良好。(2)毛细管的敷设应有保护措施,可敷设在角钢或保护管内,其弯曲半径不应小于50mm,周围温度图4-26压力式温度计变化剧烈时应采取隔热措施。1—温包;2—毛细管;(三)热电阻和热电偶安装3—指示(或记录)部分热电阻又叫电阻温度计,它是Ⅰ—弹簧管;Ⅱ—扇形齿轮;Ⅲ—连杆;由热电阻、导线和测量电阻值变化Ⅳ—机心齿轮;Ⅴ—指针;Ⅵ—刻度盘仪表组成。它测量准确,可用于低温或低温差测量。与热电偶相比,维护工作量大,振动场合易损坏。一般有铂电阻(-200～650℃)、铜电阻(-50～150℃)。热电偶又叫热电高温度计,是由热电偶、电气测量仪表和导线组成,它测量准确,与热电阻相比其安装维护方便,不易损坏。需补偿导线,安装费用较高。其长度由工作端在介质中插入的深度决定,通常为350～200mm,目前最常用的长度为350mm,其安装方法如图4-27所示。热电偶和热电阻安装要求如下。(1)热电偶(阻)应安装在易受被测介质强烈冲击的地方。(2)在垂直弯管处,热电偶(阻)应迎着流束方向插入。(3)在上升流束的垂直管上,安装时应把热电偶(阻)迎着流束方向插入向上倾斜成45°角。124\n图4-27热电阻和热电偶的安装(4)在水平安装时其插入深度大于1m或被测温度大于700℃时,应采取防弯曲措施。(5)热电偶(阻)与被测管道和设备的连接形式有丝扣连接、法兰连接,如法兰垫片是紫铜片应进行退火处理。(6)不得安装在有振动的管道和设备上,安装时不得敲打,以免损坏内部瓷臂与电阻丝。(7)热电偶(阻)在公称通径小于80mm管道上安装时应用扩大管。三、流量测量仪表流量是单位时间内通过过流断面的流体体积。用来测量流体流量的仪表,称为流量测量仪表。流量测量仪表有两种作用:一是构成对流量的自动调节或控制;二是对通过的液态、气态物质进行准125\n确的计量,以便作为经济核算的依据。(一)水表使用及安装1.各类水表的使用范围一般情况下,公称直径小于或等于50mm时,应采用旋翼式水表;公称直径大于50mm时,应采用螺翼式水表;当通过流量变化幅度很大时,应采用复式水表;在干式和湿式水表中,应优先采用湿式水表。住宅的分户水表其公称直径一般为15mm,但如用户装有自闭式大便器的冲洗阀时,为了保证必要的冲洗强度,水表的公称直径不宜小于20mm。旋翼式水表具有最小起步流量及计量范围较小,水流阻力较大,其中干式的计数机构不受水中杂质污损,但精度较低;湿式具有构造简单、精度较高的特点。适用于用水量及逐时变化幅度小的用户,只限于计量单向水流。螺翼式水表最小起步流量及计量范围较大,水流阻力小;适用于用水量大的用户,只限于计量单向水流。容积式活塞水表精度较高,表型体积小,采用数码显示,只能安装在室内水平管道上,适用于工矿企业及住宅计量,只限单向水流。此外,还有复式水表、正逆流水表(介质海水)、定量给水水表等。2.水表安装(1)水表应安装在便于检修和读数,不受暴晒、冻结、污染和机械损伤的地方。(2)螺翼式水表的上游侧,应保证长度为8～10倍水表公称直径的直管段,其他类型水表的前后,则应有不小于300mm的直线管段。(3)旋翼式水表和垂直螺翼式水表应水平安装,水平螺翼式和容积式水表可根据实际情况确定水平、倾斜或垂直安装,垂直安装时,水流方向必须自下而上。(4)水表前后和旁通管上均应装设检修阀门,水表与表后阀门间应装设泄水装置。为了减少水头损失并保证表前管内水流的直线126\n流动,表前检修阀门宜采用闸阀。(5)室内明装分户水表,表外壳距墙外皮距离为10～20mm。(二)流量计1.差压式流量计差压式流量计由节流装置和差压计组成,如图4-28所示。其中节流装置是在管道中产生流量测量的信息———差压,该元件由节流件、取压装置、前后导压管组成,差压计则是流量计的显示装置。差压流量计适用于压力≤4000kPa的清洁液体、气体、蒸汽等介质,规格在50～1000mm之间,其使用面广,结构简单,通图4-28差压式流量计的装置示意图用化程度高,仪表显示系列化。1—管道;2—节流部件;3—切断阀;4—隔离差压式流量计安装要求罐;5—引压导管;6—平衡阀;7—差压计如下。(1)孔板或喷嘴安装前进行外观检查,孔板的入口和喷嘴的出口边缘应无毛刺和圆角。(2)安装前进行清洗时注意不要损伤节流件。(3)孔板的锐边或喷嘴的曲面侧应迎着被测介质的流向。(4)在水平和倾斜的工艺管道上安装的孔板或喷嘴,若有排泄孔时,排泄孔的位置对液体介质应在工艺管道的正上方,对气体及蒸汽介质应在工艺管道的正下方。(5)孔板或喷嘴与工艺管道的同轴度及垂直度,应符合如下规定。夹紧节流件用的法兰面应与管道轴线相垂直,垂直度允许偏差为1°;法兰应与工艺管道同轴,法兰间应保持平行,其偏差不大于法兰外径的1.5%,且不得大于2mm;采用对焊法兰时,法兰内径必须与工艺管道内径相同。(6)环室上有“+”号的一侧应在被测介质流向的上游侧,当127\n用箭头标明流向时,箭头的指向应与被测介质的流向一致。(7)垫片的内径不应小于工艺管道的内径。(8)节流装置安装处节流后2d范围内,管道内表面应光滑,无明显凹凸现象。(9)测量差压用的正压管及负压管应敷设在环境温度相同的地方。(10)全部引压管路应保证密封可靠。(11)引压管路中应装有必要的切断、冲洗、灌封液及排污等所需的阀门。2.转子流量计转子流量计由锥形管(玻璃管或金属管)和管内的转子组成,图4-29所示为转子流量计的示意图。当流体流经锥管时,转子在流体中浮起并旋转,转子上有斜槽,可保持转子在流体中转动平稳。因为转子的上下差压始终是一定的,所以浮起的高度只与转子和锥形管内壁之间的环隙的大小有关,当转子浮起位置越高时,环隙就越大,流量也就越大,因而由转子浮起的高度位置就可以在锥形管的刻度上读出流量值。玻璃管转子流量计适用于测量压力图4-29转子流量计示意图低于0.6MPa、温度低于1000℃的除氢1—锥形管;2—转子;氟酸以外的任何非混浊的液体或气体。3—介质流向金属锥形管转子流量计可用于测量压力为1.2MPa以下的液体或气体的流量。转子流量计的安装要求如下。(1)转子流量计必须垂直安装,仪表进出口前后应有不小于5D(D为管道外径)的直管段长度,且不小于500mm。(2)被测介质流过流量计锥形管的方向应自下而上。128\n(3)安装进出流量计的管子,应用支架固定牢靠,以防管子质量加在流量计上。3.电磁流量计电磁流量计由电磁流量变送器和电磁流量转换器配套组成。它是利用电磁感应的原理来远距离测量管道中导电液体体积流量的仪表,此外如与相应的单元组合仪表配套,可对流量进行指示、记录、计算、调节、控制及数据处理,适用于介质为清洁液体、黏液、泥浆等可导电液体的测量,但不适于气体、蒸汽及铁磁性物质的测量。电磁流量计测量精度不受介质的温度、密度、黏度及电导率的影响;要求的前后直管段小,可以为无压力损失;无可动部件响应快,可测量脉动流量;易磨损,清洗时电极易损坏,使用时要注意排除干扰信号。电磁流量计的安装要求如下。(1)垂直安装液流应自下而上,水平安装时需使两电极在同一水平面上。(2)口径大于300mm时,应有专用的支架支撑。(3)周围有强磁场时,应采取防干扰措施。(4)流量计、被测介质及工艺管道三者之间应连成等电位,并应接地。四、液位测量仪表液位测量仪表常用在储液容器或设备上,一是起计量作用,反映储罐中的原料、半成品或成品的数量;二是可通过液体变化情况,监视生产过程及设备是否正常。例如:锅炉汽包水位的测量和控制。(一)玻璃液位计使用及安装1.玻璃液位计原理玻璃液位计是一种使用最早和最简单的直读式液位计,它有玻璃管式和玻璃板式两种,如图4-30所示。它的结构简单,工作可靠,无可动部件,价廉,但玻璃管液位计易损坏,多用于蔽口式密闭容器内液位的直接指示,不宜用于黏稠及深色介质的液位测量。玻璃管液位计的测量范围为:液位0～1.4m,介质温度≤129\n图4-30玻璃液位计示意图3１００℃，工作压力≤1.6×10kPa。玻璃板液位计的测量范围为:液位0～1.7m,介质温度-40～3250℃,工作压力≤4.0×10kPa。2.玻璃液位计安装(1)玻璃液位计必须垂直安装,并应安装在便于观察和检修的地方。(2)玻璃管垫料为生料带或油浸石棉绳,用压环压紧,并用锁母锁住。(3)玻璃液面计应设有排液阀门和接到地面的排液管。(4)玻璃液位计应有防护罩,以免玻璃管爆裂时伤人。(二)浮标液位计使用及安装1.浮标液位计浮标液位计,是由浮标、绳索、滑轮、平衡重锤和标尺组成的。浮标浮于液面,并随液面的变化而升降,升降的位图4-31浮标液位计示意图1—浮标;2—导向杆;3—滑轮;4—钢移量可以直接从标尺中看出,丝绳;5—平衡重锤;6—标尺从而记录下液面的高度。这种130\n液位计简单、直观,适用于开口容器(水箱、水池)的液位测量。如图4-31所示。2.浮标液位计的安装(1)浮标液位计的标尺应平行于容器安装,浮标与重锤上下活动时不得有障碍物挡挂。(2)浮标液位计应安装在离容器进出口稍远的地方,以减小液体的扰动。(3)浮标液位计必须牢固垂直安装,标尺顶部的钢丝绳滑轮及延伸臂上的钢丝绳保护套管,应由角钢和槽钢从容器顶处引出。(4)绳索(钢丝绳或尼龙绳)在滑轮上运动要灵活,减少摩擦阻力,提高测量精度。(5)浮标及钢丝绳应找准中心,保持垂直,钢丝绳应不扭结,不歪斜。(6)其安装高度宜使仪表全量程的1/2处为正常液位。(三)液位传感器与液位控制装置FYK型液位传感器和YKZ型液位控制装置在高水箱及水池上得到了广泛运用。它是将三个探头分别布置在水箱(池)低水位、高水位、报警水位上,当液面降到水箱(池)低水位时,(1SW)探头传出信号给电源控制箱并接通水泵电源,水泵投入工作,当液面升至高水位时,(2SW)探头传出信号切断电源,水泵停止工作。(3SW)报警水位高于高水位线,一般情况下高水位探头不失灵,液面升不到报警水位线,它们均起到停泵的作用。该装置实质上是水泵的自动投入装置,在正常工作中无需人员操作,使用方便。安装要求如下。(1)安装在便于检修的位置上。(2)探头位置避开进出管口,减小水流扰动。131\n第五章管道探伤、试验及质量标准各类管道安装完毕,对规定进行无损探伤的焊缝,先进行无损探伤,合格后再进行系统压力试验。按试验的目的,可分为管路力学性能的强度试验和检查管道连接情况的严密性试验。第一节管道探伤一、探伤的目的当管道安装完毕时,要检验管道焊口的内部质量,但又不能损伤管道焊口本身,因此要对管道焊口进行无损探伤。二、探伤的种类、要求探伤可分为超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、着色探伤等等。凡规定必须进行探伤的焊缝,应对每一焊工所焊的焊缝按比例进行抽查,在每条管线上最低探伤数量不得少于一个焊口。若发现不合格焊缝,应对被抽查焊工所焊焊缝按原规定比例加倍进行探伤,如仍不合格,则应对该焊工在该管线上所焊全部焊缝进行探伤。凡是探伤检查出的不合格焊缝,必须在进行返修后仍按原规定进行探伤。同一焊缝允许返修次数:碳素钢不超过3次,合金钢、不锈钢及有色金属不超过2次。探伤人员必须持有劳动保障部门颁发的资格证书,才可以承担同资格证书等级相应的探伤工作。三、射线探伤的数量和质量要求管道进行射线探伤时,先看设计有无数量要求。如设计无规定时,可按表5-1的规定进行射线探伤。132\n表5-1管道焊缝射线探伤数量焊缝等级探伤数量/%适用范围Ⅰ100高于Ⅱ级焊缝质量要求的焊缝A100Ⅰ、Ⅱ类管道固定焊口ⅡB15Ⅲ、Ⅱ类管道转动口,Ⅲ类管道固定口探伤数量为40%A10Ⅳ类管道固定口ⅢB5Ⅳ类管道转动口A5Ⅳ类铝及铝合金管道焊口,固定焊口探伤效为15%由检查员根据现ⅣB场情况具体提出Ⅴ类管道焊口时,但不多于1%射线探伤数量计算时,对各种不同材质的管道和各种管径的管道应分别计算,每种管道不得少于一道口或两张片子。射线探伤的质量要求:对接接头的质量不低于Ⅱ级为合格。四、超声波探伤的数量和质量要求Ⅰ级焊缝应以发现裂缝为目的进行100%的超声波探伤。Ⅱ、Ⅲ级焊缝可选用一种方法或两种方法分主次同时使用,超声波探伤数量与射线探伤数量相同。当选用超声波探伤时,应经施工技术总负责人批准,并应对超声波探伤部位作射线探伤复验,复验长度为规定探伤数量的20%,且不少于300mm或一个焊口,当管壁厚大于21mm且无法进行单壁透照时可不进行复验。Ⅳ级焊缝的超声波探伤可参照Ⅳ级焊缝射线探伤办法处理。因此,对于探伤数不大的Ⅳ、Ⅴ类管道的对接焊缝,一般都考虑射线探伤一次完成,对不便进行射线探伤的角焊缝才采用超声波探伤。超声波探伤的质量要求:对接接头的质量不低于Ⅰ级为合格。第二节管道系统试验管道安装完毕后,应按设计要求对管道系统进行强度、严密性133\n试验,以检查管道系统各连接部位的工程质量。由于管道的种类、材质、用途不同,设计对管道要进行的试验项目要求也不同。一般试验项目有强度试验、严密性试验、渗水量试验。试验用介质有水、空气、惰性气体等。一、管道系统试验前应具备的条件(1)在进行管道系统试验前应检查该系统的管道与设备完成情况。①管道全系统是否安装完毕并符合设计和规范要求。②支、吊架安装完毕。③焊接和热处理工作结束,该焊接的附件,如保温钉等已全部焊接完毕。焊接及其他应检查的部位未经涂漆和保温。④埋地管道的坐标、标高、坡度及管基、垫层等经复查合格。试验用的临时加固措施经检查确认安全可靠。⑤试验用压力表已经校验,精度不低于1.5级,表的满刻度值为最大被测压力的1.5～2倍,压力表不少于2块。⑥具有完善的并经批准的试验方案。(2)高压管道应对下列资料进行审查。①制造厂的管子、管道附件的合格证明书。②管子校验性检查或试验记录。③管道加工记录。④阀门试验记录。⑤焊接检验及热处理记录。⑥设计修改及材料代用文件。(3)对不能参与试验的系统、设备、仪表及管道附件等加以隔离其中安全阀、爆破片应拆卸,该位置加装盲板进行密封,且应有明显标记和记录。(4)设备及管道上的膨胀指示器等应调至零位。(5)有冷脆倾向的管道,应根据管材的冷脆温度,确定试验介质的最低温度,以防脆裂。(6)如管道系统与运行中管道相连,应设置隔离盲板。对水或134\n蒸汽管道如用阀门隔离时,阀门两侧温差不应超过100℃。二、液压试验1.液压试验对介质的要求液压试验应用洁净的水作介质,氧气管道应用无油质的洁净水作介质。奥氏体不锈钢液压试验时,水的氯离子含量不应超过25mg/kg。2.液压试验的试验压力规定液压试验分液压强度试验、液压严密性试验、渗水量试验。具体做什么试验应根据设计要求进行,液压试验压力应按表5-2的规定进行。表5-2液压试验压力管道级别设计压力/MPa强度试验压力/MPa严密性试验压力/MPa真空—0.20.1地上管道—1.25PP中埋1.25P且不、低钢—不大于系统地小于0.4压内阀门的单P管铸≤0.52P体试验压力道铁>0.5P+0.5高压—1.5PP3.液压试验的合格标准液压试验宜在环境温度5℃以上进行,如环境温度低于5℃,应采取防冻措施。常用的防冻措施有:选择天气晴朗的下午;搭防风棚;生火炉子或用温热水作介质,提高环境温度。试验完毕应及时将管内存水放净,以防冻裂管道。(1)液压强度试验合格标准:升压应缓慢,达到试验压力后,停压10min,以无泄漏、目测无变形为合格。(2)液压严密性试验合格标准:液压严密性试验一般在强度试验合格后进行,经全面检查以无泄漏为合格。(3)渗水量试验合格标准:埋地压力管道(钢管、铸铁管在回填土后,还应进行系统最终水压试验)试验前管内需充水浸泡135\n24h,试验压力为设计压力,时间为24h,其渗水量应符合表5-3的要求;渗水量严重的接口必须修理,当公称直径小于或等于400mm的埋地铸铁管道做最终试验时,如能排尽管内空气,在10min内压力降不大于0.05MPa即为合格,可不作渗水量试验。渗水量试验应在系统吹洗合格后进行,试验时的测压、测温点应有代表性。表5-3压力管道允许渗水量公称直径DN允许渗水量L/(km·min)公称直径DN允许渗水量L/(km·min)/mm钢管铸铁管/mm钢管铸铁管1000.280.705001.12.21250.350.906001.22.41500.421.057001.32.552000.561.408001.352.702500.71.559001.452.903000.851.7010001.503.003500.91.8011001.553.104001.01.9512001.653.304501.052.10三、气压试验1.气压试验对介质的要求气压试验介质一般用空气或惰性气体。2.气压试验的压力规定气压试验分气压强度试验和气压严密性试验,气压严密性试验应在液压强度试验合格后进行,以空气试验时,其压力不宜超过25MPa。气压强度试验压力为设计压力的1.15倍;真空管道为0.2MPa。严密性试验压力按设计压力进行,但真空管道不小于0.1MPa。有铸铁附件的管道系统,如用气压代替液压进行强度试验,其全部铸铁附件应预先经液压强度试验合格。需作气压试验的铸铁管道,必须在水压强度试验合格后进行。气压试验压力为:地136\n上管道不大于0.15MPa;埋地管道不大于0.4MPa。试验时不得敲击管道。3.气压试验的合格标准(1)气压强度试验合格标准:气压强度试验,压力应逐级缓升,首先升至试验压力的50%,进行检查,如无泄漏及异常现象,继续按试验压力的10%逐级升压,直至强度试验压力,每一级稳压3min,达到试验压力后稳压10min,以无泄漏、目测无变形等为合格。(2)气压严密性试验合格标准:强度试验合格后,降至设计压力,用涂刷肥皂水(铝管应用中性肥皂水)的方法检查,如无泄漏,稳压30min,压力不降,则严密性试验合格。四、泄漏量试验对于输送剧毒介质与甲乙类火灾危险性介质的管道,在系统吹洗合格后,应进行泄漏量试验。泄漏量试验压力等于设计压力,且不应低于0.02MPa(表压),时间为24h。全系统每小时平均泄漏率应符合设计要求。如设计无规定时,不得超过表5-4的规定。表5-4允许泄漏率每小时平均泄漏率/%管道环境剧毒介质甲乙类火灾危险介质室内及地沟0.150.25室外及无围护结构车间0.300.50注:上述标准适用于公称直径300mm的管道,其余直径管道的压力标准尚应乘以校正系数K。校正系数的计算方法如下:300K=(5-1)DN式中DN———试验管道的公称直径,mm。实际泄漏率计算公式:100p2·T1A=1-(5-2)tp1·T2式中A———每小时平均泄漏率,%;p1———试验开始时的绝对压力,MPa;p2———试验结束时的绝对压力,MPa;T1———试验开始时气体的绝对温度,K;137\nT2———试验结束时气体的绝对温度,K;t———试验时间,h。第三节管道的吹扫管道系统强度试验合格后,或气压严密性试验前,应分段进行吹扫与清洗。一、吹扫与清洗的一般规定1.吹洗方法和吹洗顺序应根据对管道的使用要求、工作介质及管道内表面的脏污程度确定。一般可选用压缩空气、蒸汽、惰性气体等进行吹洗。一般应按先主管,后支管,最后疏、排管顺序依次进行吹洗。2.其他注意事项吹洗时,管道脏物不得进入设备,设备吹出的脏物也不得进入管道。管道吹扫有足够的流量,吹扫压力不得超过设计压力,流速不低于工作流速。一般不少于20m/s。吹洗时除有色金属管道外,应用锤子(不锈钢管道用木锤)敲打管子,对焊缝、死角和管底等部位应重点敲打,但不得损伤管子。二、吹洗前的准备工作吹洗前应将系统内的仪表加以保护,并将孔板、喷嘴、滤网、温度计、节流阀及止回阀阀芯等拆除,妥善保管,待吹洗后复位。不允许吹洗的设备及管道应与吹洗系统隔断。应考虑管道支、吊架的牢固程度,必要时应加固。对不能吹洗或吹洗后可能留存脏污、杂物的管道,应用其他方法补充清理。三、水冲洗各种管道在投入使用前,必须进行清洗,工作介质为液体的管道,一般应进行水冲洗,以清除管道内的焊渣等杂物。1.冲洗用水要求冲洗用水可根据管道工作介质及材质选用饮用水、工业用水、软水、澄清水或冷凝水等。如用海水冲洗时,最后还需用清洁水冲-6洗。奥氏体不锈钢管道不得使用海水或氯离子含量超过25×10mol/L的水进行冲洗。对于热水、供水、回水及凝结水管道系统,可以用澄清水进行冲洗。如管道分支较多,排水管可从管道末端接138\n出。排水管截面积不应小于冲洗管道截面积的60%。排水管应接入可靠的排水井或排水沟中,并应保证排泄畅通和安全。水冲洗应以管内可能达到的最大流量或不小于1.5m/s的流速进行。如不能用水冲洗或水冲洗不能满足清洁要求时,可用空气进行吹扫,但应采取相应的措施。2.水冲洗合格标准水冲洗应连续进行。当设计无规定时,则以出口的水色和透明度与入口处目测一致为合格。管道冲洗后应将水排尽,需要时可用压缩空气吹干或采用其他保护措施。四、空气吹扫各种化工工艺管道的吹扫,应按设计的具体要求进行。工作介质为气体的管道,一般应用空气吹扫,如用其他气体吹扫时,应采取安全措施。忌油管道的吹扫气体不得含油。如氧气管道应用不带油的压缩空气进行吹扫,吹扫后的氧气管道投入使用前还必须用管道系统2倍体积的氧气进行吹扫,其排气管应接至室外,排出口距地面应不小于2.5m,并应远离火源。乙炔管道应选用空气吹扫,投入使用前还必须用氮气进行吹扫,直至排出口的氮气中含氧量小于3%为合格。空气吹扫合格标准为:在排气口用白布或涂有白漆的靶板检查,如5min内检查其上无铁锈、尘土、水分及其他脏物即为合格。五、蒸汽吹扫蒸汽管道应用蒸汽吹扫。非蒸汽管道如用空气吹扫不能满足清洁要求时,也可用蒸汽吹扫,但应考虑其结构应能承受高温和热膨胀因素的影响。1.蒸汽吹扫前的准备工作蒸汽吹扫压力温度都较高,在吹扫前一定要把各项准备工作都做好,在能确保吹扫安全后方能进行吹扫。蒸汽吹扫的排汽管应接至室外,并加以明显标志,管口应朝上,确保排放的蒸汽不会烫伤人或树木等,保证排放安全。排汽管应具有牢固的支承,以承受排空的反作用力。排汽管直径不应小于被吹扫的管径,长度应尽量短捷,以减少阻力。绝热管道的蒸汽吹扫工作,一般宜在绝热施工前139\n进行,必要时可采取局部的人体防烫措施,确保蒸汽吹扫的安全进行。吹扫总管用总汽阀来控制蒸汽流量,吹扫支管用管路中各分支处的阀门控制流量。在开启阀门前,应将前面管道中的凝结水由疏水管放掉。2.蒸汽吹扫当准备工作就绪后,可开始蒸汽吹扫工作。先应缓慢升温暖管,当升压至0.3～0.4MPa时,对所有法兰连接情况检查一次,必要时可进行热态下紧固。然后继续升温暖管,直到达到吹扫压力时,稳压继续暖管,当吹洗段末端与进汽口管端的温度接近相等时,恒温1h后方可进行吹扫,然后管子自然降温至正常的环境温度,这时需要再升温来加热管子,恒温1h后再进行第二次吹扫,如此反复,直至合格为止,如此反复不少于3次。吹扫时锅炉应全负荷运行,使压力尽量维持在管道设计工作压力的75%左右,最低不应低于工作压力的25%(压力太低起不到吹扫作用)。吹扫流量为管道设计流量的40%～60%,每个排汽口吹扫两次,每次吹扫15～20min。蒸汽阀的开启和关闭都应缓慢,不能过急,以免形成水锤,引起管子和阀件的破裂。3.蒸汽吹扫的检查方法及合格标准中、高压蒸汽管道的吹扫效果用装于排汽管内(或排汽管口处)的靶板进行检查,靶板可用铝板制成,靶板表面应光洁,宽度为排汽管内径的8%,长度略大于管子内径,在保证上述冲刷力的情况下,连续两次更换靶板检查,靶板上肉眼可见的冲击斑点不多于10点,每点不大于0.6mm,即认为合格。一般蒸汽或其他管道,可用刨光木板置于排汽口处检查,板上应无铁锈、脏物即为合格。管道吹扫合格后,除按技术,安全和组织措施进行检查及恢复工作外,不得进行其他可能影响管道内部清洁的工作。第四节管道工程质量要求随着管道工程的设计标准和技术水准的不断提高,施工技术难度越来越大,工程质量和验收标准也越来越高。一、材料使用要求由于各种工程对管道有着不同的要求,各种材质的管道又具有140\n不同的施工方法。材料的好坏,直接影响着工程质量。因此,材料使用前应进行以下各项检查。(一)一般检查管子、管道附件(以下简称管件)、阀门及卷管板材必须有制造厂的合格证明书,否则应补所缺项目的检验,其指标应符合国家或部颁技术标准。管子与管件、阀门质量的好坏,直接影响着工程质量,在使用前一定要按设计要求核对其规格、材质、型号,并应进行外观质量检查,要求其表面应符合以下各项要求。①无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮等缺陷;②不超过壁厚负偏差的锈蚀或凹陷;③螺纹密封面良好,精度及光洁度应达到设计要求或制造标准;④合金钢应有材质标志。(二)钢管检验所有钢管使用前除检查以上项目外,还应检查外径及壁厚,尺寸偏差应符合钢管制造标准。高压钢管应具有制造厂的合格证明书,在证明书上应注明:供方名称或代号;需方名称或代号;合同号;钢号;炉罐号、批号和质量;品种名称和尺寸;化学成分;试验结果(包括参考性指标);标准编号。高压钢管验收时,如有下列情况之一,则应进行校验性检查。(1)证明书与到货钢管的钢号或炉罐号不符。(2)钢管或标牌上无钢号、炉罐号。(三)铸铁管检验铸铁管是用灰口铸铁浇铸成的管子,分铸铁给水管和铸铁下水管两种。管子内外涂防锈沥青一层,铸铁给水管内壁还需搪水泥一层,以防止内壁积水垢。合格的铸铁管应有制造厂的名称或商标、制造日期及工作压力符号等标记。对铸铁管、管件还应进行外观检查,每批抽10%检查其表面状况、涂漆质量及尺寸偏差。且内外表面的漆层应完整、光洁,附着牢固。内外表面应整洁,不得有裂缝、冷隔、瘪陷和错位等缺陷。其他要求如下。141\n1.承插部分不得有粘砂及凸起,其他部分不得有大于2mm厚的粘砂及5mm高的凸起。2.承口的根部不得有凹陷,其他部分的局部凹陷不得大于5mm。3.机械加工部位的轻微孔穴不大于1/3厚度,且不大于5mm。4.间断沟陷,局部重皮及疤痕的深度不大于5%壁厚加2mm,环状重皮及划伤的深度不大于5%壁厚加1mm。铸铁管、管件的尺寸允许偏差应符合表5-5的要求。表5-5铸铁管、管件尺寸允许偏差承插口环隙(E)承插口深度(H)管子平直度/(mm/m)DN<2003DN≤800±E/3±0.05HDN200～DN4502DN>800±(E/3+1)DN>4501.5法兰与管子或管件的中心线应垂直,两端法兰应平行。法兰面应有凸台和密封沟。铸铁管或管件,如无制造厂的水压试验资料时,使用前应每批抽10%作水压试验,如有不合格,则应逐根检查。二、管路附件选用要求(一)管路附件的选用弯头、异径管、三通、法兰、盲板、补偿器、紧固件等的选用应以设计图为依据。如设计无明确规定一般应根据管材进行选用:无缝钢管一般用在承压管道,应选用焊接、法兰连接管路附件;对于水煤气管道,因压力较低为使用过程中维护检修工作方便应选用丝接管件和管路附件。(二)管路附件的检验弯头、异径管、三通、法兰、盲板、补偿器及紧固件等安装前应进行检查,其尺寸偏差应符合现行的部颁标准,材质应符合设计要求。高压管件、中压焊接管件应核对制造厂的合格证书,并确认下142\n列项目符合国家或部颁标准。(1)化学成分。(2)热处理后的机械性能。(3)合金钢管件的金相分析结果(也可用热处理状态说明代替)。(4)高压管件的无损探伤结果。法兰密封面应平整光洁,不得有毛刺及径向沟槽。法兰螺纹部分应完整,无损伤。凸凹法兰应能自然嵌合,凸面的高度不得低于凹槽的深度。螺栓及螺母的螺纹应完整,无伤痕、毛刺等缺陷。螺栓与螺母应配合良好,无松动或卡涩现象。石棉橡胶、橡胶、塑料等非金属垫片应质地柔韧,无老化变质或分层现象,表面不应有折损、皱纹等缺陷。金属垫片的加工尺寸、精度、粗糙度及硬度应符合要求,表面应无裂纹、毛刺、凹槽、径向划痕及锈斑等缺陷。包金属及缠绕式垫片不应有径向划痕、松散、翘曲等缺陷。三、安装质量要求(一)一般规定(1)管道及管道支座严禁铺设在冻土和未经处理的松土上。(2)管道的坡向、坡度应符合设计要求。管道的坡度,可用支座下的金属垫板调整,吊架用吊杆螺栓调整。垫板应与预埋件或钢结构进行焊接,不得加于管道与支座之间。(3)镀锌碳素钢管无焊接接口。(4)管道的法兰连接螺母应在同侧,螺杆露出螺母长度一致,且不大于螺杆直径的1/2。(5)金属管道的承插和套箍接口应灰口密实、饱满,填料凹入承口边缘不大于2mm,胶圈接口平直无扭曲,对口间隙准确。(6)管道支(吊、托)架及管座(墩)的安装位置正确,埋设平正牢固,排列整齐,支架与管子接触紧密。(7)阀门安装型号、规格、位置、进出口方向正确,连接牢固紧密,启闭灵活,朝向合理,表面洁净。143\n(8)法兰、焊缝及其他连接件的位置应便于检修,并不得紧贴墙壁、楼板或管架上。(9)合金钢管道不应焊接临时支撑物,如有必要时应符合焊接的有关规定。(10)脱脂后的管子、管件及阀门,安装前必须严格检查,其内外表面是否有了油迹污染,如发现有油污斑点时,不得安装,应重新脱脂处理。埋地管道安装时,如遇地下水或积水,应采取排水措施。(11)埋地管道试压防腐后,应办理隐蔽工程验收,填写《隐蔽工程记录》,及时回填土,并分层夯实。(12)管道穿越道路,应加套管或砌筑涵洞保护。(二)中、低压管道安装(1)管道预制管道预制后应考虑运输和安装的方便,并留有调整活口。预制完毕的管段,应将内部清理干净,封闭管口,严防杂物进入。管段预制完毕后应及时编号,并妥善保管。中低压预制管段的组合尺寸偏差不得超过下列要求。①每个方向总长偏差为±5mm。②各管件到端头间距偏差为±3mm。③角度偏差为±3mm/m。④管端长度最大偏差为±10mm。⑤支管与主管的横向偏差为±1.5mm。⑥法兰两相邻的螺栓应跨中安装,与中心线不对称偏差为±1mm。⑦法兰面与管中心垂直偏差,公称直径小于或等于300mm时为1mm;公称直径大于300mm时为2mm。预制管件组合件应具有足够的刚性,不得产生永久变形。(2)法兰安装法兰连接时应保持平行,其偏差不大于法兰外径的1.5/1000,且不大于2mm,不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。法兰连接应保持同轴,其螺栓孔中心偏差一般不超过孔径的5%,并保证螺栓自由穿入。垫片安装时一般可根据需要,分别涂以石墨粉、二硫化钼油144\n脂、石墨机油等涂料。当大口径的垫片需要拼接时,应采用斜口搭接或迷宫形式,不得平口对接。(3)管道的拉伸与压缩管道的预拉伸(或压缩)必须符合设计规定。需热处理的预拉伸管道焊缝,在热处理完毕后,方可拆除预拉伸时所装的临时卡具。(4)管道安装管道安装工程应根据各工程特点,结合现场的具体条件,合理安排施工顺序。一般应先装地下,后装地上;先装大管道,后装小管道;先装支架、吊架,后装管道。各类管道在交叉安装中相碰时,应按下列原则避让,小口径管道让大口径管道;无压力管道让有压力管道;低压管道让高压管道;一般管道让低温、高温管道;辅助管道让物料管道;一般物料管道让高结晶、易沉淀物料管道;支管道让主管道。管道安装工程的最终目的是使管道系统满足使用功能的要求,保证安全运行,因此安装施工时必须达到如下基本技术要求。①管道流程、材质及安装位置等均应符合设计要求,材质必须检验合格。②接口应严密和坚固,接口时不得强行对口,消除接口的附加应力。强度试验和严密性试验合格。③支架和管座牢固稳定,支架位置恰当,管道使用时转弯处与末端应稳定。④立管垂直,横管坡度符合设计要求,应能正常排水或放汽。⑤阀类等附件和仪表安装正确。管道防腐、绝热良好。⑥管道安装时不损坏附近房屋结构和其他生产设施。⑦管道安装的允许偏差值见表5-6。表5-6管道安装的允许偏差单位:mm项目允许偏差室外25架空及地沟坐标室内15埋地60145\n续表项目允许偏差室外±20架空及地沟标高室内±15埋地±25DN≤1002L‰,最大50水平管道平直度DN>1003L‰,最大80立管铅垂度5L‰,最大30成排管道间距15交叉管的外壁或绝热层间距20注:L—管子有效长度;DN—管子公称直径。(三)高压管道安装高压管道安装应符合中、低压管道安装的有关规定。高压管道安装前应将内部清理干净,用白布检查,达到无铁锈、脏物、水分等为合格。密封面及密封垫的粗糙度应符合要求,不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷,并应涂以机油或白凡士林(有脱脂要求的除外)。管道支、吊架应按设计规定或工作温度的要求,加置木块、软金属片、橡胶石棉板、绝热垫木等垫层,并预先将支、吊架涂漆防腐。(四)管道安装工程质量评定作为一名管道工,不仅要会安装管道,还必须会管道安装工程的质量评定自检工作。安装工程质量评定的分部、分项由质量技术管理人员划分,但各分项工程的质量自检应由各施工小组自己检验并填写质量评定自检记录,由单位工程负责人组织有关人员进行评定。因此,管道工必须学会质量评定自检和填写质量评定自检记录。1.分项工程质量评定标准分项工程一般由保证项目、基本项目、允许偏差项目三部分组成。分项工程质量检验评定表见表5-7。146\n表5-7分项工程质量检验评定表(通用表)工程名称:部位:施工单位:项目质量情况保证项目质量情况项目等级123456789101112检验项目允许实测值项目偏差123456789101112131实2测34项56目789检保证项目达到标准项,未达到标准项。查结检查项目共检查项,其中优良项,优良率%。果实测项目共实测点,其中合格点,合格率%。评工程负责人:定核定等工长:级等级班组长:专职质量检查员检验项目质量等级符号施工检查日期年月日优良“√”。合格“○”。“不合格”。147\n根据GBJ300—88规定,分项工程质量均分为“合格”与“优良”两个等级。(1)合格①保证项目必须符合相应质量检验评定标准的规定。②基本项目抽检的处(件)应符合相应质量检验评定标准的合格规定。③允许偏差项目抽检的点数中,建筑工程有70%及其以上、建筑设备安装工程有80%及其以上的实测值应在相应质量检验评定标准的允许偏差范围内。(2)优良①保证项目必须符合相应质量检验评定标准的规定。②基本项目每项抽检的处(件)应符合相应质量检验评定标准的合格规定;其中有50%及其以上的处(件)符合优良规定,该项即为优良;优良项数应占检验项数50%及其以上。③允许偏差项目抽检的点数中,有及其以上的实测值应在相应质量检验评定标准的允许偏差范围内。2.分项工程质量评定举例例如室内给水工程的一个分项工程,管道安装工程。(1)保证项目①隐蔽管道和给水系统的水压试验结果,必须符合设计要求和施工规范规定。检验方法:检查系统或分区(段)试验记录。②管道及管道支座(墩),严禁铺设在冻土和未经处理的松土上。检验方法:观察检查或检查隐蔽工程记录。给水系统竣工后或交付使用前,必须进行吹洗。所有保证项目必须达到要求,达不到要求必须返工重做,即保证项目必须符合相应质量检验评定标准的规定。(2)基本项目①管道的坡度应符合以下规定。合格:坡度正负偏差不超过设计要求坡度值的1/3。148\n优良:坡度符合设计要求。检查数量:按系统内直线管段长度每50m抽查2段,不足50m不少于一段;有分隔墙建筑,以隔墙为分段数,抽查5%,但不少于5段。检验方法:用水准仪(水平尺)、拉线和尺量检查或检查隐蔽工程记录。②碳素钢管道的螺纹连接应符合以下规定。合格:管螺纹加工精度符合国标《管螺纹》规定:螺纹清洁、规整,断丝或缺丝不大于螺纹全长的10%;连接牢固;管螺纹根部有外露螺纹;镀锌碳素钢管无焊接口。优良:在合格基础上,螺纹无断丝;镀锌碳素钢管和管件的镀锌层无破损,螺纹露出部分防腐蚀良好;接口处无外露油麻等缺陷。检查数量:不少于10个接口。检验方法:观察或解体检查。③管道支(吊、托)架及管座(墩)的安装应符合以下规定。合格:构造准确,埋设平正牢固。优良:在合格基础上,排列整齐,支架与管子接触紧密。检查数量:各抽查5%,但均不少于5件(个)。检验方法:观察或用平板检查。(3)允许偏差项目室内管道安装的允许偏差和检验方法应符合表5-8的规定。表5-8室内管道安装的允许偏差和检验方法允许偏差项目检验方法/mm给水铸每米1铁管全长(25m以上)不大于25水平管管径小于或等于100mm0.5用水平尺、直尺、道纵、横每米碳素管径大于100mm1拉线或尺量检查方向弯曲钢管全长(25m管径小于或等于100mm不大于13以上)管径大于100mm不大于25149\n续表允许偏差项目检验方法/mm给水铸每1m3立管垂铁管全长(5m以上)不大于15吊线或尺量检查直度碳素每1m2钢管全长(5m以上)不大于10表面平卷材或板材4用2m靠尺和楔整度涂抹或其他8性塞尺检查绝热层+0.1δ用钢针刺入隔热厚度-0.05δ层和尺量注:δ为绝热层厚度。检查数量①水平管道纵、横方向弯曲按系统直线管段长度每50m抽查2段,不足50m不少于1段;有分隔墙建筑,以隔墙为分段数,抽查5%,但不少于5段。②立管垂直度一根立管为1段,两层及其以上按楼层分段,各抽查5%,但均不少于10段。③绝热层水平管和立管,凡能按隔墙、楼层分段的,均以每一楼层分隔墙内的管段为一个抽查点,抽查数为5%,但不少于5处;不能按楼层、隔墙分段的,每20m抽查处,但不少于5处。允许偏差项目根据实际工程量,按检查数量统计,该检查几点就检查几点。如该工程是全优工程,抽检的点数中应有90%及以上的实测值在规定的允许偏差值范围内。如该工程不是全优工程,抽检的点数中,应有80%及以上的实测值在规定的允许偏差值范围内。四、焊接要求(一)一般规定凡参与工业管道焊接的焊工,应按《现场设备,工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定,进行焊工考试,并取得所施焊范围的合格资格。取得施焊合格资格的焊工,在施焊全过程中,应按批150\n准(或规定)的焊接工艺指导书进行焊接,工序间应有交接手续。为了统一施工及验收标准,国家标准将管道分为五大类,各类管道的用料、安装、试验、验收标准都不同。管道的分类见表5-9的规定。表5-9管道分类工作压力/MPa材质工作温度/℃ⅠⅡⅢⅣⅤ≤370>32>10～32>4～10>1.6～4≤1.6碳素钢>370>10>4～10>1.6～4≤1.6—≤-70或≥450任意————合金钢及不锈钢-70～450>10>4～10>1.6～4≤1.6—铝及铝合金任意≤1.6—铜及铜合金任意>10>4～10>1.6～4≤1.6—注:1.剧毒介质的管道按Ⅰ类考虑。2.有毒介质,甲、乙类火灾危险物质的管道均应升Ⅰ类。焊接对材料的要求:焊接工程中所用的母材和焊接材料应具备出厂质量合格证书或质量复验报告;应优先选用已列入国家标准或部颁标准的母材和焊接材料。焊接对设计文件的要求:设计文件必须标明母材、焊接材料、焊缝级别及接头形式,并对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验提出明确要求。(二)焊前准备(1)焊缝的设置,应避开应力集中区,并便于焊接和热处理。一般应符合下列要求:①钢板卷管同一筒节上两相邻纵缝之间的距离不应小于300mm。②钢板卷管相邻筒节组对时,纵缝之间的距离应大于3倍壁厚,且不应小于100mm。③管子对接焊口的中心线距离管子弯曲起点不应小于管子外径,且不小于100mm(焊接、铸造及热压管件除外),与支、吊架边缘的距离不应小于70mm。151\n④管道两相邻对接焊口中心线的距离应符合下列要求:公称直径DN<150mm时,不应小于管子外径;公称直径DN≥150mm时,不应小于150mm。⑤不宜在焊缝及其边缘上开孔。如必须开孔时,则被开孔中心周围1.5倍开孔直径范围内的焊缝应全部进行无损探伤。(2)焊件的切割宜采用机械方法,也可用等离子弧切割、气割等热加工方法。(3)坡口加工①Ⅰ、Ⅱ级焊缝的坡口加工,应采用机械方法。②Ⅲ、Ⅳ级焊缝的坡口加工,可采用热加工方法,但必须除去氧化皮,并将影响焊接质量的凹凸不平处打磨平整。(4)焊条、焊剂使用前,应按出厂说明书的规定烘干,并在使用过程中保持干燥。(三)焊接工艺要求(1)氧-乙炔焊一般适用于D≤50m、壁厚≤3.5mm的碳素钢管道焊接。(2)埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等,焊前应在试板上进行试焊,调整好焊接参数后方可施焊。(3)Ⅰ、Ⅱ级以及内壁清洁度要求严格的单面焊焊缝,宜采用氩弧焊打底。打底后的焊缝应及时进行填充焊。(4)为减小焊接应力和变形,应采取合理的施焊方法和顺序。(5)焊接中应注意起弧和收弧处的质量,收弧时应将弧坑填满。多层焊的层间接头应错开。(6)管道焊接时,管内应防止穿堂风。(7)除工艺上有特殊要求外,每条焊缝应连续焊完。152\n第六章管道及设备的防腐和保温第一节表面除锈管道在安装前要除去管子表面和内部的铁锈和其他脏物。除锈的方法很多,有手工、机械、喷砂和酸洗等方法。过去常用喷砂的方法为氧气管道除锈,现在用酸洗法除锈效果更好。一、人工除锈人工除锈一般使用钢丝刷、砂布、废砂轮片等摩擦金属材料表面,使金属表面无锈斑,再用干净废棉纱或废布擦干净,露出金属光泽为合格。当钢管浮锈较厚,先用手锤轻轻敲击,使铁锈层脱落。对于金属管道的内表面可用圆形钢丝刷来回刷,用压缩空气吹洗干净。二、机械除锈用外圆除锈机清除钢管外壁锈蚀,用软轴内圆除锈机清除钢管内壁浮锈。还可用离心式钢管除锈机,同时清除管子内外壁的锈蚀。见图6-1。图6-1电动钢丝刷内壁除锈机三、喷砂除锈喷砂法除锈既能除去钢管表面的锈层、氧化皮、旧漆层和其他污物,又能使钢管表面形成均匀的小麻点,这样可增加涂料和金属153\n间的附着力,提高涂料的防腐效果和使用寿命。喷砂除锈法是用压缩空气将1～2mm的石英砂喷射在除锈的物体上,靠沙子的冲击力撞击金属表面达到除锈的目的。压缩空气的压力以0.4～0.6MPa为宜。压缩空气从喷枪喷出时形成吸力,通过吸砂管的小孔吸入空气并把砂斗内的沙子带走,由喷枪喷出。操作过程中喷沙方向尽量与现场风向一致。喷枪宜用铬钢或铬锰钢管制成,喷嘴与管子表面成70°夹角,并距离钢管100～150mm左右。喷砂除锈的优点是操作简单,质量好,生产效率高。缺点是操作时灰尘过大,应戴风镜、风帽和口罩等防护用品。此外,对于集中处理的大批管子,还可以采用高压水除锈。见图6-2。四、酸洗除锈酸洗是一种化学除锈方法。酸洗除锈前,应先将管壁上的油脂去掉,因为油脂的存在使酸洗液接触不到管壁,影响除锈效果。图6-2喷砂除锈装置1—储砂罐;2—橡胶管;酸洗工序可分为:酸洗→水3—喷枪;4—空气管冲洗→二次酸洗→中和→二次水冲洗→干燥→钝化(或刷漆)。水冲洗:在酸洗槽中取出的管子倒尽酸液后用压力水(宜用饮用水)进行冲洗,但冲洗时间不宜过长。二次酸洗:一般情况下不采用,只有在锈蚀严重时或管子有油化状况下采用。中和:酸洗后的管子必须进行中和处理,使管子呈中性,一般可采用氨水作为中和介质。干燥:管子迅速用水冲洗干净后立即用蒸汽吹干(最好用过热蒸汽),管口等处仍有水分时必须用约80℃热风吹干再涂油包扎。钝化:将酸洗过的管子经中和、干燥处理后浸入钝化液,使之154\n生成一种致密的氧化膜,提高管子的耐腐蚀性能。据有关资料介绍,用10%的亚硝酸钠、1%氨水、89%的水溶液作钝化处理的管子可维持一个月左右不生锈。钢管一般可用硫酸或盐酸,铜和铜合金及其他一些有色金属常用硝酸进行酸洗。酸洗是一种化学作用,其速度决定于氧化物的组成、酸的种类、酸的浓度与温度。适当提高酸的浓度可以加速酸洗的速度,但是酸的浓度过高容易产生过度浸蚀现象(即发生过多的金属溶解)。像硫酸浓度超过25%时,酸洗的速度反而下降,所以实际使用硫酸的浓度一般不超过20%。酸溶液的温度升高也可加快酸洗的速度,但是硫酸溶液的温度不宜超过50～60℃,盐酸溶液的温度不宜超过30～40℃。酸洗的方法一般有槽式浸泡法、系统循环法和涂擦法三种。1.槽式浸泡法槽式浸泡法是先将水注入酸槽中,再使盐酸沿搅棒慢慢流入水中,切不可先加酸后加水,否则将引起盐酸飞溅伤人。当酸洗液配成后,将管子放入酸洗槽中浸泡,适当掌握浸泡时间,避免发生酸洗不净或浸蚀过度现象。酸洗后的管子以目测检查内外壁呈现出均匀一致的金属光泽,表面不应有金属氧化物和油垢等附着物为合格,并立即将管子放入中和槽中用氨水或碳酸钠溶液中和。然后再将管子放入热水槽中用热水冲洗,使管壁内外完全保持中性,清洗后要及时干燥。酸洗、中和、冲洗、干燥、钝化或刷漆等操作应及时连续进行,以免重新生锈。2.循环法系统中如只要求对管子内壁进行酸洗,可用系统循环法进行。将调好的酸溶液灌入管内,并用加压设备打循环,达到规定的时间后将废酸液倒出,随即灌中和液,中和后,再用清水冲洗干净,最后进行干燥。3.涂擦法当施工条件受到限制时,无法采用浸泡时,可以采用蘸液涂擦法。这种方法是多次把酸洗液蘸擦在管子外壁,管子的内壁酸洗过155\n程是先堵住管子的一端,然后灌入酸洗液,再堵住另一端。对管子的内壁进行浸泡。对于大口径的管子或弯管,要适当增加灌入酸洗液的量,并要注意不断转动管子,使酸洗液充分清洗管子。这样酸洗之后,用同前一样的方法进行冲洗、中和、干燥、钝化即可。不同材质管道酸洗液、中和液、钝化液的配方及处理时间请查阅有关资料。五、除锈的质量检查(1)除锈后,金属表面应呈现出均匀一致的金属光泽,不应有金属氧化物和其他附着物。(2)除锈后,金属表面不应有油垢和污物斑点。(3)除锈后,管材等应处于干燥状态,并不得再被其他物质污染。经检查合格应尽早防腐处理,防止受潮后重新产生锈蚀。六、施工安全注意事项(1)酸洗场地如果设在厂房内,要远离生产设备,远离地下室,以防跑酸,损坏设备。(2)酸洗场地如设在厂房内,厂房地坪一定要加以保护,防止酸腐蚀。(3)酸洗操作人员要带好防酸手套,穿好防酸衣鞋,倒酸时必须戴好眼镜。(4)向酸槽内倒酸以前必须先将水灌入槽内才能倒酸,否则将会产生酸爆炸事故烧伤人。(5)酸洗场地要有水龙头、苏打溶液,以备发生事故时使用。(6)酸缸要放在酸洗场地外面安全的地方,且不要日晒雨淋。(7)酸液经长期使用要更换时,必须用碱进行中和后才能排放下水井。(8)氨液要单独放在防火的仓库内,最好放在地下仓库或阴凉的地方,防止由于温度过高自爆及发生火灾。(9)向中和槽倒氨液时要戴口罩及眼镜,以防氨气熏人中毒。(10)操作人员要尽量避开在厂房内飘移着的酸雾,操作时最好站在上风头。156\n(11)循环酸洗时,必须先经过空气试漏或液压试漏才能使酸液进入管道,否则会因为酸漏腐蚀生产设备。(12)酸洗时间要严格掌握,酸洗时防止过酸洗。第二节管道的防腐一、防腐涂料(一)涂料的选用(1)考虑被涂物的使用条件与选用的涂料适应范围一致性。如腐蚀性介质的种类、浓度和温度,使用中是否受摩擦、冲击或振动等。各种涂料都有一定的适用范围,应根据具体使用条件选用适当的品种,如酸性介质可选用酚醛清漆,碱性介质可选用环氧树脂漆。(2)考虑被涂物表面的材料性质应根据不同的材料选用不同的品种,有些品种在某些表面上是不宜使用的,如红丹不适用于铝表面,而必须采用锌黄防锈漆。如果在钢材等表面涂刷酸性固化剂涂料,则应先涂一层耐酸底漆作隔离层。(3)考虑施工条件的可能性如缺乏高温处理的条件,就不宜采用烘干型涂料(如热固化环氧树脂漆),因为这种涂料若不经高温烘干就不能发挥其防腐蚀特性,此时应采用冷固型的。(4)考虑经济效果在选择涂料品种时,应本着节约的原则。在计算涂层费时,应将表面处理和施工费用考虑在内。这项费用往往会超过涂料本身的价值。在一些重要的管路上采用价格较贵,但性能优良、使用期限长的涂料,从长远来看还是合理的。(5)考虑涂料产品的正确配套涂料产品正确配套,可充分发挥某种涂料的优点,而弥补其不足处。如过氯乙烯漆对金属表面附着力较差,可通过与金属表面附着力好的磷化底漆或铁红醇酸底漆配套使用,就能适当改善。在配套中应注意底漆与面漆之间应有一定的附着力且无不良作用,如咬起等现象。(6)在选择涂料品种时,还应熟悉涂料的性能,在大面积施工或采用对其性能不熟悉的涂料品种时,应先做小型样板试验,以免157\n使用不当而造成损失。(二)常用涂料的品种及应用一般涂料按其所起的作用,可分为底漆和面漆,先用底漆打底,再用面漆罩面。防锈漆和底漆都能防锈,都可用于打底,它们的区别是:底漆的前面颜料成分高,可以打磨,漆料着重在提高物面的附着力,而防锈漆的漆料偏重在于满足耐水、耐碱等性能的要求。1.防锈漆(1)硼钡酚醛防锈漆和铝粉硼钡酚醛防锈漆它们是以偏硼酸钡为主的防锈颜料与酚醛树脂漆料等配制而成。成品为灰色。对钢铁表面有很强的附着力和优良的防锈能力,是新型的防锈漆,已开始取代过去沿用已久的红丹防锈漆而广泛应用。它避免了红丹防锈漆在制漆过程及长时间作业时的铅中毒现象,易于涂刷,也可喷涂,延燃面积小,遮盖力比红丹防锈漆强,色浅易为面漆覆盖,干燥比红丹防锈漆快。施工时钢铁要除锈出白,涂该漆2道,每道约30μm,不宜过厚,再涂1～2道面漆。配套面漆为酚醛磁漆、醇酸磁漆或调和漆。不足之处是在沿海及湿热地区应用性能尚不够理想。(2)铝粉铁红酚醛醇酸防锈漆这种漆是以铝粉、氧化铁红为主要防锈颜料与酚醛及醇酸漆料等配制而成。成品为灰红色。与硼钡酚醛防锈漆一样,对钢铁表面具有很强的附着力和优良的防锈能力,也是新型防锈漆。(3)云母氧化铁酚醛底漆以云母氧化铁为防锈颜料与油基酚醛漆料配制而成。成品为红褐色。对钢铁表面具有很强的附着力和优良的防锈能力,并适合沿海及湿热地带使用,为取代红丹防锈漆的新型防锈漆之一。其干燥时间比铝粉铁红漆稍长一点。(4)红丹防锈漆(如Y53-1红丹油性防锈漆、F53-1红丹酚醛防锈漆等)虽然沿用已久,对钢铁表面具有很强的附着力及优良的防锈性,但由于耗用大量的铅,在制漆过程及长时间作业时易产生铅中毒现象,所以在一般情况下已很少使用。158\n(5)Y53-2铁红油性防锈漆、F53-3铁红酚醛防锈漆附着力较强,但防锈性比前述防锈漆差,耐磨性差,可在锈蚀情况不太严重之处作打底用。2.底漆不同金属对底漆的选择见表6-1,常用底漆性能和用途见表6-2。表6-1不同金属对底漆要求选择表金属底漆品种铁红醇酸底漆,铁红纯酚醛底漆,硼钡酚醛底漆,铁红酚醛底漆,铁黑色金属红环氧底漆,铁红油铁、铸铁、钢底漆,红丹底漆,过氯乙烯底漆,沥青底漆,磷化底漆等铝及铝镁合金锌黄油性、醇酸或丙烯酸底漆,磷化底漆,环氧底漆锌金属锌黄底漆,纯酚醛底漆,磷化底漆,环氧底漆,锌粉底漆等镉金属锌黄底漆,环氧底漆铜及其合金氨基底漆,铁红醇酸底漆,磷化底漆,环氧底漆铬金属铁红醇酸底漆铅金属铁红醇酸底漆锡金属铁红醇酸底漆,磷化底漆,环氧底漆表6-2常用底漆性能和用途速查表名称型号性能主要用途适用于室外钢铁表面防锈红丹油性防锈漆Y53-1防锈性、涂刷性均好,干打底之用,需涂刷2遍,表面(HG2-581-74)燥较慢,漆膜较软需涂其他面漆,不宜用于铝、锌板及其制品铁红油性防锈漆Y53-2附着力强,耐磨性差,防(HG2-780-74)适用于室内要求不高的钢锈性能次于红丹油性防铁红酚醛防锈漆F53-3铁表面,作打底用锈漆(HG2-583-74)灰酚醛防锈漆F53-2适用于钢铁表面防锈打防锈性较好(HG2-582-74)底用159\n续表名称型号性能主要用途此漆可替代红丹油性防锈硼钡酚醛防锈漆F53-9防锈性好,干燥快,施工漆,须与醇酸磁漆,酚醛磁漆(企标)方便,节约铅,无毒配套使用对金属表面附着力强,配套面漆有过氯乙烯面铁红醇酸底漆C06-1能防锈,耐冲击,干燥快,漆,醇酸磁漆、硝基磁漆,适(HG2-113-74)漆膜坚硬,施工方便,配套用于黑色金属打底用性好锌黄、铁红纯酚醛底漆F06-9锌黄色者用于铝合金表附着力强,防锈性好(HG2-580-74)面,铁红色者用于钢铁表面漆膜坚韧耐久,附着力铁红、锌黄环氧酯底漆H06-2好,若与乙烯磷化底漆配适用于沿海地区及湿热地(HG2-605-75)套使用,可提高耐湿热、耐区的金属材料打底用盐雾性对金属表面附着力极乙烯磷化底漆X06-1强,具有防锈性,但不能代适用于有色金属、黑色金(HG2-627-74)替底漆,涂此漆时还需涂属作底层防锈涂料其他防锈底漆防锈性能良好,可在带锈钢铁上涂刷,但被涂物表面的环氧酯稳定型带锈涂料松散锈层及污物、水分均需清除干净,需涂2遍,每遍涂层40～50μm为宜配套面漆有醇酸漆,过氯乙烯漆,氨基漆,环氧漆或聚醇酸稳定型带锈涂料氨酯漆,两种带锈涂料中以环氧酯稳定型为好与金属表面结合力强,有较好的化锈磷化、缓蚀作用,70型带锈涂料涂于钢铁表面打底用。使用温度150℃,应与面漆配套使用金属表面不用除锈,单组分,黏度低,无毒无味,便于施S-01金属带锈防锈涂料工,使用温度300℃需喷砂除锈,底漆、面漆PV-150耐温防腐涂料用于钢铁表面打底用各涂2遍,耐温150℃3.沥青漆沥青漆是用天然沥青或石油沥青溶于有机溶剂或加入干性油、160\n合成树脂等炼制,以及用煤焦沥青溶于煤焦溶剂配制而成。沥青漆由于价格低廉,使用较多。它具有耐水、耐化学药品腐蚀的特性。在常温下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨气、酸雾、氯气、氯乙醇、低浓度的无机盐和浓度40%以下的碱、海水、土壤、盐类溶液以及酸性气体等介质腐蚀。涂膜对阳光稳定性较差。耐热度为60℃。常用于设备、管道的表面,防止工业大气、土壤、水的腐蚀。常用的沥青漆有L50-1沥青耐酸漆、L01-6沥青清漆、L04-2铝粉沥青磁漆等。还有某些单位自配的煤气柜沥青漆、外用气柜漆等。(1)L50-1沥青耐酸漆对金属和非金属有良好的附着力,且有耐硫酸腐蚀的性能,常用于蓄电池等需要防止硫酸腐蚀处。常温下耐氧化氮、二氧化硫、氨气、氯气、氯化氢气、中等浓度以下的无机酸、40%以下的碱等,但不耐石油类溶剂、丙酮、氧化剂等,宜用于室内工程。涂刷在涂有1～2层G60-1铁红醇酸底漆的金属面上,或直接涂刷在木材等物面上。一般涂刷2～3层即可,每层施工间隔12h。如加入20%左右的铝粉,则可提高其耐候性,适用于室外防腐,但耐腐蚀性能降低。(2)L01-6沥青清漆具有良好的耐水、防潮性能,涂膜弹性好,干燥快,但机械性能差,耐候性不好,耐腐蚀性能比L50-1沥青耐酸漆差。用于涂装不受阳光直接照射的金属、木材表面作防潮、耐水、防腐蚀用。(3)L82-1沥青锅炉漆耐水及蒸汽侵蚀,传热性较好,涂膜牢固严密,韧性强,附着力较强,湿润力大。可用于锅炉内壁等处防止水垢附着引起发锈及腐蚀。(4)L40-1、L40-3沥青防污漆漆中均含有能适量溶于海水中的毒料,能防止海生物附着。可用于与海水直接接触的管道防腐,并可作防止海生物附着之用。先涂L44-1铝粉沥青船底漆2道,然后涂L44-2沥青船底漆2道,最后涂L40-1或L40-3沥青防污漆2道。L40-1适用于福建以北沿海,L40-3适用于福建以南161\n沿海。4.面漆常用面漆性能和用途见表6-3。表6-3常用面漆性能和用途名称型号性能主要用途用清油稀释后,用于室各种厚漆涂膜较软,干燥慢在炎热Y02-1内钢铁,木材表面打底或(铅油)而潮湿的天气有发黏现象盖面附着力强,耐候性较好,不各种油性Y03-1作室内外金属、木材、建易粉化,龟裂,在室外使用优调和漆(HG2-567-74)筑物表面防护和装饰用于磁性调合漆银白色,对钢铁与铝表面供采暖管道及散热器作银粉漆C01-2具有较强的附着力,涂膜受面漆热后不易起泡各种酚醛附着力强,光泽好,耐水,室内外金属和木材的一F03-1调和漆漆膜坚硬,但耐候性稍差般防护面漆附着力强,涂膜坚硬光亮,各种醇酸C03-1耐候性,耐久性和耐油性都室外金属防护面漆调和漆比油性调和漆好附着力好,涂膜坚硬,耐多钢铁,木材表面的防潮、生漆(大漆)—种酸,耐水,但毒性大防腐涂料有良好的防腐性,能耐酸、过氯乙烯用于钢铁和木材表面,G52-1碱和化工介质腐蚀,并能防防腐漆以喷涂为佳霉防潮与钢铁附着力强,涂膜坚由于它保持了生漆耐腐漆酚树脂漆韧,耐酸、耐水,是生漆脱水、蚀的优点,适宜于金属表(自干漆)聚缩、稀释而成,改变了生漆面作耐腐涂剂毒性大、干燥性等缺点防水,耐酸、碱、盐、煤油的过氯乙烯可用于室外设备、管道G52-2腐蚀,可与各种过氯乙烯防防腐清漆等须防腐的地方腐漆配套,亦可单独使用干燥快,耐水性强,有较好煤焦沥青的防腐防锈能力,但耐候性、用于阴湿处钢铁及木材L01-17清漆耐油性、机械强度差,涂漆不表面防腐少于2遍162\n续表名称型号性能主要用途适用于钢铁、镀锌(或硬度大,耐水性良好,可以沥青清漆L01-21锡)铁皮、木材、竹等表面防腐防锈,但耐候性不好防腐钢梁经磷化底漆和红丹铝粉沥青有良好的耐水、耐盐水、耐L04-2防锈漆涂装后,再涂2遍磁漆候性能,能防锈此漆,涂层耐久6～8a漆膜坚硬,附着力好,有良环氧沥青清用于涂装地下管道,贮H01-4好的耐潮和防腐性能。但不漆(分装)槽及金属或混凝土表面宜阳光照射有良好的附着力,柔韧性各种环氧磁适用于金属、非金属及H04-1和硬度,耐碱性强,耐油耐水漆(分装)混凝土表面涂装性均好有一定的耐强溶剂和耐碱各种环氧防适用于金属、混凝土表H52-3液腐蚀能力,附着力及耐盐腐漆(分装)面涂装可黏合陶瓷、砖等水性能良好,漆膜坚韧耐久各种醇酸C04-42户外耐久性、附着力较好,用于室内外钢铁表面磁漆(HG2-591-74)表干时间长有良好的耐光性,耐久性,白丙烯酸B04-6适用于各种金属表面及对湿热带气候有良好的稳磁漆(HG2-634-67)有底漆的硬铝表面定性各种环氧硝H04-2漆膜坚硬,耐候性、耐油性涂于已涂有环氧底漆的基磁漆(HG2-603-75)好,防大气腐蚀金属表面有较好的耐水性和防潮铝粉醇酸耐C61-1适用于钢铁和铝表面作性,附着力好,受热后不易热烘漆(HG2-596-74)耐热和防腐涂层起泡草绿有机硅W61-24耐热(400℃),耐汽油、耐用于涂覆各种耐高温又耐热烘漆(HG2-637-74)盐水性能良好要求常温干燥的钢铁表面铝粉有机硅W61-25用于高温钢铁表面,如耐500℃高温,耐腐蚀耐热烘漆(HG2-638-74)烟囱,暖气管等各种脂胶调T03-1适用于室内外一般金属漆膜硬,干燥快,耐候性差和漆(HG2-781-74)作保护装饰用163\n(三)防腐涂料的一般施工方法与要求(1)在喷、刷防腐涂料之前,先要对管子进行除锈、脱脂和酸洗。防腐涂料常用的施工方法有刷、喷、浸、浇等,施工中一般采用刷和喷两种方法。(2)涂料使用前,应先搅拌均匀。表面已起皮的涂料,应加以过滤,除去小块漆皮,然后根据喷涂方法的需要,选择相应的稀释剂进行稀释至适宜稠度,调成的涂料应及时使用。采用手工涂刷时,是用刷子将涂料往返地涂刷在管子表面,涂层应均匀,不得漏涂。对于管道安装后不易刷涂料的部位,应预先刷涂好。(3)涂料施工宜在5～40℃的环境温度下进行,并应有防火、防冻、防雨措施。现场刷涂料一般应任其自然干燥,多层涂刷的前后间隔时间,应保证涂膜干燥,涂层未经充分干燥,不得进行下一工序施工。(4)喷涂是利用压缩空气的动力,用喷枪将涂料喷成雾状,均匀地喷涂在钢管的表面上。用喷涂法得到的涂料层,表面均匀光亮,质量好,耗料少,效率高,适用于大面积的涂料施工。喷涂时,操作环境应保持洁净,无风砂、灰尘,温度宜在15～30℃,涂层厚度以0.3～0.4mm为宜。喷涂后,不得有流挂和漏喷现象。涂层干燥后,需用砂布打磨后再喷涂下一层。这样做的目的是为了打掉涂料层上的粒状物,使涂料层平整,并可增加与下一层涂层之间的附着力。为了防止遗漏喷涂,前后两次涂料的颜色配比时可略有区别。(5)涂层质量应使涂膜附着牢固均匀,颜色一致,无剥落、皱纹、气泡、针孔等缺陷;涂层应完整,无损坏、漏涂现象。(6)施工用剩的涂料,应使涂料表面与空气隔离,防止涂料表面形成干硬的漆皮,常用硬牛皮纸加以覆盖。最好是用多少调多少,或者集中倒入有密封盖的涂料桶内。二、防腐层金属腐蚀及发生条件见表6-4。164\n表6-4金属腐蚀及发生条件速查表腐蚀原理化学腐蚀电化学腐蚀发破生坏条件形式均匀腐蚀局部腐蚀(孔蚀)所在环境在大气湿度高于金属的相对在不太潮湿的大气中,金属湿度,环境有温差存在,水膜中大气表面发生轻微的氧化腐蚀,形有酸、碱、盐存在时,特别是成氧化膜薄层Cl-离子存在时,发生微电池腐蚀当水溶液呈酸性(pH<4),水溶液水温较高(<80℃),有氧气存—在时海水中含有大量(约3.5%～3.7%)盐分,电阻率低,水温高,海水含氧量也高(3～5mL/L)特别是Cl-离子含量大,化学腐蚀及电化学腐蚀都很强黏质土壤中含有一定水量,pH低(<4),含盐分大,含氧最高,土壤土壤电阻率低时,腐蚀性增强埋地电导体因绝缘不良而漏有杂散电流的区域—电,流经地下管道形成正负极,造成孔蚀(一)管道防腐措施1.不保温管道防腐措施不保温管道防腐措施做法见表6-5。表6-5不保温管道防腐措施做法底漆面漆管道种类敷设环境名称层数名称层数燃气管道(煤气、天各种油性或脂室内架空铁红酚醛底漆,铁2然气、液化气)、各种胶调和漆红酚醛防锈漆,灰酚气体管道(氧气、乙醛防锈漆,铁红醇酸2炔、氢气、二氧化碳、室外架空底漆各种醇酸磁漆2压缩空气)室内架空铝粉调和漆1低温热力管道(地沟中包括同沟敷设的室外架空铁红环氧酯底漆2各种醇酸磁漆2其他管道)地沟敷设2煤焦沥青清漆2165\n续表底漆面漆管道种类敷设环境名称层数名称层数支吊架—铁红酚醛防锈漆2调和漆1各种燃气管道、各直接埋地根据土壤腐蚀性处理种气体管道2.保温热力管外护层防腐措施保温热力管外护层防腐措施见表6-6。表6-6保温热力管外护层防腐措施表保护层表面防腐涂料保护层结构使用环境涂料名称层数室内架空2油毡、玻璃布等复合保醇酸磁漆或者调和漆室外架空2护层地沟沥青冷底子油或乳化沥青2室内架空调和漆2石棉水泥保护层地沟可不刷漆—铁皮内外表面刷铁红醇酸底漆2金属薄板室内外架空管道铁皮外表面刷醇酸磁漆23.保温热力管外护层防腐环境保温热力管外护层防腐环境见表6-7。(二)防腐的一般要求除设计有特殊要求外,管子外壁涂料防腐层施工的一般要求如下。1.对于室内明装、暗装管道(1)明装镀锌钢管刷银粉漆1道或不刷漆。(2)明装黑铁管及其支架和散热器刷红丹底漆1道,银粉漆2道。(3)暗装黑铁管刷红丹底漆2道。166\n表6-7保温热力管外护层防腐措施表土壤腐蚀性等级特高高较高中等低土壤电阻率/0～55～1010～2020～100>100(Ω·m)含盐率/%>0.750.75～0.10.1～0.050.05～0.01<0.110～5<5含水率/%12～2510～12525～40>40测定方法①在ΔV=500mV时极化电流密度/0.30.3～0.080.08～0.0250.025～0.001<0.001(mV/cm2)管盒测质量损>63～62～31～20～1失/(g/d)钢的平均腐蚀速度/(mm/a)>11～0.20.2～0.05<0.05防腐等级特加强加强普通①测定方法,一般只需测定土壤电阻率和管盒测质量损失两项即可。(4)潮湿房间(如浴室、蒸煮间等)内明装黑铁管及其支架和散热器等均刷红丹底漆2道、银粉面漆2道。(5)明装各种水箱及设备刷红丹底漆2道,面漆2道。2.对于室外管道(1)明装室外管道,刷底漆或防锈漆1道,再刷2道面漆。(2)装在通行或半通行地沟里的管道,刷防锈漆2道,再刷2道面漆。(三)埋地金属管路的防腐埋地敷设的金属管路受到地下水及地下杂散电流的多种破坏因素的作用。使之产生严重的电化学腐蚀。埋地敷设的金属管路用得最多的是碳钢管和铸铁管。由于铸铁管耐腐蚀能力较强,所以埋地前一般只需在铸铁管表面涂1～2道绝缘沥青漆即可。对于埋地碳钢管道,由于其耐腐蚀能力差,所以,要特别加强防电化学腐蚀措施。在有轨电车及电气机车线路附近埋设金属管路时,还要测定地下杂散电流,并作出相应的特别防腐措施。对于穿越河流、铁路、公路、山洞、盐碱沼泽地,靠近电167\n气铁路等地段的管路,更要注意加强防腐。1.埋地管路沥青防腐层结构埋地管路沥青防腐层结构见表6-8。表6-8埋地管路沥青防腐层结构每层沥青厚度总厚度不少于土的腐蚀性防腐等级防腐层结构/mm/mm沥青底漆-沥青3层,夹一般土普通防腐26玻璃布2层-塑料布沥青底漆-沥青4层,夹高腐蚀性土加强防腐28玻璃布3层-塑料布沥青底漆-沥青5或6特高腐蚀性土特加强防腐层,夹玻璃布4或5层-塑210或12料布2.埋地管路沥青防腐层常用材料(1)石油沥青管道防腐工程都是采用石油建筑沥青或专用沥青。专用改性沥青,可在-25～+70℃使用,低温-20～-40℃静置不裂,低温-20～-30℃弯曲3.5度不裂。埋地管路防腐层所用沥青,其软化点应比管路输送介质的温度高45℃以上,才能有足够的热稳定性。沥青的针入度(1/10mm)宜在20以下,才有足够的强度。为改善沥青的耐寒性,还可以加入橡胶、树脂类添加物。①管路沥青防腐层对沥青性能的要求管路沥青防腐层对沥青性能的要求见6-9。表6-9管路沥青防腐层对沥青性能的要求性能要求输送介质管路类别针入度注温度/℃软化点/℃伸长度/cm/(1/10mm)可用30号沥青或30或非加热管路常温≥7515～30>2沥青与10号沥青调配168\n续表性能要求输送介质管路类别针入度注温度/℃软化点/℃伸长度/cm/(1/10mm)可用10号沥青或10号50以下≥955～20>1沥青与专用沥青调配可用2号或3号专用50～70≥1205～15>1热管路沥青使用胜利炼厂、茂名炼厂70～75≥115<25>2和石油五厂生产的专用改性沥青②石油沥青技术条件石油沥青技术条件见表6-10。表6-10石油沥青技术条件牌号软化点/℃针入度(25℃)/(1/10mm)伸长度(25℃)/cm专用2号135±5171.010号≥905～20≥130号≥7021～40≤3特号≥13019专用改性≥115≤25>2③加入废橡胶粉的沥青配方加入废橡胶粉的沥青配方见表6-11。表6-11加入废橡胶粉的沥青配方性能沥青配方软化点针入度伸长度/℃/(1/10mm)/cm10号沥青100%+废橡胶粉5%101183.4专用沥青85%+30号沥青15%+废橡胶粉7%1188.53.0注:1.废橡胶粉应干燥,不含织物纤维,全部通过2mm筛孔。2.可在-15℃施工使用。④石油沥青防腐层结构表石油沥青防腐层结构做法见图6-3和表6-12。169\n图6-3不保温埋地管石油沥青防腐层结构1—冷底子油;2—沥青玛帝脂;3—防水卷材;4—外壳保护层(牛皮纸)表6-12石油沥青防腐层结构做法表防腐层层次普通防腐加强防腐特加强防腐(从金属表面算起)1冷底子油冷底子油冷底子油2沥青脂1.5mm沥青脂1.5mm沥青脂1.5mm3防水卷材①沥青脂1.5mm沥青脂1.5mm4沥青脂1.5mm防水卷材防水卷材5牛皮纸沥青脂1.5mm沥青脂1.5mm6—沥青脂1.5mm沥青脂1.5mm7—牛皮纸防水卷材8——沥青脂1.5mm9——沥青脂1.5mm10——牛皮纸防腐层最小厚度/mm4.569①防水卷材可用聚氯乙烯(PVC)、沥青玻璃布油毡或者玻璃布。⑤环氧煤沥青防腐层结构表环氧煤沥青防腐层结构做法见表6-13。(2)沥青底漆为了加强沥青与钢管表面的黏结力,在涂刷头一层沥青前,先涂一层沥青底漆。它用与沥青层同类的沥青及不加铅的车用汽油或工业溶剂汽油按1∶(2.5～3.0)(体积比)配制,170\n表6-13环氧煤沥青防腐层结构做法防腐等级防腐层结构总厚度/mm普通级底漆1道,面漆3道,涂层间缠绕玻璃布2层0.5～0.6加强级底漆1道,面漆4道,涂层间缠绕玻璃布3层0.7～0.8特加强级底漆1道,面漆5道,涂层间缠绕玻璃布4层0.9～1.03其密度为0.8～0.82g/cm。(3)玻璃布为了提高沥青防腐绝缘层的强度和热稳定性,在沥青层中间包扎2层或多层玻璃布,作为加筋材料,与沥青构成一体。玻璃纤维布的耐腐蚀性和强度都比棉布、麻袋布高得多。管道防腐用玻璃布可为无纺布、定长纤维布(又称“安哥拉”布)。目前采用的是连续长纤维布。为了使玻璃布与沥青更好的粘合,多采用网状结构。玻璃布含碱量宜低,含碱量越低,玻璃布成本越高。目前用于管道包扎材料的为中碱布,含碱量约12%。(4)塑料布沥青层外包上塑料布,可提高沥青防腐绝缘层的强度和热稳定性,减少和缓和防腐绝缘层的机械损伤和热变形,同时,它本身是绝缘材料,与沥青层结合在一起还可以在一定程度上提高整个绝缘层的防腐绝缘性能。夏季采用白色塑料布作外包材料,还同时可作反光层,防止沥青受日晒而变形,外包塑料布还可以提高沥青防腐绝缘层的耐寒性。塑料布包缠紧实,可使沥青层的冻裂温度降低5～10℃。为适应冬季施工的需要,可用防腐专用聚氯乙烯塑料布作外包材料,耐热70℃,耐寒-40℃,不脆裂,宽400～800mm,厚0.15～0.2mm,卷装带心轴。3.沥青防腐层的施工要求(1)沥青底漆应涂在尘土和铁锈已清除干净的管子上,底漆涂抹应均匀一致,厚度一般为0.1～0.2mm。涂抹沥青时,沥青温度应保持在160～180℃,如施工时环境温度高于30℃,则允许沥青温度降低到150℃。171\n(2)涂抹层的玻璃纤维布(或麻袋片等)应与沥青材料紧密粘合,要求厚度均匀,表面连续,无气泡、折皱。如涂抹厚度一次不能满足要求时,可在涂层干燥后再涂抹第二层,直至所需要厚度为止。(3)玻璃纤维布最好以条状成螺旋式包缠,压边宽度一般为10～20mm,圈与圈之间的接头搭接长度应为50～80mm,并用热沥青粘合。外包聚氯乙烯薄膜作保护层时,一般在沥青涂层温度降到40～60℃时进行,包缠时薄膜要拉平直,圈与圈之间的搭接宽度为10～20mm。(4)沥青防腐层施工,应在环境温度高于+5℃的常温下进行,如气温过低,应当经加热后进行防腐工作,不准在雨、雾、雪和大风中进行涂抹作业。(5)在现场焊缝处修补绝缘层或其他破损处时,所用材料、结构、厚度应与原绝缘防腐层相同。测定防腐层厚度时,应用带刻度的测针沿管道每100m处再沿管子圆周检查4点,其厚度偏差一般不应超过设计厚度的1/10;若是特别加强防腐层,则不应超过设计厚度的1/18。(6)涂抹绝缘防腐层的管子在吊装和下沟过程中,钢丝绳外面应包橡胶管及软垫等,防止损伤绝缘层,敷设管子的沟底应平整无石块等硬物。(7)回填土前应用电火花检查防腐层的绝缘性能,检查用的电位:普通防腐层为12kV;加强防腐层为24kV,特加强防腐层为36kV。如有损伤时应修补好后再回填上。(8)防腐层黏着力质量好坏的检查,至少每500m应检查一处。在防腐层上切一夹角45°～60°的叉口,并从角头揭开,若防腐层不脱离管子表面或仅以小块脱落,而大部分防腐层仍留在管子表面上,即认为合格。检查完毕后,接口处应及时修复。(9)防腐施工各工序间应进行严格检查,并作好详细记录。4.每100m管道石油沥青防腐层材料耗量表每100m管道石油沥青防腐层材料耗量见表6-14。172\n表6-14每100m管道石油沥青防腐层材料耗量沥青脂/t玻璃布或防水卷材/m2管道直径冷底子油牛皮纸DN/kg/m2普通加强特加强普通加强特加强251.60.050.090.1511.611.623.211.6322.00.060.130.217.117.134.217.1402.30.070.150.2320204020503.20.090.190.29262652.826654.50.120.250.3833336633805.20.140.30.46404080401006.40.170.360.555050100501258.00.210.450.686060120601509.60.250.530.871711427020012.50.320.681.0390901809025016.00.390.811.251.0810821610830019.00.471.01.513013026013035022.00.551.151.74153153306153400250.631.352.017017034017045027.50.701.52.25195195390195500310.781.672.5215215430215600360.942.03.0260260530260第三节管道及设备的绝热保温一、常用绝热保温材料(一)保温的目的及其范围与效果保温的目的及其范围与效果见表6-15。表6-15保温的目的及其范围与效果目的应用的范围与效果①热介质在通过管道和热力设备时,管道及设备表面温度总是高于周围空气的温度,管道及设备内部大量的热量通过金属壁散发到周围的空气中去,这部分热量没有作功而损失掉,称热损失减少热损失②散发出的热损失是相当大的,管径DN≥100mm以上时,保温后的散节约燃料热只有裸管散热的10%左右;管径DN<100mm时,约为裸管散热的15%～20%左右。也就是说进行保温后热损失可以减少80%～90%,这样就可以节省大量的燃料173\n续表目的应用的范围与效果①当热介质在管道及设备流过时,其表面温度很高,一般可达到100～500℃左右,如果不采取保温,工作人员一不小心碰到高温管道及设备的表保证操作人面上可被烫伤员安全和改②由于管道及设备表面温度高就形成了工作人员在高温区的环境下工善劳动条件作,不但会降低劳动效率,同时也大大的损害操作人员的身心健康③对热力管道及设备进行保温,可以保证操作人员的安全和创造一个舒适的劳动环境①在寒冷的季节里,敷设在室外或没有采暖的房间内的给排水管道及防止管道及热容器等,当水在管道或容器内经常流动一般不会结冻的,如果工作是间设备内液歇的,流动一停止,水温又低,很容易结冻,尤其是阀门处更容易冻坏体结冻②在室外架空管道中,管径较小的很容易结冻,要根据间断的时间和易冻坏管道及设备的情况,来采用热容量大的保温材料进行保温①管道及设备表面产生结露,是因为表面的温度低于或等于周围空气的露点温度,管道及设备介质的温度越低,周围空气露点温度越高,结露的防止管道及可能性就越大,由于结露凝结水滴下,不但影响环境卫生,同时也影响产品设备表面质量,如果有腐蚀性气体,还会使管道及设备受到腐蚀结露②管道及设备进行保温,其表面温度高于周围空气露点温度,为此表面不易结露;同时由于保温,在湿度高达90%的地方,空气干球温度接近湿球温度,表面也不易结露①在一些化工厂的生产过程中,有些化学反应是在管道或设备中进行的,必须保持一定温度,在输送中不能发生结晶或凝固,如果不保温,化学防止介质在反应就会减慢,将产生结晶或有凝固现象造成堵塞输送中温②对于一些高凝固点、高黏度的油品或容易结晶的化工物料,除了进行度降低保温绝热以减少热损失外,通常还采取提高管道入口处的介质温度和在管道的外部进行加热的保温方法①当热力管道及热力设备在输送高温介质时,若经过可燃易燃和易爆物品以及木质构筑物时,其管道和设备表面必须进行保温,使温度降到十防止火灾分安全的状态,否则会引起火灾②阀门及法兰处常用绝热的办法使温度降低到允许的温度下③对于保温材料制品中的胶黏剂是有机质时,在高温下不得使用①当发生火灾时,为了保护管道及设备不被烧坏,必须采用保温方法提高耐火等级提高耐火②选用保温材料时,除能耐高温外,还应减少外界热量的传入,所以保绝缘温材料热导率越小越好③通常用的保温材料多数用岩棉、膨胀珍珠岩及轻质混凝土174\n续表目的应用的范围与效果①在某些化工厂室外露天安装高低温贮槽和室外管道架空敷设时,由防止蒸发于太阳辐射热引起温升,使贮槽及管道内介质蒸发造成浪费损失②如果进行保温可以防止蒸发减少浪费有些气体在运输过程中,必须保持一定的温度,使气体不能冷凝成液体,防止气体如果不进行保温,不但气体会冷凝成液体;而冷凝成的液体有的对管道及冷凝设备还有腐蚀的作用(二)常用保温材料的性能1.保温材料的分类保温材料的分类见表6-16。表6-16保温材料的分类名称类别应用范围形状组成硅酸铝纤维,硅纤维材料纤维各种工业锅炉耐火高温保温材料硅藻土、蛭石加砖之间的填充料及其使用温度>700℃多孔材料石棉、耐热胶黏剂他的高温场所按等并加工成型温石棉、矿渣棉、玻度纤维材料中温保温材料璃纤维等各种热力设备及热分类使用温度100～硅酸钙、膨胀珍力管道的常用的保温700℃之间多孔材料珠岩、蛭石和泡沫材料混凝土等低温保温材料松散粉末、纤常用于保冷的工使用温度<100℃维状、粒状、瓦状程中以下砖等种类将石棉、石棉硅藻土等保温材料,加水调成胶泥,涂抹在热按涂抹式施力管道和热力设备的表面上工方填充式在管道及设备外面作成罩子,其内部填充矿渣棉,玻璃棉等法分将一些预制的保温板或管壳放在管道或设备外面,然后用类预制式铁丝绑扎,外表再涂保护层材料,属于这类保温材料的有石棉制品,膨胀珍珠岩,硅酸钙等175\n续表名称类别应用范围形状组成按施保温材料作为工方毡状或绳状,直法包裹及缠绕式矿渣棉毡、玻璃棉毡、石棉绳、稻草绳等接包裹或缠绕在分类被保温体上2.保温材料的特点保温材料的特点见表6-17。表6-17保温材料的特点在温度≤350℃时,入值不大于0.12W/①热导率小(m·K)②密度小密度不大于400kg/m3③具有一定的强度成型制品的压缩强度不应小于0.29MPa④吸水性能低对潮湿、水分的浸蚀有一定的抵抗力⑤化学稳定性好能耐一定的温度,不易燃烧、不应含有腐⑥使用寿命长,造价低,便于施工蚀性的物质3.保温材料及其制品的主要技术性能保温材料及其制品的主要技术性能见6-18。表6-18保温材料及其制品的主要技术性能密度热导率适用温度材料名称压缩强度备注/(kg/m3)/[W/(m·K)]/℃膨胀珍珠岩类密度小,热导散料(一级)<80<0.052率小,化学稳定散料(二级)80～1500.052～0.064～200性强,不燃,不腐散料(三级)150～2500.064～0.076～800蚀,无毒,无味,水泥珍珠岩板、管壳250～4000.058～0.087≤600500～1000价廉,产量大,资水玻璃珍珠岩板、管壳200～3000.056～0.065<650600～1200源丰富,适用憎水珍珠岩制品200～3000.058>500广泛176\n续表密度热导率适用温度材料名称压缩强度备注/(kg/m3)/[W/(m·K)]/℃普通玻璃棉类耐酸,抗腐,中级纤维淀粉黏结制品100～1300.040～0.047-35～300不烂,不蛀,吸中级纤维酚醛树脂制品120～1500.041～0.047-35～350水率小,化学稳玻璃棉沥青黏结制品100～1700.041～0.058-20～250定性好,无毒无味,价廉,寿命长,热导率小,施工方便,但刺激皮肤超细玻璃棉类密度小,热导超细棉(原棉)18～30-100～450率低,特点同普超细棉无脂毡和缝合垫60～80≤0.035-120～400通玻璃棉超细棉树脂制品60～800.041-120～400无碱超细棉60～80≤0.035-120～600微孔硅酸钙(管壳)200～2500.059～0.060600500～1000耐高温蛭石类适于高温,强膨胀蛭石80～2800.052～0.070-20～1000度大,价廉,施水泥蛭石管壳430～5000.093+<600250工方便0.00025tp硅藻土类密度小,强度硅藻土保温管及板<5500.063+<900高,耐高温,施0.00014tp工方便,但尘石棉硅藻土胶泥<6000.151+500土大0.00014tp(三)常用保温材料特性表常用保温材料特性见表6-19A、表6-19B。(四)保护层1.保护层分类保护层分类见表6-20。2.常用轻质保温外护层材料常用轻质保温外护层材料见表6-21。177\n表6-20保护层分类分类特点(1)包扎式复合保护层(1)保护层应具有保护保温层和防水性能(2)金属保护层(2)要求其容重轻、耐压强度高(3)涂抹式保护层(3)化学稳定性好、不易燃烧(4)保温外形美观表6-21常用轻质保温外护层材料材料名称特性和应用厚度0.1～0.16mm中碱平纹布,价廉、质轻,材料玻璃布来源广,外涂料易变脆、松动、脱落,日晒易老化,防水性差可用于室内外温度较高的架空管道,外形不挺括,铝箔玻璃布易损坏用于地沟或室外架空管作防潮层。质轻价廉,材改性沥青油毡料来源广,防水性好,防火性能差,易燃,易撕裂型号YG84-74,用于地沟或室外架空管道作防潮沥青玻璃布油毡层,易燃价格适中,便于施工,防水性能好,耐蚀性强,使用改性聚氯乙烯防水卷材(PVC)寿命较长。使用温度-20～80℃,阻燃,但长时间接触火焰仍会燃烧,并分解出有毒气体铝-玻璃钢外护层复合材料(简厚度0.6～0.1mm,外表平整挺括,可代替金属薄称AFC)板和玻璃钢。防水性好、耐酸碱性强,阻燃,耐老化,铝箔玻璃钢使用寿命长,使用温度≤80℃,适用于室内外架空镀铝复合PVC卷材管道厚度0.5～0.8mm,质轻,价贵,防水性好,外观挺铝皮、铝合金板,镀锌铁皮,黑括,美观,机械强度高,可在工厂预制,因而施工速度铁皮快,适用于室内外架空管道3.自熄性沥青胶泥配方自熄性沥青胶泥配方见表6-22。二、绝热层的制作安装(一)施工要求(1)管道保温工程应符合设计要求。一般按保温层、防潮层、保护层的顺序施工。181\n表6-22自熄性沥青胶泥配方材料名称质量/kg百分比/%材料名称质量/kg百分比/%茂名5号沥青1.526.3聚氯乙烯1.526.3橡胶粉(32目)0.23.5氯化石蜡0.58.8中质石棉泥2.035.1注:抹面保护层厚度:当保温层外径ꚼ≤200mm时,为15mm;ꚼ>200mm时,为20mm;平壁保温时厚度为25mm。(2)管道保温施工应在管道试压及涂漆合格后进行。施工前必须先清除管子表面脏物及铁锈,再涂上防锈漆二遍,并保护管道外表面的清洁干燥。冬、雨季施工应有防冻、防雨措施。(3)保温工程主要材料应有制造厂合格证明书或分析检验报告,其种类、规格、性能应符合设计要求。(4)保温层施工,除伴热管道外,一般应单根进行。(5)热保温层厚度大于100mm和冷保温层厚度大于75mm时,应分层进行施工。(6)非水平管道的保温工程施工应自下而上进行。防潮层、保护层搭接时,其宽度应为30～50mm。(7)应按设计规定的位置、大小和数量设置保温膨胀缝,并填塞热导率相近的软质材料。保温结构伸缩缝见表6-23。表6-23保温结构伸缩缝保温管状况缝宽/mm缝距/m缝数t<30055～7—直管段介质温度/℃t≥300203～4DN<30020～30—1弯管管径/mmDN≥30020～30—2(8)热、冷保温层,同层的预制管壳应错缝,内、外层应盖缝,外层的水平接缝应在侧面。预制管壳缝隙一般应要求热保温小于5mm,冷保温小于2mm。缝隙应用胶泥填充密实。每个预制管182\n壳最少应有两道镀锌铁丝或箍带,不得采用螺旋形捆扎。(9)与冷管道连接的支管及金属件也应有冷保温层,该段冷保温层伸展长度应不低于冷保温层的4倍或至垫木处。(10)保温层用的毡、席材料应与被保温表面紧贴,但不得填塞伴热管与主管之间的加热空间。保温层毡、席的环缝和纵缝接头间不得有空隙,其捆扎的镀锌铁丝或箍带间距为150～200mm。疏松的毡、席制品宜分层施工,并扎紧。(11)阀门或法兰处的保温施工,当有热紧或冷紧要求时,应在管道热、冷紧完毕后进行。保温层结构应易于拆装,法兰一侧应留有螺栓长度加25mm的空隙。阀门的保温层应不妨碍填料的更换。(12)冷保温管道或地沟内的热保温管道应有防潮层。防潮层的施工应在干燥的保温层上。防潮层在管道连接支管及金属件上的施工范围应由保温层边缘向外伸展出150mm或至垫木处,并予以封闭。(13)油毡防潮层应搭接,搭接宽度为30～50mm,缝口朝下,并用沥青脂黏结密封。每300mm捆扎镀锌铁丝或箍带一道。(14)玻璃布防潮层应搭接,搭接宽度为30～50mm,应粘贴于涂有3mm厚的沥青玛蹄脂的绝缘层上,玻璃布外再涂3mm厚的沥青玛蹄脂。(15)防潮层应完整严密,厚度均匀,无气孔、鼓泡或开裂等缺陷。(16)保温层上采用石棉水泥保护层时,应有镀锌铁丝网。保护层抹面应分两次进行,要求平整、圆滑。端部棱角整齐,无显著裂纹。(17)缠绕式保护层,重叠部分为其带宽的1/2。缠绕时应裹紧,不得有松脱、翻边,皱褶和鼓包,起点和终点必须用镀锌铁丝捆扎牢固,并应密封。(18)金属保护层应压边、箍紧,不得有脱壳或凸凹不平,其环缝和纵缝应搭接或咬口,缝口应朝下,用自攻螺钉紧固时不得刺183\n破防潮层。螺钉间距不应大于200mm,保护层端头应封闭。(19)保护层的支撑①设备高度大于2m时,每隔2～3m设置保温层支撑板(或抱箍),其宽度为保温层厚度的2/3。②立管保温每隔3m左右应设置保温承重托环,其宽度为保温厚度的2/3。(20)保温层的紧固①用于固定保温层时,销钉间隔为250～500mm,用于固定金属外保护层时,销钉间距为500～1000mm,并使每张金属板端头不少于两个销钉。②当采用支承圈固定金属外保护层时,每道支撑圈间距为1200～2000mm,并使每张金属板有两个支撑圈。(21)保温工程的其他质量要求应符合6-24表的规定。表6-24保温工程的其他质量要求检查项目最大允许偏差检查方法涂抹层10mm表面平面度金属保护层5mm用2m靠尺和楔形塞尺检查防潮层10mm预制块+5%厚度毡、席材料+8%用针刺入绝热层和用尺检查填充品+10%宽度膨胀缝5mm用尺检查注:绝缘层厚度不得有负偏差。(二)管道保温施工方法管道保温结构见图6-4。1.涂抹式结构(1)涂抹式结构的施工方法是将石棉硅藻土或碳酸石棉粉用水调成胶泥,将这种胶泥涂抹在已刷过两道防锈漆的管道上。涂抹前可先在管道上抹一层六级石棉和水调成的胶泥作底层,厚度约184\n图6-4管道保温结构(a)涂抹式(b)预制式(c)缠包式(d)填充式1—保护壳或保护层;1—保护壳或保护层;1—保护层;1—保护壳;2—保温材料;2—涂抹保温层2—预制件2—保温层3—支撑环5mm,用以增大绝热材料与管壁的黏结力,干燥后再涂抹绝热材料。每层保温材料的涂抹厚度为10～15mm。等有一层干燥后再涂抹后一层,直到需要的保温厚度为止。(2)在直立管段保温时,为了防止保温层下坠,应先在管道上焊接支撑环,然后再涂抹保温材料。支撑环由2～4块宽度与保温层厚度相等的扁钢组成;当管径小于150mm时,也可以在管道上捆扎几道铁丝代替扁钢支撑环。支撑环的间隔为2～4m。(3)涂抹式保温的施工,应在环境温度高于0℃的情况下进行。为加速干燥,可在管内通入温度不高于150℃的热介质。(4)调制保温胶泥时,不能为了增加保温材料的黏结力而加入水泥,否则会增加保温层的容重和热导率。(5)在保温壳的外面应包裹油毡玻璃丝布保护层,或者涂抹石棉水泥保护壳。(6)油毡玻璃丝布保护层的施工方法如下。①先用350号石油沥青油毡,剪成宽度为保温层外圆周长加50～60mm,长度为油毡宽度的条块,随后包在保温层外侧。油毡纵横搭接约50mm。横的接缝用沥青封口,纵的接缝放在管子的侧面,使缝口朝下。②油毡外面用ꚼ1～1.6mm的镀锌铁丝捆扎,应每隔250～300mm捆扎一次,不能连续缠绕。如保温层的外径大于600mm,185\n可用网孔50×50mm的镀锌铁丝网捆扎在油毡外面。再以厚0.1mm的玻璃丝布作螺旋形缠绕在油毡的外面,并且以ꚼ1mm的镀锌铁丝每隔3m捆扎一道。③管道包扎用的玻璃丝布,厚度分0.1mm和0.2mm两种,宽度为250mm、400mm和900mm。使用时,可根据保温层的外径,玻璃丝布保护层使用的宽度见表6-25。表6-25玻璃丝布保护层使用的宽度单位:mm保温层外径<150150～400>400玻璃丝布宽度150200250④玻璃丝布保护层的外表面,必须涂刷沥青或涂料。⑤室外架空管道的玻璃丝布保护层外表面先刷一道冷底子油,然后再刷两道5号热沥青。室内架空管道的玻璃丝布保护层外表面涂刷醇酸树脂磁漆两道,所取颜色应按管道涂漆及色环颜色的有关规定。⑥通行、半通行及不通行地沟内的管道,在玻璃丝布外面涂刷冷子底子油两道。(7)石棉水泥保护壳的做法①在保温层外面涂抹石棉水泥胶泥。如保温层外径大于200mm,应在保温层外先用网孔30mm×30mm的镀锌铁丝网加强,外面网ꚼ1～1.8mm的镀锌铁丝捆扎,然后再涂抹石棉水泥胶泥。②石棉水泥胶泥由72%～77%的水泥(300号以上),20%～25%的4级石棉、3%的防水粉与水搅拌而成。③石棉水泥保护壳的厚度,当保温层外径小于350mm时为10mm;当保温层外径大于350mm为15mm。④石棉水泥保护壳的外面也应涂刷油漆或沥青。⑤室内外架空管道在石棉水泥保护壳外面涂刷油性调和漆两道,颜色按有关规定。⑥通行、半通行及不通行地沟内的管道,在保护壳外面涂刷186\n冷底子油两道。不通行地沟内的管道再在保护壳外面加缠一层玻璃丝布,涂刷两道冷底子油作防潮层,以延长保温结构的寿命。⑦在管道转弯处,保温层和保护壳应留20～30mm宽的伸缩缝,缝内用石棉绳绕填。2.预制式结构预制式保温结构见图6-5、图6-6。图6-5弧形预制保温瓦保温结构图6-6玻璃纤维制品保温结构1—管道;2—保温层;3—镀锌1—防锈漆;2—玻璃棉管壳;3—ꚼ1.0～铁丝;4—镀锌铁丝网;1.6mm镀锌铁丝;4—350号石油沥青油5—保护层;6—涂料毡;5—镀锌铁丝或打包铁皮;6—管道包扎布(密纹玻璃布);7—ꚼ1.0mm镀锌铁丝;8—冷底子油(1)先将保温材料(泡沫混凝土、硅藻土或石棉蛭石等)预制成扇形块状。围抱管道圆周的预制件块数,最多不应超过8块。块数取偶数,以便于使横的接缝相互错开。如保温层厚度较大,预制件可做成双层构件,也可以用矿渣棉或玻璃棉制成管壳形保温层。(2)将预制件装配到管道上前,先在管壁上涂两道防锈漆,再涂敷一层5mm厚的石棉硅藻土或碳酸镁石棉粉胶泥。如用矿渣棉或玻璃棉管壳保温,可以不抹胶泥。(3)装配预制件的要求如下①横向接缝和双层构件的纵向接缝,应当相互错开,接缝用石棉硅藻土胶泥填实。②当保温层外径小于200mm时,在保温层预制件的外面,用ꚼ1～2mm的镀锌铁丝捆扎,间隔为预制件长度的一半,但不应超187\n过300mm,并应使每块预制件至少捆扎两处。③当保温层外径大于200mm时,应在保温层预制件外面用网格30mm×30mm～50mm×50mm的镀锌铁丝网捆扎。④预制装配式保温的保护层图6-7缠绕式保温结构或保护壳的做法,以及保护层和保1—防锈漆;2—玻璃棉毡;3—ꚼ1.0～1.6mm镀锌铁丝或方格镀锌铁丝网护壳外面的涂漆要求,管道转弯处(保温外径大于500mm时用);4—350留出伸缩缝的处理方法,均与涂抹号石油沥青油毡;5—镀锌铁丝或打包式保温相同。铁皮;6—管道包扎布(密纹玻璃布);⑤采用矿渣棉或玻璃棉制的7—ꚼ1.0mm镀锌铁丝;8—冷底子油管壳做保温层时,宜使用油毡玻璃丝布保护层,不宜采用石棉水泥保护壳。3.缠包式结构(1)缠包式保温用矿渣棉毡或玻璃棉毡作保温材料。见图6-7。(2)缠包式保温结构施工时,先按管子的外圆周长加上搭接宽度,把矿渣棉毡或玻璃棉毡剪成适用的条块,再把这种条块缠包在已涂刷过两道防锈漆的管子上。缠包时应将棉毡压紧,使矿渣棉毡3的容重不小于150～200kg/m,玻璃棉毡的容重不小于130～3160kg/m,以减少它们在运行期间的压缩变形。(3)如果一层棉毡的厚度达不到规定的保温厚度时,可以使用两层或三层棉毡。(4)棉毡的横向接缝必须紧密结合,如有缝隙应用矿渣棉或玻璃棉填塞。棉毡的纵向接缝应放在管子的顶部。搭按宽度为50～300mm,可根据保温层外径的大小确定。(5)保温层外径如小于500mm时,棉毡外面用直径ꚼ1～1.4mm的镀锌铁丝捆扎,间隔为150～200mm。保温层外径大于500mm时,除用镀锌铁丝捆扎外,还以网孔30mm×30mm的镀锌铁丝网包扎。188\n(6)缠包式保温必须用干燥的保温材料,不宜采用石棉水泥保护壳,宜用油毡玻璃丝布保护层,作法与涂抹式保温结构相同。室内架空管道的保护层,可用1mm厚的硬纸板代替油毡。(7)预制装配式和缠包式保温结构宜采用铁皮保护层,以延长保温层的使用期限。铁皮保护层的施工工序如下。①铁皮使用厚度为0.3～0.5mm,镀锌铁皮及黑铁皮均可。用黑铁皮时,其内外表面均各涂刷红丹底漆两遍;使用涂环氧树脂的铝板厚度为0.8～1mm。②铁皮剪切下料后,用压边机压边,再使用滚圆机滚成圆筒状。③铁皮圆筒包裹到保温层外面时,应使其紧贴到保温层上,不留空隙,并使纵缝搭口朝下;水平敷设的管线,其环向接口应与管线的坡度相同。每段铁皮圆筒的搭接长度,沿环向为30mm,纵向不得小于30mm。④铁皮圆筒包裹在保温层上贴附紧密后,用半圆头自攻螺钉(GB841—66)紧固。螺钉的间距为200～250mm,螺钉孔以手电钻钻孔,当自攻螺钉直径为4mm时,钻头直径为3.2mm(如用3mm螺钉代替时,钻头直径为2.4mm)。禁止采用冲孔或其他不适用的方式装配螺钉。⑤在铁皮保护层外壁涂刷醇酸磁漆两遍。⑥铁皮保护层的纵缝采用咬口连接。咬口形式常采用单平咬口和单角咬口。在某些情况下,纵缝还可以采用半咬口加自攻螺钉的混合连接。4.填充式保温结构(1)填充式保温结构是将矿碴棉、玻璃棉或泡沫混凝土等保温材料,填充在管子周围的特殊套子或铁丝网中。(2)这种保温结构要用大量支撑环,制作浪费时间。施工时,保温材料的粉末飞扬,影响操作人员的身体健康,因此在热力管道保温中采用较少,常用于制冷管道保温。此外,铅管道多采用填充式保温结构,支撑环焊接到支撑角钢上。189\n190\n图6-8热力管道绝热层结构191\n5.浇灌式保温结构浇灌式保温结构用于不通行地沟内或无沟地下敷设的热力管道,分为有模浇灌和无模浇灌两种。浇灌用的保温材料大多用泡沫混凝土。浇灌前,须先在管子的防锈漆面上涂抹一层机油,以保证管子的自由伸缩。各种保温结构、保冷结构参见图6-8、图6-9。图6-9制冷管道绝热层结构图192\n第二篇供热及燃气管道的施工安装第七章室外供热管道的安装第一节室外热力管网的类型和敷设方式一、室外热力管网的类型室外供热管网系统,按照管道内输送的介质,有热水供热系统,蒸汽供热系统。根据热源形式又分为:锅炉房集中供热系统,热电厂集中供热系统和多热源集中供热系统。(一)热水供热室外管网系统根据热媒流动的形式,供热系统可以分为闭式系统、半闭式系统和开式系统。热水供热室外管网系统,根据管路的条数,可以分为单管、双管、三管和四管制。(二)热用户与热水外网的连接方式热用户与热水外网的连接方式可分为直接连接和间接连接两种方式。见图7-1。1.间接连接间接连接外网的供水温度可提高到110～130℃,而用户供暖系统供水温度仍能保持95℃或更低,因此,间接连接需在热力站或建筑物入口设置水-水热交换器。2.直接连接热水由外网供水管直接进入供暖系统热用户,在散热器内放热后,返回外网回水管去。这种直接连接方式最简单,造价低。但只能是用户系统的水力工况和热力工况与外网相同时方可采用。见图7-2。193\n图7-1热水供热管网系统原理图1—热源;2—热网供水管;3—用户引入口;4—通风用热风机;5—用户端供暖换热器;6—供暖散热器;7—局部供暖系统管路;8—局部热水供应系统;9—热网回水管;10—热水供应换热器;11—冷自来水管;12—工艺用热装置194\n图7-2双管闭式热水供热系统示意图(a)供暖热用户与热网的间接连接;(b)装置容积式换热器的连接形式;(c)无混合装置的直接连接;(d)装水喷射器的直接连接;(e)装混水泵的直接连接;(f)空调热用户与外网的连接1—热源的加热装置;2—外网循环泵;3—补水泵;4—补给水压力调节器;5—散热器;6—水-水换热器;7—供暖热用户系统的循环水泵;8—膨胀水箱;9—容积式换热器;10—水喷射器;11—混合水泵;12—空气加热器3.开式热水供热系统开式热水供热系统是指用户热水供应用水直接从热水外网取水。连接方式见图7-3。图7-3开式热水供热系统中,热水供应热用户与网路的连接方式1、2—进水阀门;3—温度调节器;4—混合三通;5—取水栓;6—止回阀;7—上部储水箱(三)蒸汽供热室外管网系统蒸汽供热系统,广泛地应用于工业建筑,它主要承担向生产工195\n图7-4蒸汽供热系统的网路原理图1—热源;2—蒸汽管路;3—用户引入口;4—通风用热风器;5—局部供暖系统的换热器;6—局部热水供应系统的换热器;7—工艺装备;8—凝结水疏水器;9—排水;10—凝结水水箱;11—凝结水泵;12—止回阀;13—凝结水管路艺热用户供热,同时也向热水供应、空调和供暖热用户供热。根据热用户的要求,蒸汽供热系统可以分为单管制、双管制和多管制等几种。见图7-4。二、室外热力管网的敷设方式供热管道敷设是指将供热管道及其附件按设计条件组成整体并使之就位的工作。供热管道的敷设型式,可分为地上(架空)敷设和地下敷设两类。应根据当地气象、水文地质、地196\n形、交通情况以及维修方便等因素综合进行考虑,力求与总体布局协调一致。(一)地上敷设地上敷设是管道敷设在地面以上的独立支架或建筑物的墙壁上。其优点是不受地下水位、土质和其他管线的影响,构造简单,维修方便。是一种较为经济的敷设方式。其缺点是占地面积较多,管道热损失大,在某些场合下不够美观。因而多用于厂区和市郊。对于年降水量大,地下水位高(距地面小于1.2m),或者地形高差大,地下多岩石或腐蚀性土壤,以及地下管线太多或有特殊障碍的地区,可考虑采用架空敷设。按照支架的高度不同,可有以下三种地上敷设型式。1.低支架敷设在不妨碍交通的地段,可采用低支架敷设,见图7-5。个别跨越交通干线处,可局部升高。除固定支柱必须采用钢或钢筋混凝土结构外,其他滑动支柱均可采用砌筑,就地取材。低支架敷设节约材料,施工维修方便,是一种最经济的敷设方式。保温层外壳距地面净距为0.5～1.0m,以免受地面水、雪的侵袭。2.中支架敷设中支架净高2～4m,在不通行或非主要通行车辆的地段,人行交通不频繁的地方敷设。中支架敷设一般采用方形补偿器。3.高支架敷设在交通要道或当管道跨越铁路、公路时,一般采用高支架敷设,其净高管道保温结构底距地面为4m以上,跨越铁路时H为6m,跨越公路时为4m,为了减少管道热胀时对支架的推力,高支架可采用套管补偿器。高支架敷设比低支架及中支架敷设耗材料多,投资较大,维护检修不方便,且在管道上有附件(如阀门等)处必须设置检修操作平台。中、高支架敷设见图7-6。地上敷设所用的支架按其构成材料可分为:砖砌、毛石砌、钢筋混凝土结构(预制或现场浇灌)、钢结构和木结构等。197\n图7-5低支架图7-6中、高支架(二)地下敷设在市区以及对环境有要求的地区,采用地下敷设,地下敷设不影响市容和交通,因而地下敷设是城镇集中供热管道广泛采用的敷设方式。地下敷设分有沟敷设和无沟(直埋)敷设两种。有沟敷设又分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟三种。1.通行地沟敷设通行地沟的最小净断面应为1.2m(宽)×1.8m(高),通道的净宽一般宜取0.7m,地沟沟底应有与地沟内主要管道坡向一致的坡度,并坡向集水坑。通行地沟每隔200m应设置出入口(事故人孔),但装有蒸汽管道的地沟每隔100m应设一个事故人孔。整体混凝土结构的通行地沟,每隔200m宜设一个安装孔,安装孔宽度不小于0.6m,并应大于管沟内最大一根管的外径加0.4m,其长度至少应保证6m长的管子进入管沟。通行地沟内应设置永久性照明设备,电压不应大于36V。沟内的空气温度不宜超过45℃,一般可利用自然通风,但当自然通风不能满足要求时,可采用机械通风。通行地沟可单侧布管或双侧布管(见图7-7)两种方式。通行地沟用在供热管道比较大,管道数目比较多,或与其他管道共沟敷设以及用在不允许开挖检修的地段。通行地沟的主要优点是操作人员可在地沟内进行管道的日常维修以至大修更换管道。但通行地沟造价高。198\n图7-7通行地沟2.半通行地沟敷设半通行地沟横断面应为0.7m(宽)×1.4m(高),其通道宽宜采用0.5～0.6m。沟内管道尽量采用沿沟壁一侧单排上下布置(见图7-8),半通行地沟长度超过200m时,应设置检查口,孔口直径一般不应小于0.6m。图7-8半通行地沟199\n半通行地沟操作人员可以在地沟内检查管道和进行小型修理工作,但更换管道等大修工作仍需挖开地面进行。当无条件采用通行地沟时,可用半通行地沟代替,以利于管道维修和判断故障地点,缩小大修时的开挖范围。3.通行地沟敷设当管道根数不多,且维修工作量不大时,可采用不通行地沟敷设,因为造价低,被广泛采用。地沟断面尺寸仅满足管道安装的需要即可。见图7-9,地沟宽度不宜超过1.5m,否则宜采用双槽地沟。管沟敷设有关尺寸见表7-1。图7-9不通行地沟表7-1管沟敷设有关尺寸有关尺寸管道保温表管道保温表管道保温表管道保温地沟类型管沟净高人行通道宽面与沟墙面与沟顶面与沟底表面间/m/m净距/m净距/m净距/m净距/m通行地沟≥1.8≥0.6≥0.2≥0.2≥0.2≥0.2半通行地沟≥1.2≥0.5≥0.2≥0.2≥0.2≥0.2不通行地沟——≥0.1≥0.05≥0.15≥0.2注:1.本表摘自《城市热力网设计规范》CJJ34—90,1990年版。2.考虑在沟内更换钢管时,人行通道宽度还应不小于管子外径加0.1m。地沟的构造,沟底多为素混凝土或预制钢筋混凝土(防止管道下沉),沟壁为水泥砂浆砖砌,沟盖板为预制钢筋混凝土板。地沟敷设要力求严密、不漏水,以防破坏保温结构和腐蚀管200\n道,一般情况下,地沟的沟底应位于当地近30年来的最高地下水位以上。否则必须采取防水、排水措施。为防止地面水侵入地沟,沟盖板作出0.01～0.02的横向坡度,盖板间、盖板与沟壁间用水泥砂浆封缝,地沟顶上覆土应不小于0.3～0.5m。沟底应与管道的坡向一致,以便将可能渗入的水流入检查井的集水坑内,定期用移动水泵抽出。4.无沟(直埋)敷设无沟直埋敷设方式,适用于输送热水、冷水、低压蒸汽等,在热水供热管网中,无沟敷设在国内外已得到广泛地应用。直埋示意图见图7-10。埋地管道沟槽尺寸见表7-2。图7-10埋地管道沟槽尺寸图中保温管底部为砂垫层,砂的最大粒度≤2.0mm。上面用砂质黏土分层夯实。保温管套顶至地面的深度h一般干管800～1200mm,接向用户的支管覆土深度≥400mm表7-2埋地管道沟槽尺寸公称直径253240506580100125150200250300350400450500600DN/mm保温管外96110110140140160200225250315365420500550630655760径D′w/mm沟A80080080080080080010001000100012401240132015001500187018702000槽B250250250250250250300300300360360360400400520520550尺C300300300300300300400400400520520600700700830830900寸E100100100100100100100100100100100150150150150150150/mmH200200200200200200200200200200200300300300300300300直埋管道的速算开挖沟槽尺寸,可按下列原则确定:管子与管子之间净距200～250mm;201\n管子与沟壁之间净距200～250mm;管底与沟底之间净距200mm;管顶与地面之间净距600mm。三、直埋保温管目前,管道直埋采用最多的是将供热管道、保温层和保护外壳三者紧密黏结在一起,形成整体式的预制保温管结构型式,因此管道称为直埋保温管,直埋保温管的结构型式,分为两类,一类是根据国外经验研制的保温结构为“氰聚塑”型式的预制保温管;一类是引进国外生产线生产的“管中管”型式的预制保温管。其组成如下。直埋保温管由管道、防腐层、保温层和保护层组成,既可现场制作,也可购买工厂加工好的成品保温管。保温管管材一般选用无缝钢管,大口径可用螺旋焊接钢管,管道规格为DN25～DN800。防腐层过去的做法是在管壁上涂抹氰凝,氰凝是一种高效防腐防水材料,具有较强的附着力和渗透力,能与钢管外表面牢固结合,甚至透过钢材表面的浮锈,把浮锈和钢材牢固结成一个整体,它是一种棕黄至棕红色的黏稠液体,固体含量>50%,室温固化时间<24h,抗压强度13～25MPa,抗渗透强度0.4～0.9MPa,抗剪强度4～8MPa,热分解温度>200℃。由于其微毒且成本较高,现已较少使用。只在现场接口处作业时,使用氰凝或防锈漆做局部防腐。直埋管道的保温层,常采用由多元醇和异氢酸盐两种液体混合发泡固化形成的硬质聚氨酯泡沫塑料作为保温材料。硬质聚氨酯泡沫塑料的密度小,热导率低,保温性能好,吸水性小,并具有足够的机械强度,但耐热温度不高。根据国内标3准要求:其密度60～80kg/m,热导率λ≤0.027w/m·℃,抗压3强度P≥200kPa,吸水性g≤0.3kg/m,耐热温度不超过120℃。直埋保温管的保护外壳根据加工条件、加工工艺的不同而不同,多采用玻璃钢或高密度聚乙烯硬质塑料做保护材料。现场加工多采用浸树脂玻璃纤维布缠绕保护层形成玻璃钢保护层的方法,预制管一般采用“一步法”缠绕方式或采用高密度聚乙烯硬质塑料套管(又称黄夹克)方式,两者保护层都具有较高的机械性能,耐磨202\n损、抗冲击性能较好,化学稳定性好,具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能,还可以焊接,便于施工。见图7-11,图7-12。根据国家3标准:高密度聚乙烯外壳的密度ρ≥940kg/m,拉伸强度≥20MPa,断裂伸长率≥350%。图7-11整体预制保温管结构图图7-12带导线的整体预制保温管结构图保温管中的导线又称信号线、报警线,国外引进的直埋保温预制管结构均设有导线。国内则根据用户要求而定。报警线用于检测管道泄漏,共两根,一根是裸铜线,另一根是镀锌铜线。报警线和报警显示器相连接,当城市热力管网中某段直埋管发生泄漏时,立即在报警显示器上显示出发生故障的地点。对于城市重要的热力网工程应有报警线,对一些小型热力网工程,限于投资可不设报警系统,可采用超声波检漏仪等设备进行检漏。“管中管”的保温材料同样是聚氨酯硬泡沫塑料,耐温在120℃以下。“管中管”的保护层是高密度聚乙烯管。高密度聚乙烯具有较高的机械性能,耐磨损抗冲击性能较好,化学稳定性好,具有良好的耐腐蚀性和抗老化性能;它可以焊接,便于施工。见图7-13,图7-14。图7-13单一型保温管图7-14复合型保温管203\n预制直埋管分为单一型和复合型,单一型适用于温度在-50～150℃的供热、制冷管道,复合型管(中间有两种保温材料复合而成)适用于温度310℃以下的高温供热管道。保温管的规格见表7-3、表7-4。表7-3预制保温管技术规格单位:mm玻璃钢外护管钢管外径保温厚度塑料外壳厚厚度布层数763020.8～1.02764020.8～1.02893021.02894021.021083021.021084021.621144031.531333031.531334031.531593031.531594031.532193031.532194032.032734042.043264042.544265053.055295566表7-4直埋保温管规格表单位:mm氰聚塑管中管一步法热缠绕钢管外径保温层保护层保温层保护层保温层保护层保温层保护层厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度26.836.51——————33.5341——————38311——————42.531.81——————48291301.5301.2300.857301301.5301.2300.8204\n续表氰聚塑管中管一步法热缠绕钢管外径保温层保护层保温层保护层保温层保护层保温层保护层厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度60——301.5301.2300.87331.51301.5301.230176—1.2301.5301.23018930—301.5301.2301108311.2301.5301.2301.5114——301.5301.2301.5133301.5302301.2301.5140——302301.2301.5159301.5302301.5302165——302301.5302219301.5303302302.5245——303302302.5273301.5303302.5302.5325301.5303——303377301.5————303426——————353480——————353529——————353630——————353720——————3531020——————6041400——————604四、直埋管的安装目前,直埋敷设已成为热水供热管网的主要敷设方式。由于无沟敷设不需砌筑管沟,土方量及土建工程量就会相应减少;管道可以在工厂预制,质量可以保证。且现场安装工作量减少,施工进度快,可以节省供热管网的投资费用。无沟敷设管道断面积小,易于与其他地下管道和设施进行协调。在老城区、街道窄小的地方、地下管线密集的地段采用直埋敷设,优势更为明显。供热管道与各种管线的最小净距见表7-5。205\n表7-5供热管道与其他地下管线之间的最小净距单位:m热网地沟无沟敷设热力管管道名称水平净距交叉净距水平净距交叉净距1给水管:干管2.000.102.500.10支管1.500.101.500.102排水管2.000.151.5～2.00.153雨水管1.500.101.500.104煤气管,煤气压力:P≤0.15MPa1.000.150.15MPa0.25≤0.25>0.25—≤0.25>0.25试验压力0.40.60.60.80.750.41.4要求试验时间为2～3min,不渗不漏为合格三、散热器安装散热器一般多暗装于外墙的窗下,并使散热器组的中心线与外窗中心重合。散热器的安装形式有明装、暗装和半明半暗三种。(1)将符合要求的散热器运至各个房间,根据安装规范,确定散热器安装位置,画出托钩和卡子安装位置。散热器背面与装饰后的墙内表面安装距离应符合设计或产品说明书要求,如设计未注明,应为30mm。散热器安装位置允许偏差和检验方法见表8-6。表8-6散热器安装位置允许偏差和检验方法项次项目允许偏差/mm检验方法1散热器背面与墙内表面距离3尺量2与窗中心线或设计定位尺寸203散热器垂直度3吊线和尺量(2)用电动工具打孔,应使孔洞里大外小。托钩埋深应大于或等于120mm,固定卡埋深应大于80mm。栽钩子(固定卡)时,应先检查其规格尺寸,符合要求后,安装在墙上,其数量见表8-7。246\n表8-7散热器支、托架数量表散热器型号每组片数上部托钩或卡架数下部托钩或卡架数总计备注12132～412360型5224623572461——2圆翼型2——33～4——43～8123柱型9～12134柱型13～16246M132型不带足17～20257M150型21～24268扁管式、板式1224每根长度小于1.4m2串片式长度为1.6～2.4m3多根串联的托钩间距不大于1m注:1.轻质墙结构,散热器底部可用特制金属托架支撑。2.安装带腿的柱型散热器,每组所需带腿片数为:14片以下为2片;15～24片为3片。3.M132型及柱型散热器下部为托钩,上部为卡架;长翼型散热器上下均为托钩。(3)将丝堵和补心加散热器胶垫拧紧到散热器上,待埋钩子(固定卡)的沙浆达到强度后,即可安散热器。(4)翼型散热器安装时,掉翼面应朝墙安装;挂式散热器安装,须将散热器抬起,将补心正丝扣的一侧朝向立管方向,慢慢落在托钩上,挂稳、找正;带腿或底架的散热器就位后,找正、平直后,上紧固定卡螺母。带足散热器安装时若不平,可用锉刀磨平找正,必要时用垫铁找平,严禁用木块、砖石垫高。(5)串片式散热器安装时,应保持肋片完好。松动片数不允许超过总片数的2%。受损肋片应面向下或墙安装。(6)同一楼层,散热器安装高度应一致,特别是同一房间。散热器底部有管道通过时,其底与地面净距不得小于250mm,一般情况下,散热器底距地面净距不得小于150mm。247\n(7)散热器一般垂直安装,圆翼型散热器应水平安装。串片式散热器尽可能平放,减少竖放。(8)散热器的安装允许偏差及检验方法见表8-8。安装完,用弯头、三通、活接头、管箍、阀门等管件连接到采暖系统中。表8-8散热器安装的允许偏差及检验方法项目允许偏差/mm检验方法背面墙面距离3坐标用水准仪(水平尺)、与窗口中心线20直尺拉线和尺量检查标高底部距底面±15中心线垂直度3吊线和尺量检查侧面倾斜度3长翼型2～4片4(60)(38)5～7片6灰2m以内3散热器铸圆翼型3～4m4铁M1323～14片4全长内柱型15～24片6用水准仪(水平尺)、的弯曲2节以内3直尺拉线和尺量检查串片式3～4节4钢扁管L<1m4(3)制(板式)L>1m6(5)3～12片4柱型13～20片6第四节低温地板辐射采暖系统的安装一、地板采暖的形式与特点(一)地板采暖布置形式地板采暖布置形式见图8-38。(二)地板采暖特点1.安全可靠,不易泄漏,使用寿命长248\n图8-38住宅地板辐射采暖布置范例管材设计使用寿命五十年以上,同时在施工时整根管铺设,地面层下无接口,消除渗漏隐患,因此在使用中维护费极低。2.高效节能(1)热量由下而上辐射,有效热量集中在人体活动区域。(2)该系统可利用余热水,地热水。(3)辐射供暖方式,供暖效率高,若按18℃参数选用可达20℃供暖效果。(4)低温传送,在传送过程中热量损失小。3.舒适,卫生,保健室内温度均匀,梯度合理。室内温度分布最接近理想供暖方式,给人以脚暖头凉的良好感觉;因以辐射散热方式为主,不易造成浑浊空气对流,室内十分洁净;同时改善血液循环,促进新陈代谢,有益人体健康,尤其适合有老人及小孩的住户。4.不占屋内使用面积室内取消暖气片及支管,增加使用面积,便于室内装修和家具布置。249\n5.热稳定性好由于混凝土及面层蓄热量大,热稳定性好,在间歇供暖的条件下,室内温度变化缓慢。6.便于热量计量因地板辐射供暖方式在住宅中为双管系统,易加入计热量表,实现住宅中热量计量问题。7.运行费用低地板供暖节能降耗,运行费用低于散热器供暖,是最经济的供暖设备。(三)地板采暖的构造地板采暖构造见图8-39。代号名称说明1地面层包括地面装饰层及其找平层2找平层水泥砂浆(楼层潮湿房间加防水层)3填充层卵石混凝土(C15),加热管以上的填充层厚度不应小于30mm4加热管5热绝缘层宜采用聚苯乙烯泡沫塑料6防潮层地面层土壤上设防潮层7土壤8楼板图8-39辐射采暖地板的构成二、地板采暖热媒集配装置(一)热媒集配入户装置热媒集配装置见图8-40。250\n图8-40热媒集配装置(二)热媒集配系统装置热媒集配系统见图8-41。图8-41系统图三、地板采暖施工要求(一)一般规定(1)低温热水地板辐射采暖的安装工程,安装时环境温度宜高251\n于5℃。(2)安装过程中应防止涂料、沥青或其他化学溶剂污染管道。(3)管道系统安装间断或完毕的敞口处,应随时封堵,不允许有异物进入管道中。(4)管道暗埋安装时,应注意避免打钉、钻孔损伤管道。(二)施工工序(1)检查确认敷设低温地板辐射采暖系统区域内的隐蔽工程全部完成。(2)按要求完成敷设低温地板辐射采暖系统地面施工。(3)清理敷设低温地板采暖系统场地。(4)完成有防水要求的防水处理施工。(5)分水器定位、安装。(6)敷设保温层。(7)敷设反射层。(8)按设计敷设采暖用管。(9)管材打压试验。(10)管材带压力填充混凝土。(三)技术要求(1)低温地板辐射采暖工程施工中,应避免上述施工在同一作业面上交叉作业。(2)打细石混凝土找平层。清理施工现场地面,无垃圾、渣土等杂物。技术参数混凝土标号C20、水灰比、砂粒级配、石子级配按照技术要求执行,找平层厚度为20～30mm,表面要求平整。(3)热媒集配器施工安装①热媒集配器安装牢固、端正、与地面平行,且其阀门开关高度应高出施工后地面300～700mm。②热媒集配器的阀门位置为分配器供水阀门在前,回水阀门在后,且必须装有阀门。③热媒集配器以暗装在壁龛内为原则,部分情况也可暴露在252\n外面。(4)地面保温层施工。在找平层达到一定强度后铺设保温层。在平整的基地面上满铺聚苯乙烯板,要求聚苯乙烯板材铺设平整,切割整齐,连接缝紧密,缝隙不大于5mm。(5)复合反射层施工。在保温层上铺设特制铝箔一层,复合反射层必须铺设平整,搭接错位部分不得小于10mm。反射层除固定钢网的钢钉外不得有其他破损。(6)加热管固定。加热管固定必须牢固固定,可以采用钢网绑扎或管卡固定。(7)加热管布置①严格按照设计要求铺设,铺管拐弯弧度不小于6倍管径,管间距按图纸设计要求进行施工。②加热管始末端出地面至连接配件的管段,要求排列均匀整齐,设置在套管内。套管外皮不宜超出集配装置外皮的投影面。③加热管始末端的适当距离内或其他管道密度较大处,当管间距小于等于100mm时,设置柔性套管等保温措施。2(8)辐射供暖地板面积超过30m或长边超过6m时填充层应设置间距≤6m,宽度≥8mm的伸缩缝。与墙、柱的交接处,填充≥10mm的软质闭孔泡沫塑料。加热管穿越伸缩缝处,设长度不小于100mm的柔性套管。(9)混凝土浇筑。保持环路处于带压状态下进行混凝土浇筑,浇筑时严禁挪动盘管。(10)地面施工结束后使室内温度保持5℃以上,自然干燥7天后,可投入试运行。(四)安全生产及成品保护1.安全生产由于地暖施工技术性很强,所以未经过技术培训的工人严禁上岗作业。2.成品保护(1)进入施工现场人员应着软底鞋,严禁穿皮鞋、铁掌鞋进253\n场,除施工专用工具外,严禁其他铁器进场。施工过程中工人应细心操作,妥善保存所带工具以防对管材造成损伤。(2)地板采暖在施工时应尽量避免交叉作业,不得已赶工期时必须进行严密的组织。(3)施工完成的采暖地面严禁一切大力敲打、冲击,在地面上钻孔开洞、射钉等作业。(五)检验、调试与验收铝塑复合管地板辐射采暖系统,应根据工程施工特点进行中间验收。中间验收过程从加热管道敷设和热媒集配装置安装完毕进行试压起,至混凝土填充层养护期满后再次进行试压止,由施工单位会同设计和监理单位进行。(1)浇筑混凝土填充层之前和混凝土填充层养护期满之后,应分别进行系统水压试验。冬季进行水压试验时,应采取可靠的防冻措施,或进行气压试验。(2)水压试验标准系统的水压试验标准,应符合下列规定。①试验压力应为不小于系统静压加0.3MPa,但不得低于0.6MPa。②水压试验之前,对试压管道和构件应采取安全有效的固定和保护措施。(3)水压测试步骤①将试压管道末端封堵,缓慢注水,同时将管道内气体排出。②充满水后,进行水密封检查。③加压宜用手动泵缓慢加压,升压时间不得少于15min。④升至规定试验压力后,停止加压,稳压1h,观察接头部位是否有漏水现象。⑤稳压1h后,补压至规定的实验压力值,15min内的压力降不超过0.05MPa为合格。(4)地板辐射供暖管道的调试与运行①地板辐射采暖系统未经调试,严禁运行使用。②具备供暖条件时,调试应在竣工验收阶段进行;不具备供254\n热条件时,经与工程使用单位协商,可延期进行调试。③调试工作应由施工单位在工程使用单位配合下进行。④向地板供水,应先预热,供水温度不得骤然升高,初温不应高于25℃,最高不超过30℃,以30℃水温循环24h,然后逐日升温,每日升温不超过5℃,直至达到设计水温。(5)竣工验收①竣工验收应由主管单位组织施工、设计、监理、建设和有关单位联合进行。②竣工验收时,应具备下列文件:施工图、竣工图和设计变更文件;主要材料、制品和零件的出厂合格证或检验记录;中间验收记录;试压记录;工程质量检验评定记录;调试记录。③竣工验收应在通暖24h、停暖24h、再通暖24h后进行。④竣工验收标准符合以下规定,方可通过竣工验收。竣工质量符合设计要求和本规定的有关规定。室温达到设计要求;填充层无明显裂缝;管道和构件无渗漏;阀门开启灵活、关闭严密。⑤验收文件中间验收和竣工验收,均应做好记录、签署文件和立卷归档。(6)竣工质量应符合设计要求和本规程的有关规定。(7)竣工时重点检查和检验下列项目①坐标、标高和坡度的正确性。②管道接头的整洁、牢固和密闭性。③支撑件和管卡的安装位置和牢固性。④给水系统的通水能力检验。⑤仪表的灵敏性和阀门启闭的灵活性。四、地板采暖材料要求(一)管材要求(1)敷设于地面填充层内的加热管,应根据耐用年限要求、使用条件等级、热媒温度和工作压力、系统水质要求、材料供应条255\n件、施工技术条件和投资费用等因素,选择采用以下管材。①交联铝塑复合(XPAP)管。②聚丁烯(PB)管。③交联聚乙烯(PE-X)管。④无规共聚聚丙烯(PP-R)管。(2)管材的质量要求①各类管材的等应变蠕变特性曲线,应符合下列要求。②与其他供暖系统共用同一集中热源水系统,且其他供暖系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时,PB管、PE-X管和PP-R管,宜有阻氧层,以有效防止渗入氧而加速对系统的氧化腐蚀。③管材的公称外径、最小壁厚及公差,应符合表8-9中的要求。表8-9管材的公称外径、最小壁厚及公差单位:mm公称外径DN外径公差最小壁厚壁厚公差161.65+0.40交联铝塑复合管20+0.301.90252.25+0.50161.3聚丁烯管20+0.201.3+0.20251.3161.3交联聚乙烯管20+0.301.5+0.40251.9161.8无规共聚聚丙烯管20+0.301.9+0.40252.3注:各类管材的壁厚,应经设计计算确定。④管材以盘管方式供货,长度宜不小于100m/盘。(3)管材的一般物理力学性能加热管管材的一般物理力学性能见表8-10。256\n表8-10加热管管材的一般物理力学性能指标项目交联铝塑交联聚无规共聚聚丁烯管复合管④乙烯管聚丙烯管密度/(g/cm3)≥0.940①≥0.920≥0.9400.89～0.91纵向长度回缩率/%≤2≤2≤2≤2热稳定性(环应力)②/MPa—2.42.51.9环应力/MPa15.56.012.04.416.53.5蠕变特性温度/℃③209520952095及检测点时间/H>1>1000>1>1000>1>1000硅烷/%≥65①≥65交联度过氧化物/%≥70①—≥70—辐照/%≥60①≥60维卡软化点/℃≥105①113123140屈服强度/MPa≥23≥17≥17≥27(23℃±1℃)断裂延伸率/%≥350①≥280≥400≥700(23℃±1℃)热导率/[W(m·K)]≥0.45≥0.33≥0.41≥0.37线膨胀系数/[mm/(m·K)]0.0250.1300.2000.180①指交联聚乙烯层。②110℃热空气中8760小时无破坏或泄漏。③交联铝塑复合(XPAP)管的蠕变特性及检测点为:液体压力2.2MPa,95℃,10h。④交联铝塑复合(XPAP)管的铝层,屈服强度应≥100MPa,断裂延伸率应≥20%。胶黏层的专用热熔胶密度应≥0.926g/cm3,熔融指数应≥1g/10min,维卡软化点应≥105℃,断裂延伸率应≥400%,T剥离强度应≥70N/25mm。(二)连接件的质量要求(1)连接件与螺纹连接部分配件的本体材料,应为锻造黄铜。使用PP-R管作为加热管时,与PP-R管直接接触的连接件表面应镀镍。257\n(2)连接件外观应完整、无缺损、无变形、无开裂。(3)连接件的物理力学性能,应符合表8-11中的要求。表8-11连接件的物理力学性能性能单位指标连接件耐水压MPa常温为2.5,95℃为1.2,1h无渗漏工作压力MPa95℃为1.0,1h无渗漏连接密封性压力MPa95℃为3.5,1h无渗漏耐拔脱力MPa95℃为3.0(4)连接件的螺纹,应符合国家标准《非螺纹密封的管螺纹》(GB/T7307—1987)的规定。螺纹应完整,如有断丝和缺丝,不得大于螺纹全扣数的10%。(三)绝热板材的质量要求(1)加热管下部的绝热层,应采用轻质、有一定承载力、吸湿率低和难燃或不燃的高效保温材料。(2)绝热板材宜采用聚苯乙烯泡沫塑料,其物理性能应符合下列要求。3①密度不应小于20kg/m。②热导率不应大于0.05W/(m·K)。③压缩应力不应小于100kPa。④吸水率不应大于4%。⑤氧指数不应小于32。(3)为增强绝热板材的整体强度,并便于安装和固定加热管,绝热板材表面可分别做以下处理。①敷有真空镀铝聚酯薄膜面层。②敷有玻璃布基铝箔面层。③铺设低碳钢丝网。(四)材料的外观质量、储运和检验(1)管材和管件的颜色应一致,色泽均匀,无分解变色。258\n(2)管材的内外表面应光滑、清洁,不允许有分层、针孔、裂纹、气泡、起皮、痕纹和夹杂,但允许有轻微的、局部的、不使外径和壁厚超出允许公差的划伤、凹坑、压人物和斑点等缺陷。轻微的矫直和车削痕迹、细划痕、氧化色、发暗、水迹和油迹,可不作为报废的依据。(3)管材和绝热板材在运输、装卸和搬运时,应小心轻放,不得受到剧烈碰撞和尖锐物体冲击,不得抛、摔、滚、拖,应避免接触油污。(4)管材和绝热板材应码放在平整的场地上,垫层高度要大于100mm,防止泥土和杂物进入管内。塑料类管材、铝塑复合管和绝热板材不得露天存放,应储存于温度不超过40℃、通风良好和干净的仓库中,要防火、避光,距热源不应小于1m。(5)材料的抽样检验方法,应符合国家标准《逐批检查计数抽样程序及抽样表》(GB/T2828—1997)的规定。第五节其他采暖形式的安装一、辐射供暖前面叙述的供暖系统主要以对流换热方式使热媒传热给室内空气,使室温升高,因此这种供暖叫对流供暖。除此之外,还有辐射式供暖系统。辐射供暖的散热设备是辐射板。辐射板主要依靠辐射传热方式,将热媒的大部分热能直接辐射给人体、器具和建筑围护结构。室内各种物体受热后,又对人体进行二次辐射,同时有一小部分热能仍以对流方式加热室内空气,使室内温度升高,这种供暖叫辐射供暖。(一)辐射供暖的特点辐射供暖与对流供暖比较有以下特点。①辐射供暖时,人体和物体直接受到辐射热,所以地面和地面以上的物体表面温度比对流供暖时高。因此,人体减少了辐射散热,使人感到舒适。②当满足同样供暖舒适感要求时,辐射供暖的室内空气温度259\n可稍低于对流供暖,大约可低2～4℃,从而减少了建筑物的耗热量,节省了燃料。③钢制辐射板散热器的构造简单,维护方便,比铸铁散热器节省金属。④辐射散热面可以和建筑结构做成一体,也可以做成块状辐射板,悬挂在墙壁上、柱间或吊装在天棚下,因此可以提高地面的有效利用率。(二)辐射供暖的分类根据辐射板表面温度的不同,可以把辐射供暖分为低温、中温和高温辐射三类。1.低温辐射供暖辐射体表面温度低于80℃的辐射供暖称低温辐射供暖。这类供暖方式往往是辐射散热面与建筑构件合为一体,如墙壁式、天棚式和地板式等,以热水为热媒。这类供暖的卫生条件好,美观,但造价高,施工检修困难。目前低温辐射供暖只在高标准建筑中应用,在大、中型工业厂房中不宜采用。2.中温辐射供暖辐射体表面温度为80～200℃的辐射供暖称为中温辐射供暖。中温辐射供暖一般用钢制辐射板,它用钢管和薄钢板制作,以高温热水或高压蒸汽为热媒。辐射板的表面温度越高,辐射强度就越大。这种辐射供暖适用于围护结构保温性能差、换气量大的高大厂房和半敞开车间内区域或局部的供暖。3.高温辐射供暖辐射板表面温度为500～900℃的辐射供暖称为高温辐射供暖。高温辐射供暖是用电热、煤气或天然气燃烧产生的热能通过红外线辐射供暖。目前,我国采用这类供暖的地区和部门并不多,只有靠近天然气源或有特殊要求时才采用。钢制辐射板的放热是靠蒸汽或高温水通过钢管传热给薄钢板,因此增大了钢制辐射板的辐射面积,也就增大了辐射散热量。钢制辐射板是辐射供暖中常用的设备之一。260\n(三)钢制辐射板的形式和规格钢制辐射板的形式很多,根据长度不同,它分为块状辐射板和带状辐射板两种形式。块状板每块长1.8m,而带状板每块长3.5m以上。图8-42是《全国通用建筑标准设计图集》(CN501—1)中介绍的钢制块状辐射板构造示意图。图8-42块状辐射板构造示意图1—加热管;2—连接管;3—辐射板表面;4—辐射板背面;5—垫板;6—等长双头螺栓;7—侧板;8—隔热材料;9—铆钉;10—内外管卡钢制辐射板的特点是采用薄钢板、小管径和小管距。薄钢板的厚度一般为0.5～1.0mm,加热管通常为水煤气管,管径为DN15、DN20、DN25;保温材料为蛭石、珍珠岩、玻璃棉、矿渣棉等。块状辐射板的加热管数量分3根、6根和9根三种;管距分100mm、125mm、150mm三种。带状辐射板的加热管数量分3根、261\n5根和7根三种;管距分125mm、150mm、200mm三种,其规格尺寸见表8-12和表8-13。表8-12块状辐射板规格型号123456789加热管数量/根369369369管间距/mm100100100125125125150150150板宽/mm30060090037575011254509001350板面积/m20.541.081.620.6751.352.0250.811.622.43板长/m1.80管径/mmDN15表8-13带状辐射板规格型号123456789加热管数量/根357357357管间距/mm125125125150150150200200200板宽/mm375625875450750105060010001400板面积板长3.5m1.352.253.151.622.703.782.163.605.04/m2板长5.4m2.033.784.732.434.055.673.245.407.56管径/mmDN15DN20DN25根据钢管与钢板衔接方式不同,单块钢制辐射板分为A型和B型两类。(1)A型辐射板加热管外壁周长的1/4嵌入钢板槽内,并以U形螺栓固定。根据背面保温结构不同又分为AⅠ、AⅡ、AⅢ、AⅣ型。AⅠ型的辐射板表面和背面都有钢板,背面夹层内装散状保温材料;AⅡ型的背面是纤维板,用框架将其固定,背面夹层内装散状保温材料;AⅢ型背面用玻璃棉毡或矿渣棉作保温材料;AⅣ型背面不保温。辐射板背面加保温层,是为了减少背面的散热损失,让热量集中从板前辐射出去,这种辐射板称为单面辐射板。它向背面方向的散热量很少,约占总散热量的10%。背面不保温的辐射板,称为双面辐射板。双面辐射板可以垂直安装在多跨车间的两跨之间,使其双向散热,其散热量比同样的单面辐射板增加262\n30%左右。(2)B型辐射板加热管外壁周长的1/2嵌入钢板槽内,并以管卡固定。B型与A型惟一的差异在于加热管嵌入钢板槽的深度不同。B型辐射板根据其背面保温材料不同也分为BⅠ、BⅡ、BⅢ和BⅣ型。A、B两类辐射板比较:A型的加热管与壁板接触面较小,用U形螺栓固定,制造方便,散热性能也是A型比B型好。因此,推荐使用A型辐射板。辐射板一般是悬挂在车间中、上部。块状辐射板和带状辐射板与管道的连接方式不同。块状辐射板之间是并联连接的。带状辐射板之间是串联连接,如图8-43所示。图8-43块状辐射板连接示意图块状辐射板的优点是加热管较短,受热膨胀量不大,管与板之间连接牢固,板面加热比较均匀。作为局部供暖,块状辐射板容易布置,检修方便。但其缺点是管道附件较多,蒸汽干管和支管较长,对流散热量较大。带状辐射板的优点是串联连接管道附件较少,蒸汽干管和支管较短,所以对流散热量较少。但是为了防止在运行中出现变形,管道上装有加强角钢(见图8-44)。其次是若没有补偿措施,还会出现钢管与钢板之间的间隙增大现象。因此,为解决加热管直管热膨图8-44带状辐射板连接示意图263\n胀的补偿问题,可以把它分成若干段,各段之间的加热管做成交叉式或弯管式,如图8-45所示。图8-45交叉式或弯管式连接形式(四)辐射板的制造钢制辐射板的放热能力与板面和排管的衔接状况关系很大。如果板面和排管衔接不良,接触热阻过大,传热受阻,将会大大地降低辐射板的放热量。因此,在制造辐射板时应注意下列各点。(1)排管在焊接前必须调直、除锈,使管面光洁。(2)钢板面冲压凹槽时宴用模具,管槽要直,槽的直径比管的外径小1～2mm,以便能使管子卡紧在槽内,接触良好。(3)钢板面压槽之间的中心距必须同排管之间的中心距相吻合,以免组装时发生错位造成接触不良。(4)为了使管卡能紧紧卡住管子,要求管卡内圆的直径小于管子外径1～2mm左右。(5)辐射板加工完后应进行水压试验。试验压力为工作压力加0.2MPa,但不得小于0.4MPa。(6)组装后还需试压,试压后刷涂料。不允许在组装前刷涂料,因为那样做实际上是使管和板之间增加两层油漆膜的热阻,会降低传热效果。(五)辐射板的安装1.辐射板安装形式辐射板安装形式一般有以下三种。(1)水平安装辐射板水平安装在供暖区域上部,使热量向下方辐射。这种安装形式可以减少对流换热的产生,辐射效率可达70%左右。水平安装时辐射板应有不小于0.005的坡度,坡向回水管。264\n(2)倾斜安装辐射板安装在建筑物的侧面、边跨和跨间,并使其向下倾斜。(3)垂直安装单面板可以垂直安装在墙上。双面板可以垂直安装在两个柱子之间,向两面散热。2.安装高度及位置(1)安装高度辐射板的安装高度与能有效利用的散热量有密切的关系。辐射板安装得越高,工作区域所能利用的辐射热量越少;辐射板安装得较低,则工作区域所能利用的辐射热量较多。但辐射板的安装高度也不能过低,过低时工作人员头部会烤得难受。所以辐射板有最低安装高度的限制,详见表8-14。表8-14辐射板的最低安装高度单位:m水平安装倾斜安装与垂直面所成角度热媒平均温度垂直安装/℃(板中心)多管单管60°45°30°1153.22.82.82.62.52.31253.43.03.02.82.62.51403.73.13.13.02.82.61504.13.23.23.12.92.71604.53.33.33.23.02.81704.83.43.43.33.02.8注:1.本表适合于工作地点固定,站立操作人员的供暖;对于坐着或流动人员的供暖,应将表中数字降低0.3m。2.在车间外墙的边缘地带,安装高度可适当降低。(2)安装位置对于局部工作地点的供暖,应尽量采用多块辐射板从工作人员的侧上方以不同的角度辐射到供暖区;对于全面供暖或局部供暖,当倾斜安装时,可在供暖区上方均匀布置,但在靠外墙和大门处应适当增加辐射板的数量。辐射板的安装可采用现场安装和预制装配两种方法。块状辐射板宜采用预制装配法,每块辐射板的支管上可先配上法兰,以便于与干管连接。带状辐射板由于太长可采用分段安装。先做加热管,再配上压好槽的钢板,最后加保温层。265\n块状辐射板的支管与干管连接时应有两个90°弯管,如图8-46所示,用以消除干管热胀冷缩的影响。图8-46辐射板支管与干管连接块状辐射板不需要每块板设一个疏水器。可在并联的几块板后设置一个疏水器。每块辐射板的支管上也可不装设阀门。二、热风供暖热风供暖系统以空气作为热媒。空气在加热器中被加热后送入室内,从而达到供暖的目的。可用蒸汽或热水来加热空气。利用蒸汽或热水通过金属壁传热将空气加热的设备叫做空气加热器。由空气加热器、通风机和电动机组合而成的暖风机组,广泛地应用于工业厂房中。当房间较大、对噪声无严格要求、产生灰尘或有害气体量少、允许采用再循环空气的车间,采用散热器供暖难以布置,适宜用热风供暖。(一)热风供暖的特点热风供暖与蒸汽或热水供暖相比,有以下特点。(1)热风供暖热惰性小,能迅速提高室温。对于人们短时间逗留的场所,如体育馆、影剧院等最为适宜。(2)大面积的工业厂房,冬季需要补充大量热量,因此往往采用暖风机供暖或采用与送风系统相结合的热风供暖方式。(3)热风供暖系统可同时兼有通风换气作用。(4)热风供暖系统噪声比较大。(二)暖风机的种类、构造和性能暖风机是由通风机、电动机及空气加热器组合而成的联合机组。在风机的作用下,空气由吸风口送入机组,经空气加热器加热后,从送风口送至室内,以维持室内要求的温度。暖风机分轴流式和离心式两种,常称为小型暖风机和大型暖风机。根据其结构特点及采用热媒的不同,又可分为蒸汽暖风机,热水暖风机,蒸汽、热水两用暖风机以及冷热水两用暖风机等。目前266\n国内常用的轴流式暖风机主要有蒸汽、热水两用的NC型和NA型暖风机(见图8-47)和冷热水两用的S型暖风机;离心式暖风机主要有蒸汽、热水两用的NBL型暖风机,如图8-48所示。图8-47NA型暖风机1—导向板;2—空气加热器;3—轴流风机;4—电动机图8-48NBL型离心式暖风机轴流式暖风机体积小,金属耗量少,结构简单,安装方便,用途多样,但它送出的热风流速低、气流射程短。轴流式暖风机一般悬挂或架设在墙上或柱子上。热风经出风口百叶调节板,直接吹向工作区。离心式暖风机是用以集中输送大量热风的供暖设备。由于它配267\n用离心式通风机,有较大的作用压头和较高的出口风速,它比轴流式暖风机的气流射程长,送风量和供热量大;它可减少屋顶耗热量,还减少了设备占用的面积和空间;便于集中控制和维修;常用于集中热风供暖系统。暖风机是热风供暖系统的备热和送热设备。热风供暖是比较经济的供暖方式之一,其散热方式几乎全为对流,因而具有热惰性小、升温快的特点。轴流式小型暖风机主要用于加热室内再循环空气;离心式大型暖风机,除用于加热室内再循环空气外,也可用来加热一部分新风,同时用于房间通风和供暖。但应注意:对于空气中含有燃烧危险的粉尘、易燃易爆气体和纤维而未经处理的生产厂房,不得采用再循环空气。此外,由于空气的热惰性小,车间内设置暖风机供暖时,一般还应适当设置一些散热器,以便在非工作班期间,可关闭部分或全部暖风机,而由散热器散热维持生产车间工艺所需的室内最低温度,称为值班供暖。值班供暖是为防止机器和设备润滑油以及建筑设备冻结而设置的供暖,其供暖设计温度为5℃。如前所述,暖风机使用的热媒是蒸汽或热水,要根据暖风机性能选取相关参数。暖风机的性能,即热媒参数(压力、温度)、散热量、送风量、出口风速和温度、射程等均可以从有关设计手册或样本中查找。(三)暖风机的布置和安装暖风机的布置方案随使用条件不同可以多样化。在布置暖风机时应考虑房间的几何形状、工作区域、工艺设备位置及暖风机气流作用范围等因素。采用小型暖风机供暖,为使车间温度场均匀,保持一定的断面流速,布置时宜使暖风机的射流互相衔接,使供暖房间形成一个总的空气环流;同时,室内空气的循环次数,每小时不宜小于1.5次。下面介绍三种常见的小型暖风机布置方案,如图8-49所示。图8-49(a)为直吹布置,暖风机布置在内墙一侧,射出的热268\n图8-49轴流式暖风机布置方案风与房间短轴平行,吹向外墙或外窗方向,以减少冷空气渗入。图8-49(b)为斜吹布置,暖风机在房间中部沿纵轴方向布置,使热空气向外墙斜吹。此种布置用于沿房间纵轴方向可以布置暖风机的场合。图8-49(c)为顺吹布置,若暖风机无法在房间纵轴线上布置,可使暖风机沿四边墙串联送风,避免气流互相干扰,使室内空气温度较均匀。在高大厂房内,如内部隔墙和设备布置不影响气流组织,宜采用大型暖风机集中送风。在选用大型暖风机供暖时,由于出口速度和风量都很大,一般沿车间长度方向布置。气流射程不应小于车间供暖区的长度。在射程区域内不应有高大设备或器物遮挡,避免造成整个平面上的温度分布不均匀,达不到设计要求。暖风机出风口离地面的高度为暖风机的安装高度。小型暖风机的安装高度:当出口风速小于或等于5m/s时,宜采用3～3.5m;当出口风速大于5m/s时,宜采用4～5.5m,这样可保证生产厂房工作区的风速一般不大于0.3m/s。暖风机的送风温度,宜采用35～50℃。送风温度过高,热射流呈自然上升的趋势,会使房间下部受热不好;送风温度过低,易使人有吹冷风的不舒适感。当采用大型暖风机集中供暖时,暖风机的安装高度应根据房间的高度和回流区的分布位置等因素确定,一般不宜低于3.5m,但也不得高于7.0m,房间的生活地带或作业地带应处于集中送风的回流区。生活地带或作业地带的风速,一般不宜大于0.3m/s,送风口风速,一般可采用5～15m/s。集中送风的送风温度,宜采用30～50℃,不得高于70℃。当房间高度或送风温度较高时,送风269\n口处宜设置向下倾斜的导流板。图8-50是热水供暖系统暖风机配管图。图8-50热水供暖系统暖风机配管图1—供水干管;2—供水支管;3—阀门;4—回水干管;5—回水支管;6—活接头;7—暖风机图8-51是蒸汽供暖系统暖风机配管图。在图8-51中,同时表示出了凝结水管在暖风机上方和在暖风机下方的两种方式。当采用在暖风机下方设置凝结水管时,图中部件止回阀应取消,其他则不变。270\n图8-51蒸汽供暖系统暖风机配管图1—止阀;2—供汽管;3—旋塞;4—验水管;5—旁通管;6—过滤器;7—止回阀;8—疏水器;9—活接头;10—凝结水管;11—丝堵;12—管箍;13—暖风机271\n第九章室外燃气管道的安装第一节燃气输配系统介绍一、长输管道系统天然气长输管道系统的总流程见图9-1。它的构成一般包括输气干线、首站、中间气体分输站、干线截断阀室、中间气体接收站、清管站、障碍(江河、铁路、水利工程等)的穿跨越、末站(或称城市门站)、城市储配站及压气站。图9-1输气管道系统构成图输气干线首站主要是对进入干线的气体质量进行检测控制并计量,同时具有分离、调压和清管球发射功能。输气管道中间分输气(或进气)站的功能和首站差不多,主要是给沿线城镇供气(或接收其他支线与气源来气)。压气站是为提高输气压力而设的中间接力站,它由动力设备和辅助系统组成,它的设置比较复杂。清管站通常和其他站场合建,清管的目的是定期清除管道中的杂物,如水、机械杂质和铁锈等。由于一次清管作业时间和清管运行速度的限制,两清管收发筒之间距离不能太长,一般在100～150km左右。清管站除有清管球收发功能外,还设有分离器及排污装置。输气管道末站通常和城市门站合建,具有分离、调压、计量与272\n给各类用户配气的功能。为防止大用户用气的过度波动而影响整个系统的稳定,有时装有限流装置。为了调峰的需要,输气干线有时与地下储库和储配站连接,构成输气干管系统的一部分。与地下储库的连接,通常需建一压缩机站,用气低谷时把干线气压入地下储库,高峰时再抽出燃气压入干线,经过地下储存的天然气受地下环境的污染,必须重新净化处理后方能进入压缩机。干线截断阀室是为了及时进行事故抢修、检修而设。根据线路所在地区类别,每隔一定距离设置一个。二、城市燃气输配系统城市燃气输配系统是一个综合设施,主要由燃气输配管网、储配站、计量调压站、运行操作和控制设施等组成。1.燃气管道分类燃气输配系统的主要组成部分是燃气管道。管道可按燃气压力、用途和敷设方式分类。(1)按输气压力分类高压燃气管道A0.8MPa300mm0.50.50.50.50.5直埋1.01.01.01.52.0热力管在管沟内1.01.51.52.04.0≤35kV1.01.01.01.01.0电杆(塔的基础)>35kV5.05.05.05.05.0通信照明电杆(至电杆中心)1.01.01.01.01.0铁路钢轨5.05.05.05.05.0有轨电车钢轨2.02.02.02.02.0街树(至树中心)1.21.21.21.21.2表9-2地下燃气管道与构筑物或相邻管道之间垂直净距单位:m项目地下燃气管道(当有套管时,以套管计)给水管、排水管或其他燃气管道0.15热力管的管沟底(或顶)0.15直埋0.50电缆在导管内0.15铁路轨道1.20有轨电车轨道1.00278\n四、其他规定(1)地下燃气管道埋设的最小覆土厚度(路面至管顶)应符合下列要求埋设在车行道下时,不得小于0.8m;埋设在非车行道下时,不得小于0.6m;埋设在庭院内时,不得小于0.3m;埋设在水田下时,不得小于0.8m。当采取有效的防护措施后,上述规定均可适当降低。(2)输送湿燃气的燃气管道,应埋设在土壤冰冻线以下。燃气管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.003。(3)地下燃气管道穿过排水管、热力管沟、隧道及其他各种用途沟槽时,应将燃气管道敷设在套管内。套管伸出构筑物外壁不应小于0.1m。钢套管应防腐,套管两端的密封材料应采用柔性的防腐、防水材料。(4)燃气管道穿越铁路和电车轨道时,应敷设在套管或涵洞内;在穿越城镇主要干道时宜敷设在套管或地沟内,并应符合下列要求。①套管直径应比燃气管道直径大100mm以上,套管或地沟两端应密封,在重要地段的套管或地沟端部宜安装检漏管。②套管端部距路堤坡脚距离不应小于1.0m,在任何情况下应满足下列要求:距铁路边轨不应小于2.5m;距电车道边轨不应小于2.0m;燃气管道宜垂直穿越铁路、电车轨道和公路。(5)燃气管道通过河流时,可采用穿越河底、利用已建道路桥梁或采用管桥穿越的形式。当利用桥梁或管桥跨越河流时,应采取防火安全保护措施。燃气管道穿越河底时,应符合下列要求:燃气管道宜采用钢管;燃气管道至规划河底的埋设深度,应根据水流冲刷条件确定,并不应小于0.5m,对通航的河流还应考虑疏浚和投锚深度;稳管措施应根据计算确定;应在河流两岸设立标志。(6)室外架空的燃气管道,可沿建筑物外墙或支柱敷设。当采用支柱架空敷设时,应符合下列要求:管底至人行道路路面的垂直净距不应小于2.2m,管底至道路路面的垂直净距不应小于5m,管底至铁路轨顶的垂直净距不应小于6m;厂区内部的燃气管道,在279\n保证安全的情况下,管底至道路路面的垂直净距可取4.5m;管底至铁路轨顶的垂直净距,除电气机车铁路外,其余可取5.5m。燃气管道与其他管道共架敷设时,应位于酸、碱等腐蚀性介质管道的上方,与其他相邻管道间的水平间距必须满足安装和维修的要求;输送湿燃气的管道应采取排水措施,在寒冷地区还应采取保温措施。(7)地下燃气管道上的检测管、凝水缸的排水管、水封阀和阀门,均应设置护罩或护井。第三节燃气常用管材及管道设备一、常用管材燃气管道主要使用钢管、铸铁管和塑料管等。燃气高压、中压管道通常采用钢管,中压和低压采用钢管或铸铁管。塑料管多用于工作压力≤0.4MPa的室外地下管道。(一)燃气用钢管的基本要求燃气管道要承受很大压力并输送大量的有毒的易燃、易爆的气体,任何程度的泄漏和管道断裂将会导致爆炸、火灾、人身伤亡和环境污染,造成重大的经济损失。所以,要求燃气钢管有足够的机械强度(拉伸强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度),焊接性好,而且要有不透气性。燃气管道所用的钢管直径与壁厚,必须按设计要求订货,并认真抽检。管子直径与壁厚的偏差过大,可能导致工程质量低劣;如壁厚局部过薄,螺纹连接时,套螺纹更薄,受外力后会断裂漏气造成事故。钢管由于制造或运输碰撞等原因,管口不圆,经整圆后管端(长度不小于200mm)外径允许偏差可参见表9-3。表9-3允许偏差单位:mm管子外径最大偏差管子外径最大偏差219～426±1.251020～1220±3.50426～720±1.50>1220±5.00720～1020±0.20280\n管子的不圆度和端面平整度影响管道组装和焊接质量。管子的不圆度以最大和最小直径差表示,其允许限度可参见表9-4。管子端面平整度包括管子端面垂直度和管端切口两项要求。管子端面应垂直于管子中心线,不垂直偏差不应大于管子外径的1%,且不大于3mm。表9-4管子端部不圆度限度单位:mm管子直径端部不圆度管子直径端部不圆度200～30037208300～40048209426510201152961220136307142016管子弯曲影响管道组装,燃气管道用管子的弯度每米长度上不超过1.5mm(即不大于0.15%)。燃气管道用的钢管应具备出厂质量证明书,各种技术指标应符合现行有关标准的规定。此外,还要进行外观检查。管子表面应光滑,无裂纹、夹渣、重皮、锈蚀和凹陷,钢管外径的偏差不得超过允许值。焊缝钢管的焊缝质量必须保证。在施工中,有时会发现管道环焊缝的X射线照片中管端管子本身焊缝未焊透。在做强度试验时,管材本身焊缝开裂偶有发生。为保证管子本身焊缝质量,有时可委托钢管厂制造并驻厂检验,有时可委托有关部门进行检验。其连接方式与无缝钢管相同。(二)铸铁管燃气用的铸铁管用灰口铸铁铸成,塑性好,切断、钻孔方便,抗腐蚀性好,使用寿命长。与钢管相比金属消耗多,质量大,质脆,易断裂。在燃气发展初期,地下燃气管道多采用铸铁管,近来燃气管道多用钢管。其连接方式如下。1.承插口连接管子一端为承口,另一端为插口,在承口与插口之间的环形间281\n隙中填入油麻丝或胶圈,再用水泥或铅密封,以保证接口的严密性。承插式铸铁管接口连接见图9-3。图9-3承插式铸铁管接口连接1—承口;2—插口;3—铅;4—胶圈;5—水泥;6—浸油麻丝2.机械接口机械接口比承插连接接口具有接口严密、柔性好、抵抗外界振动及挠动的能力强、施工方便等特点。接口形式有N1型与S型两种。(1)N1型接口管子一端为带有法兰盘的承口,另一端为插口,在承插口的环形间隙中填入塑料支撑圈与一密封胶圈,用螺栓将压兰与承口法兰连接紧固,压紧胶圈而使接口严密。见图9-4。(2)S型接口S型接口与N1型接口的不同处是S型接口插口端有一凹槽,槽内放一钢制支撑圈,使连接的管道保持同心度及均匀的接口间隙,并可防止管道拔出。接口环形间隙中多一道隔离胶圈,可阻挡燃气侵蚀密封胶圈,故有良好可靠的严密性,而且在维修时可不停气而更换密封胶圈。见图9-5。图9-4N1型机械接口铸铁管接口连接图9-5S型机械接口铸铁管接口连接1—承口;2—插口;3—塑料支撑圈;1—承口;2—插口;3—钢制支撑圈;4—隔4—密封胶圈;5—压兰;离胶圈;5—密封胶圈;6—压兰;6—螺母;7—螺栓7—螺母;8—螺栓282\n对填料及螺栓的要求如下。胶圈:应采用符合燃气输送管使用要求的橡胶制成。螺栓:采用耐腐蚀螺栓。铸铁管及铸铁管件的性能和检验应符合现行国家标准的规定,应具有出厂合格证。铸铁管及铸铁管件在出厂前应作气密性试验。(三)聚乙烯塑料管适用于燃气管道的塑料管主要是聚乙烯管,其性能稳定,脆化温度低(-80℃),具有质轻、耐腐蚀及良好的抗冲击性能,材质伸长率大,可弯曲使用,内壁光滑,管子长、接口少,运输施工方便、劳动强度低。目前国内聚乙烯燃气管分为SDR11和SDR17.6两个系列。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、液化石油气(气态);SDR17.6系列宜用于输送天然气。聚乙烯燃气管道连接应采用电熔连接(电熔承插连接、电熔鞍形连接)或热熔连接(热熔承插连接、热熔对接连接、热熔鞍形连接),不得采用螺纹连接和粘接。聚乙烯管与金属管道连接,采用钢塑过渡接头连接。验收管材、管件必须验收产品使用说明书、产品合格证、质量保证书和各项性能检验报告等,并在同一批产品中抽样,按现行国家标准进行规格尺寸和外观性能检查,必要时宜进行全面测试。二、主要设备(一)分离除尘器气体中的杂质会加速管道及设备的腐蚀,降低管道的输送效率,因此对管输天然气中的杂质必须除去。在输气管道的首站、中间站、调压计量站、配气站等处安装分离除尘器,保证输出的气体含尘不超过规定要求。常用的分离除尘器有旋风除尘器、重力分离器、循环分离器和分离过滤器等。1.旋风分离器气体从切线方向进入分离器后回转运动,由于气体和杂质的质量不同,所产生的离心力亦不同,质量较重的杂质被抛到外圈沿器壁聚积,由于重力和气流的带动向下运动,由排污口排出,质量较283\n轻的气体则在内圈形成一股旋风上升,从排气管排出。2.重力分离器含有液滴和固体粒子的气流进入分离器后,由于气流突然减速,并同时改变气流方向,在惯性、离心以及重力的综合作用下,对大量的杂质进行了初级分离。随即气流进入了分离器的沉降分离段,在此阶段较小的液、固粒子在其自身的重力作用下从气体中分离。为了增进沉降分离的效果,有的分离器在结构上加了“百叶窗”式导流板等,以促进液粒凝聚和沉降。另外在分离器上段设有捕雾器或分离头,以除去雾状液体和固体微粒。在分离器下部应有足够的储液容积,并设有液位检测计和排液装置。3.循环分离器常用的旋风分离器经改进后发展成循环分离器,循环分离器分为两个有效分离段。第一段,所有自由液滴及大部分夹带在气体中的液体靠离心力使其抛出。第二段,夹在气体中的少量液体采用加大离心力的方法使其抛出。这种分离器也叫内流式循环分离器,此处内流即向心流,指的是全部气流流向中央,如同在旋涡中心那样。流体通过切向接管进入分离器,气流沿着入口室旋转,然后它沿着光滑套筒与外壳之间下移进入旋流室。液体借离心作用被甩到旋流室壁上。仍在旋转的气体经折流挡板向管中心会聚,其速度增加并进入排气管。此时残存在快速气旋中的液体被抛向排气管内壁,并沿着内壁被气体扫向气体出口;然后此液体连同总气量约10%的气体支流,通过管壁上的空隙被吸出,进入循环管线后由挡板的中心孔返回进入旋流室。其吸力来自于旋涡中心的低压区。从循环管线来的液体和侧流气体进入旋流室以后,立即与快速旋转着的气体相混合,液体再次被抛向管壁,此时已脱液的主气流继续向上,越过缝口从排气管排出。4.组合离心式分离器图9-6为组合离心式分离器的示意图。带液气体进入分离器后首先进行一级分离,经旋流发生器产生离心力,将液滴甩向器壁并在器壁处积聚。液滴在重力作用和气体向下运动的带动下,流入一284\n图9-6组合离心式分离器结构原理示意图1—进口;2—锥形导流器;3—导叶;4—环形通道;5—螺道;6—锥头;7—文托利管;8—出口;9—支撑般;10—一级液位感测器接口;11—一级手动放液口;12—二级液位感测器接口;13—放涡板;14—二级手动放液口;15—螺道外筒;16—圆环;17—定心块级储液室,然后气体沿环形空间向上流,进入螺道进行一级分离。气体经螺道产生高速旋流,将剩余的液沫有效地脱除。分离出的液沫在器壁处积聚并下流至二级储液室。液体中夹带的微量气体经文丘里-伯努利管嘴返回气体出口管。这种分离器的分离效率为99%,能在较宽的操作压力和流量范围内进行有效地分离。气液两相无反向流动,可防止液体的再飞散。一、二级分离出的液体分别集聚和排出,避免了因两级的压差而导致的液体串流飞溅。这种分离器体积小。5.过滤分离器过滤分离器结构示意图见图9-7。它主要由圆筒形玻璃过滤原件和不锈钢金属丝除雾网组成。285\n图9-7过滤分离器结构图过滤分离器是一分成两级的压力容器。第一级装有一可更换的玻璃纤维模压滤芯(管状),该滤芯安装在焊接在管板上的支座上,而管板则分隔;二级分离室,设有一块快开封头,以便安装与更换滤芯。第二级分离室装有金属丝网式(或叶片式)的高效液体分离装置。(二)阀门阀门是燃气管道中重要的控制设备、用以切断和接通管线,调节燃气的压力和流量。燃气管道的阀门常用于管道的维修,减少放空时间,限制管道事故危害的后果,关系重大。由于阀门经常处于备而不用的状态,又不便于检修。1.对阀门的质量和可靠性要求(1)严密性好好阀门关闭后不泄漏,阀壳无砂眼、气孔,必须严密。阀门关闭后如果漏气,不仅造成大量燃气泄露,造成火灾、爆炸等危险,而且还可能引起自控系统的失灵和误动作。因此,阀门必须有出厂合格证,并在安装前逐个进行强度试验和严密性试验。阀门属于易损零部件,应有较长寿命,因为燃气管道投产后,只有待管道停输和排空时才能对阀门检修,而且时间有限。如在管道运行期间,密封处或易损件发生问题,燃气管道的生产安全受到威胁,往往会导致停气。286\n(2)强度可靠阀门除承受与管道相同的试验与工作压力外,还要承受安装条件下的温度;机械振动和自然灾害(如地震、地裂带)等各种复杂的应力。阀门断裂事故会造成巨大的损失。(3)耐腐蚀性好,驱动灵活阀门中的金属材料和非金属材料应能长期经受燃气的腐蚀而不变质。阀门是具有可靠的大扭矩驱动装置,应开关迅速,动作灵活。(4)阀孔通道与管道内径应相同天然气干线的阀门全开时;阀孔通道的直径与管道的内径相同且吻合。阀孔上的任何缩小或扩大都可能成为清管器的障碍,并会积存污物,导致清管器卡住和阀门的损伤。2.阀门的使用(1)干线切断阀为了便于管道的检修,缩短放空时间,减少放空损失,限制管道事故危害的后果,输气干线上每隔一定距离,需设置管道切断阀。在某些特别重要的管段两端(铁路干线、大型河流的穿跨越)也应设置切断阀。施工期间干线切断阀可用于线路的分段试压。干线切断阀的间距通常以管线所处地区重要性和发生事故时可能产生的灾害及其后果的严重程度而定,这种间距通常为20～30km。靠近重要交通线,城镇和工厂的地区不能超过25km,山区、旷野可保持25～30km。由于人口密度和其他国情的不同,世界各国对此间距的规定互有差异。输气管道干线切断阀虽然关系重大,却长期处于备而不用的状况,且不便于检查维修。因此,对它的质量和工作可靠性有着严格的要求。干线切断阀一直处于全开状态,需要动作时,往往面临发生事故的紧急状况。为了保证动作的可靠性,它要有较大裕量的驱动扭矩。高压大口径切断阀已不能使用直接的或机械减速的手动方式开关,这种方式不能达到干线切断阀紧急关闭所需要的速度,干线切断阀的驱动方式应能在短时间内最短时限小于1min完成阀门的关闭和开启动作。干线切断阀通常采用球阀和平板阀(通孔板式闸阀)两种类型。287\n球阀的球形阀芯上有一个与管道内径相同的通道,将阀芯相对阀体转动90°,就可使球阀关闭或开启。球心上下有阀杆和滑动轴承。阀座密封圈采用高分子材料(尼龙、聚四氟乙烯等),阀座与球心配合形成密封。阀体与球芯为铸铁结构。球阀按阀芯的安装方式分为浮动式与固定式,浮动结构的密封座固定在阀体上,球心可自由向左右两侧移动,这种结构一般用于小口径球阀。关闭时,在介质压力作用下,球心向低压移动,并与这一侧的阀座形成密封。这种结构属于单面自动密封,开启力矩大。固定结构与浮动结构相反,它把阀芯通过上下阀杆和径向轴承固定在阀体上,而令阀座和密封圈在管道和阀体腔的压差作用下(或采用外加压力的方式),紧压在球体密封面上。它可以实现球体两侧的强制密封。固定结构动作时,球体上的介质压力由上下轴承承受,外加密封压力还可暂时卸去,因此启动力矩小,适用于高压大口径球阀。平板阀是一种通孔闸阀,闸门的两面平行。闸门的下方有一个与管径相同的阀孔,阀门开启时升起,与阀体和管道形成一个直径相连续的通道。闸板与阀座保持密封。密封圈采用非金属材料,镶嵌在阀座上。开关的全部行程上它始终在阀板上滑动,工作可靠,密封效果比金属对金属的闸阀好,关闭后形成单面自动密封。大口径平板阀的阀体采用钢板焊接结构。球阀与板阀相比,结构复杂,体积和宽度大,但高度较低。球阀的动作力矩大,时间短。它们都具有全启时压力损失小,可以通过清管器和适于制成高压大口径规格等优点,目前在气体管道上均被大量采用。球阀则以其开关速度快、密封条件好著称,近年来结构上有很多发展。干线切断阀的驱动方式有电动、气动、电液联动和气液联动等类型;各种驱动装置上往往同时配有手动机构以备基本驱动机构失灵时使用。干线切断阀的安装,见图9-8。干线切断阀应安装在地势较高,交通方便,符合排放条件的地点。大口径阀一般与管道置于同一水平面。明设时需修建阀室,阀室地坪低于管底,便于检查,但有进出和操作不便,阴湿和通风不良等缺点。目前许多大口径干线切断阀只把操作部分留在地面上,288\n图9-8干线切断阀的安装方式1—管道;2—加强圈;3—放空阀;4—弯头;5—放空管;6—切断阀;7—围墙;8—压力计;9—连接圈;10—三通;11—地坪;12—放空立管;13—管口装置阀体则随管道埋入地下,场地上只修围墙和大门。2.旋塞阀旋塞阀广泛用于小管径的燃气管道,动作灵活,阀杆旋转90°即可达到完全启闭的要求,可用于关断管道,也可以调节燃气量。根据密封方法不同分为无填料和有填料旋塞。无填料旋塞是利用阀芯尾部螺栓的作用,使阀芯与阀体紧密接触,不致漏气。这种旋塞只允许用于低压管道上。填料旋塞是利用填料填塞阀体与阀芯之间的间隙而避免漏气。这种旋塞可用在中压管道上。油密封保证阀芯的严密性,提高抗腐蚀能力,减小密封面的磨损,并使阀芯转动灵活。润滑油充满在阀芯尾部的小沟内,当拧紧螺母时,润滑油压入阀芯上特制的小槽内,并均匀地润滑全部密封表面。289\n3.蝶阀蝶阀分为手动蝶阀、电动蝶阀与气动蝶阀。可以单独操作或集中控制,体积小、质量轻、结构简单,容易拆装和维护,90°开关迅速,操作扭矩小,可以达到完全密封。(三)调压器1.中低压调压器这种调压器进、出口压力较低,主要用于输配系统的配气站向用户供气,也可供工业用户(如化工厂的装置和热处理的炉头)的天然气的压力控制,它的型号和系列见表9-5。表9-5IMJ-54、IMJ-43、IMJ-321～8K系列调压器进口压力p1/MPa0.05～1.6出口压力p2/MPa0.01～1.2公称通径/mmDN25DN50DN100DN150DN200额定流量/(m3/h)40～40080～2000500～80001000～16000稳压精度/%±5适用介质天然气、液化石油气等2.高中压调压器这种调压器进、出口压力较高,适用于干线的分输站、储备站的一级调压或向二级站和工厂供气、控制输出压力的场合。它的型号和系列见表9-6、表9-7。表9-6TZ-4.0系列290\n续表进口压力p1/MPa1.6～4.0出口压力p2/MPa0.8～2.8公称通径/mmDN25DN50DN100额定流量/(m3/h)50～500200～25001000～10000稳压精度/%±5适用介质天然气、液化石油气等表9-7TZL-4.0、TZF-6.4系列调压器进口压力p1/MPa0.8～4.0(6.4)出口压力p2/MPa0.1～5.0公称通径/mmDN25DN50DN100额定流量/(m3/h)40～600200～28001000～12000稳压精度/%±5适用介质天然气、液化石油气等(四)安全阀安全阀是管道避免超压,保证人身安全的关键设备,必须符合要求,按规范进行生产,并经检验、测试合格后方能使用。1.弹簧式安全阀弹簧式安全阀按其阀盘升起高度的不同可分全启式和微启式两种。若以h表示阀盘开启高度,d0表示阀通道截面直径。291\n全启式A≥1/4d0(9-1)微启式1/4d0>h≥1/40d0(9-2)微启式安全阀泄放量小,全启式泄放量大,回座性能好。故在输气站上应选用全启式安全阀。弹簧全启式安全阀在阀瓣式阀座处设有调节圈,供作调整开启高度或流量用。2.先导式安全泄压阀先导式气体安全泄压阀的作用原理是:当进口压力处于在设定压力之下,则导阀和均处于无泄漏的关闭状态。当进口压力上升,高于设定起跳压力,导阀阀口开启,促使主阀阀芯打开,超压介质迅速排放,当进口压力降回到设定压力,导阀阀口关闭,主阀也随之而严密关闭。与传统的弹簧式安全阀相比,无论在技术上还是在管理上都有明显的优越性,其关键是弹簧直接感测压力为压力传感器(即先导阀)感测压力,提高了阀的灵敏度和精度,主阀采用笼式套筒阀芯和软密封结构,确保阀芯起跳后正确复位和关闭严密,且可不需拆卸,直接在工艺装置或管道上进行定压调校,减轻维护、检测的劳动量。因无泄漏及过量排放,从而减小了天然气排放损失。(五)补偿器架空燃气管道由于燃气及周围环境温度变化引起管道长度的变化,会产生巨大的应力,往往导致管道损坏,因此需要设置补偿器。地下燃气管道,由于燃气及周围的土壤温度变化很小,可不设置补偿器。但是为了安装、更换阀门方便以及为了保护阀门,在阀井中阀门旁应安装补偿器。当考虑基础沉陷与地裂带错动等原因引起的管道位移时,也要设置补偿器。补偿器常设置于架空管道、过桥管、高层建筑室外燃气立管等处。常用的管道补偿器还有自然补偿器、方型补偿器、套筒式补偿器和波形补偿器等。1.自然补偿器自然补偿器是简单方便的补偿设施。自然补偿的管道臂长一般292\n不超过20～25m,弯曲应力不应超过80kPa。自然补偿不能满足要求时才考虑装设其他类型的补偿器。2.方型补偿器方型补偿器又称Π型补偿器,常用四种类型,具体形式见第七章。方型补偿器一般用无缝钢管煨弯而成;当管径较大时常用焊接弯管制成。它的补偿能力大、制造方便、严密性好、运行可靠、轴向推力小。方型补偿器的补偿能力见附表2。3.套管式补偿器套管式补偿器有单向滑动和双向滑动两种形式,其优点是安装方便、补偿能力大、流体阻力小,缺点是轴向推力大、造价高、易漏、需经常维修。套管式补偿器一般用于管径大于100mm、工作压力小于1.3～1.6MPa的管道上。根据管道的最大伸缩量ΔL选用单向套管式补偿器时,实际需要伸缩量必须小于表9-8所列的最大伸长量。表9-8单向套管式补偿器最大伸缩量公称直径/mm最大伸长量/mm介质参数100～150250Pg≤1.6MPa200～250300300～350350t≤300℃400～4504004.波形补偿器波形补偿器具有工作可靠、结构紧凑、质量轻、位移补偿量大、变形应力小等优点,在设备与设备、管道与管道、管道与设备的串联中,它不仅可以提供充分的轴向位移补偿,还可以提供横向或角方向的位移补偿。在燃气管道上,常用波形补偿器,波形补偿器应顺气流方向安装,因为补偿器中的套管一端与连接短管焊接,而另一端可自由伸缩,如果装反,当输送燃气时,(特别是吹扫管道时)灰尘会从连接短管与套管之间的间隙中进入波带内(波带内常不装沥青,是空293\n的),影响波腔的自由伸缩。在阀井中应按气流方向在阀门的下侧设置波形补偿器,以便于阀井中的阀门等附件安装与拆卸。(六)排水器排水器又称凝水缸及聚水井。为排除湿燃气管道中的冷凝水和天然气管道中的凝析油,排水器是燃气管道必要的附属设施。高压与中压排水器用钢制成,低压排水器可用钢或铸铁制成。钢制排水器可视工程要求设计,现场制作。铸铁排水器的安装尺寸,可查阅煤气设计手册。排水器应保证夏季、冬季都能可靠排水、安全运行、维修方便,并便于清除其中固体沉淀物。在气候温和地区,可露天安装,作适当保温或加热。在寒冷地区,排水器应设在采暖小室内。图9-9所示为地下燃气管道安装的低压排水器。架空敷设的燃气管道上常用自动连续排水器,见图9-10管道按规定坡向排水器。图9-9低压排水器图9-10自动连续排水器1—集水缸;2—吸水管;3—护盖294\n1.管道敷设坡度要求①湿燃气管道的坡度不宜小于0.003,低压管道的坡度应更大一些。某地煤气公司规定,低压燃气管道不宜小于0.004,庭院绝缘镀锌钢管的坡度不小于0.005。具体标准由各地方规定。②管道坡向应遵循小口径管坡向大口径管、支管坡向干管的规定,并应尽量适应道路或地面的变化。2.排水器的设置①排水器设置在管道坡向改变的转折最低处。②排水器的设置间距,视冷凝液量的多少而定,一般每200～300m设一个排水器,在出厂、出站管线上还需增加密度。③河底管道的排水器的井杆应伸至岸边,以便定期排水。第四节室外燃气管道的敷设和安装一、钢管的安装地下燃气管道多用钢管,为了防止钢管被腐蚀,常用环氧煤沥青防腐绝缘层、煤焦油磁漆外覆盖层与石油沥青防腐绝缘层防腐。防腐绝缘层一般是集中预制,检验合格后,再运至现场安装。在管道运输、堆放、安装、回填土的过程中,必须妥善保护防腐绝缘层,以延长燃气管道使用年限和安全运行。(一)钢管的运输在预制厂运管子时,应检查防腐绝缘层的质量证明书以及外观质量。必要时,可进行厚度、黏附力与绝缘性检查,合格后再运。1.煤焦油磁漆外覆盖层防腐的钢管煤焦油磁漆低温时易脆裂,根据煤焦油磁漆的不同型号,规定了不同的可搬运最低环境温度。当预料到气温等于或低于可搬运最低环境温度时,不能运输或搬运。由于煤焦油磁漆覆盖层较厚,易碰伤,因此应使用较宽的尼龙带吊具。2.环氧煤沥青防腐层、石油沥青涂层与聚乙烯胶黏带防腐层防腐的钢管295\n吊具应用较宽的尼龙带,不得用钢丝绳或铁链。移动钢管用的撬棍应套橡胶管。卡车运输时,钢管间应垫草袋,避免碰撞。当沿沟边布管时,应将管子垫起,以防损伤防腐层。(二)沟边组对焊接沟边组对焊接就是将几根管子在沟旁的地面上组对焊接,采用滚动焊接,易保证质量,操作方便,生产效率高,焊成管段再下入地沟。管段长度由管径大小及下管方法而定,不可过长而造成移动困难,也不可损坏管道与防腐层。每一管段以30～40m长为宜。由于煤焦油磁漆覆盖层防腐的钢管不允许滚动焊接,所以,只能将每根钢管放在沟内采用固定焊接。在管段下沟前,应用电火花检漏仪对管段防腐层进行全面检查,发现有漏点处立即按有关规程认真补伤,补伤后再用电火花检漏仪检查,合格后方可下沟。下班前,用临时堵板将管段两端封堵,防止杂物进入管内。(三)管道下沟与安装管道下沟的方法应根据管子直径及种类、沟槽情况、施工场地周围环境与施工机具等情况而定。一般来说,应采用汽车式或履带式起重机下管较多,当沟旁道路狭窄、周围树木、电线杆较多时,或管径较小时,可以人工下管。1.下管方式(1)集中下管管子集中在沟边某处下到沟内,再在沟内将管子运到需要的位置。适用于管沟土质较差及有支撑的情况,或是地下障碍物多,不便于分散下管时使用。(2)分散下管管子沿沟边顺序排列,依次下到沟内。安装铸铁管主要采用此种下管方式。(3)组合吊装将几根管子在地面焊成一定长度的管段,然后下入沟内。2.管道下沟前,管沟应满足以下要求①管沟内塌方土、石块、雨水、油污和积雪等应清除干净。②应检查管沟或涵洞深度、标高和断面尺寸,应符合设计要求。296\n③石方段管沟,松软垫层厚度不得低于300mm,沟底应平坦、无石块。3.下管方法(1)起重机下管法(参见图12-4)使用轮胎式或履带式起重机下管时,起重机应沿沟槽移动,必须使用专用的尼龙吊具。起吊高度以1m为宜。将管子起吊后,转动起重臂,使管子移至管沟上方,然后轻放至沟底。起重机的位置应与沟边保持一定距离,以免沟边土壤受压过大而塌方。管子两端应拴控制绳索,由人控制,随时调整管道方向并防止管子摆动。吊装下管时,严禁损伤防腐层。吊管间距应符合表9-9的要求。表9-9不同管径钢管吊管间距管外径D/mm允许间距/m管外径D/mm允许间距/m12203235115102029325159202729914820252731372023245126302121911529191689478181598426171146377161086管道吊装施工时,应尽可能减少管道受力,以防管道与防腐层裂纹。管子应平稳地安放在管沟中,防止管子承受附加应力。当管子外径大于或等于529mm的管道下沟时,应使用3台及以上吊管机同时吊装。直径小于529mm的管道下沟时,吊管机不应少于2台。如果管段较短,仅是二、三根管子焊接在一起的管段,可只使用1台吊管机下管。管道应放置在管沟中心,其允许偏差不得大于100mm。移动管道使用的撬棍或滚杠,应外套胶管,以保297\n护防腐层不受损伤。具体下管方法及图解,请参见第十二章有关内容。(2)人工下管法①压绳下管法(参见图12-2)在管子两端各套1根大绳(绳子粗细的选择由管子质量而定),借助工具控制,徐徐放松绳子,使管子沿沟壁或靠沟壁位置的滚杠慢慢滚入沟内。铸铁管下管多用此法。有防腐层钢管用此法时,应在管下铺表面光滑的木板或外套橡胶管的滚杠,再用外套橡胶管的撬棍将钢管移至沟边(途中如有堆土应先将堆土摊平),在沟壁斜靠滚杠,用两根大绳在两侧管端1/4处从管底穿过,在管边土壤中打入撬杠或立管,将大绳缠在撬杠或立管上2～3圈,人工拉住大绳,撬动钢管,逐步放松绳子,使钢管徐徐沿沟壁的滚杠落入沟中。沟底不得有砖头、石块等硬物,不得将钢管跌入沟中。②塔架下管法(参见图12-3)利用装在塔架上的复式滑车、导链等设备进行下管,先将管子在滚杠上滚至架下横跨沟槽的跳板上,然后将管子吊起,撤掉跳板后,将管子下到槽内。塔架数量由管径和管段长度而定。间距不应过大,以防损坏管子及防腐层。4.稳管、焊接与防腐稳管是将管子按设计的标高与水平面位置稳定在地基或基础上。管道应放在管沟中心,其允许偏差不得大于100mm。管道应稳贴地安放在管沟中,管下不得有悬空现象,以防管道承受附加应力。事先挖出的焊接工作坑如有位置误差时,应按实际需要重新开挖。挖土时,不可损伤管道的防腐层。管子对口前应将管内的泥土、杂物清除干净。沟内组对焊接时,对口间隙与错边量应符合要求,并保持管道成一直线。焊接前应将焊缝两侧的泥土、铁锈等清除干净。管道焊接完毕,在回填土前,必须用电火花检漏仪进行全面检查,对电火花击穿处应进行修补。长输燃气管道防腐绝缘层检查应符合表9-10的规定,城镇燃气管应符合有关标准的规定。不符合要求的补修后再检查,直至合格。298\n表9-10防腐绝缘层高压电火花检漏标准防腐种类防腐绝缘等级检测电压/kV检测标准普通16～18以未击穿为合格沥青加强22以未击穿为合格特别强26以未击穿为合格普通>2以未击穿为合格环氧煤沥青加强>3以未击穿为合格粘胶带—24以未击穿为合格环氧粉末0.4mm厚2以未击穿为合格管道组对焊接后,需要进行焊缝无损探伤、对管道进行强度与严密性试验,合格后再将焊口包口防腐,用电火花检查合格后方可全部回填土。通常在管子焊接后,留出焊接工作坑,先将管身部分填土,将管身覆盖,以免石块等硬物坠落在管上,损坏防腐层,同时可以减少由于气温变化而产生的管道的热胀冷缩使防腐层与土壤摩擦而损伤。地下燃气管道与建筑、构筑物或相邻管道、电缆之间的水平和垂直净距,不应小于表9-1与表9-2的规定。如受地形限制布置有困难,而又无法解决时,经与有关部门协商,采取行之有效的保护措施后,表9-1与表9-2规定的净距可适当缩小。当燃气管道遇到障碍时,常采取以下措施。①当实际情况小于表9-1、表9-2规定的净距时,根据当地条件,燃气管道横向或竖向绕过,增加4个弯管。②增加套管,将燃气管道敷设在套管内。③增加地沟,将燃气管敷设在砖砌管沟内。二、铸铁管安装铸铁管的运输、布管、管子下沟方法等与钢管基本相同,但铸铁管与管件质脆易裂,在运输、吊装与下管时应防止碰撞,不得从高空坠落于地面。(一)运输与布管运输前,用小锤逐根轻击铸铁管,如发出清脆的声音,说明管299\n子完好。将合格的铸铁管运至工地,装车后应将管子绑稳,运输中不得相互碰撞。运至现场,沿沟边布管,承口方向应按照施工顺序排列,防止吊装下沟时再调换方向而重复吊运。管段上所需的铸铁弯管、三通等管件,按所需的位置运至沟边,承插口方向应与铸铁管相同。管道下沟前,应将管内泥土、杂物清除干净。(二)管道下沟铸铁管下沟的方法与钢管基本相同,应尽量采用起重机下管。当人工下管时,多采用压绳下管法。铸铁管以单根管子放到沟内,不可碰撞或突然坠入沟内,以免将铸铁管碰裂。根据铸铁管承口深度L1,在管子下沟前,在其插口上标出环向定位线L2。吊装下沟就位后,检查插口上环向定位线是否与连接的承口端面相重叠,以确定承插口配合是否达到规定要求。误差Δl不得大于10mm。接口工作坑应根据铸铁管与管件尺寸,在沟内丈量,确定其位置,在下管前挖好。下管后如有偏差,可适当修正。三、管基坡度天然气经过脱水为干式输送。天然气中不含水分。天然气管道的坡度随地形而定,要求不很严格。人工湿煤气管道运行中,会产生大量冷凝水,因此,敷设的管道必须保持一定的坡度,以使管内的水能汇集于排水器排放。地下人工煤气管道坡度规定为:中压管不小于3%;低压管不小于4%。按照此规定和待敷设的管长进行计算,可选定排水器的安装位置与数量。但在市区地下管线密集地带施工时,如果取统一的坡度值,将会因地下障碍而增设排水器,故在市区施工时,应根据设计与地下障碍的实际情况,然后对各段管道的实际敷设坡度综合布置,保持坡度均匀变化并不小于规定坡度要求。管道坡度测量。为使管道符合坡度规定,必须事先对管道基础(沟底土层)进行测量,常用水平仪测量、木制平尺板和水平尺测量两种方法。采用平尺板和水平尺测量方法如下。根据每根管子长度,选择与管长相等的平尺板,再按照平尺板的长度计算出规定坡度下的坡高值h。计算方法如下:300\nh=LK(9-3)式中h———相当于每根管长的坡高,mm;L———平尺板的长度,mm;K———规定坡度。h2-h1K=(9-4)L操作方法。将平尺板放置在水平地面上,在平尺板的一端用厚度为h的垫块垫入,再把水平尺放在平尺板上,此时水平尺中央的气泡偏离水平基准线,记下气泡偏离的位置线,该线就是在规定坡度下的水平尺测坡基准线。以已敷设的管道承(插)口为基准,按照坡高h值,顺着坡向铲除沟内余土,使沟底土基的坡度符合规定坡度要求。然后根据图9-11所示,将平尺板紧贴管基,将水平尺置于水尺板之上,观察水平尺上的气泡位移读数是否与测坡基准线相吻合。如不符,可铲除余土(超深时应回填细土夯实),然后再检查,直至合格。管道下沟就位,再用水平尺在管子正上方复测坡度,按上述方法校正,直至合格。由于管子有允许弯曲度,对4m长管子应测前后两处,对6m长管子应测前、中、后3点。如发现管子有明显弯曲,应将弯曲部位旋转至水平位置。当弯曲超过允许偏差时,不能使用。图9-11排管坡度测量操作示意图管道敷设坡度方向是由支管坡向干管,再由干管的最低点用排水器将水排出。所有管道严禁倒坡。301\n四、管道敷设1.管位地下铸铁燃气管道的坐标与标高应按设计要求施工,当遇到障碍时,与地下埋设钢燃气管道的做法相同。2.铸铁管调整角度承插式铸铁管常利用承插口的间隙,使管道调整一定的角度,以适应敷设的需要。但如果调整过量,将使承插口的间隙不均匀,接口操作困难,造成漏气。沿曲线敷设的铸铁管道,每个承插口的最大允许转角为:公称直径≤500mm时为2°,公称直径>500mm时为1°;大于以上度数,应敷设弯管。为施工方便,以要调整管道的末端与原管轴线的水平方向垂直距离为调整量。各种口径管道允许水平方向调整距离,不应大于表9-11的规定,垂直方向调整距离应为水平方向调整距离的一半。管长以6m计。表9-11单根铸铁管允许调整量管径D/mm75100150200～250300500700900调整距离h/mm33302215121097调整角度α2°2°2°1.5°1.5°1°0.9°0.8°3.管道敷设的要求①铸铁承插式接口管道,在某些位置要求采用柔性接口。施工中必须按设计要求使用柔性接口。一般铸铁管道每隔10个水泥接口,应有1个青铅接口。②铸铁管穿过铁路、公路、城市道路或与电缆交叉处应设套管。置于套管内的燃气铸铁管应采用柔性接口,以增强抗震能力。③不同管径的管道相互连接时,应使用异径管。不得将小管插口直接接在大管径管道的承口内。铸铁异径管不宜直接与管件连接,其间必须先装一段铸铁直管,其长度不得小于1m。管道连接支管后需改小管径时,应采用异径三通,如有困难时可用异径管。④机械接口应符合下列要求:管道连接时,两管中心线应保持成一直线;应使用扭力扳手拧紧螺栓,压轮上的螺栓应以圆心为302\n准对称地逐渐拧紧,直至其规定的扭矩,并要求螺栓受力均匀;宜采用锻铸铁螺栓,当采用钢螺栓时,应采取防腐措施。⑤两个方向相反的承口相互连接时,需装一段直管,其长度不得小于0.5m,两个承插口接头之间必须保持0.4m的净距。地下燃气铸铁管穿越铁路、公路时,应尽量减少接口,非不得已不应采用短管。⑥敷设在严寒地区的地下燃气铸铁管道,埋设深度必须在当地的冰冻线以下。当管道位于非冰冻地区时,一般埋设深度不小于0.8m。⑦在铸铁管上钻孔时+孔径应小于该管内径的1/3;如孔径等于或大于管内径的1/3时,应加装马鞍法兰或双承丁字管等配件,不得利用小径孔延接较大口径的支管。钻孔的允许最大孔径见表9-12。铸铁管上钻孔后如需堵塞,应采用铸铁实心管堵,不得使用马铁或白铁管堵,以防锈蚀后漏气。表9-12钻孔的允许最大孔径单位:mm100150200250300350400450500直接连接25324050637575757532管卡连接50———————40注:管卡即马鞍法兰,用此件连接可以按新设的管径规格只钻孔不套丝。五、聚乙烯燃气管与钢骨架塑料复合管(一)一般规定与管道布置1.一般规定①聚乙烯燃气管道中的管材、管件应符合现行国家标准《燃气用埋地聚乙烯管材》和《燃气用埋地聚乙烯管件》的规定。②聚乙烯燃气管道分SDR11和SDR17.6两系列。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、液化石油气(气态);SDR17.6系列宜用于输送天然气。所输送燃气质量应符合国家现行标准的规定。303\n③聚乙烯燃气管道只作为埋地管道使用,严禁用作室内地上管道。④输送不同种类燃气的最大允许工作压力应符合表9-13规定。表9-13不同种类燃气的最大允许工作压力最大允许工作压力/MPa燃气种类SDR11SDR17.6天然气0.4000.200液化石油气(气态)0.100—人工煤气0.005—注:SDR为标准尺寸比,即公称外径与壁厚之比。⑤聚乙烯燃气管道最大允许工作压力,除应符合表9-13规定外,在不同温度下的允许工作压力还应符合表9-14的规定。表9-14不同温度下的允许工作压力允许工作压力/MPa工作温度t/℃SDR11SDR17.6-205kPa时,试验压力应为设计压力的1.15倍,但不小于100kPa。严密性试验一般是紧接着强度试验进行,即当强度试验合格后,放掉试验管段中的部分空气,使管内空气压力降至严密性试验的试验压力,即开始进行严密性试验。这样,可以节省人力、物力与时间。应准备经校验合格的温度计、气压计与U形压力计。U形压力计与温度计安装于管段两端,温度计应安装在无阳光照射并经过回填土的管端上,尽量做到能测出管道内空气的实际温度。温度变化会引起管内空气压力变化。为了使管内空气温度与土壤温度平衡,在达到试验压力后,保持一定时间,达到温度、压力稳定。燃气管道的稳压时间宜为24h。经稳压达到要求时间后,打开旋塞,待U形压力计水银柱稳定后就可以记录U型压力计高位、低位读数。与此同时,记录时间、管内气体温度和大气压力。水银柱高位读数与低位读数之和就是管道内的空气表压力。观察记录时间为24h,每1h记录一次。应有专人负责,不可错记、漏记。夜间照明灯具与温度计应保持一定距离,以免记出反常数据。记录的数据经公式计算后,压力降小于允许压力降时即为合格;如果大于允许压力降就要重新检查,直至合格为止。燃气管道严密性试验允许压力降按下式计算。1.设计压力为P≤5kPa时同一管径ΔP=6.47T/d(9-8)T(d1L1+d2L2+⋯+dnLn)不同管径ΔP=6.47222(9-9)d1L1+d2L2+⋯+dnLn式中ΔP———允许压力降,Pa;T———试验时间,h;d———管段内径,m;d1、d2、⋯、dn———各管段内径,m;343\nL1、L2、⋯、Ln———各管段长度,m。2.设计压力P>5kPa时同一管径ΔP=40T/d(9-10)40T(d1L1+d2L2+⋯+dnLn)不同管径ΔP=222(9-11)d1L1+d2L2+⋯+dnLn严密试验实测的压力降,应根据试验期间管内温度和大气压的变化按式(9-12)予以修正:273+t1ΔP′=(H1+B1)-(H2+B2)(9-12)273+t2式中ΔP′———实际压力降;H1、H2———试验开始和结束时的压力计读数,Pa;B1、B2———试验开始和结束时的气压计读数,Pa;t1、t2———试验开始和结束时的管内温度。计算结果,如ΔP′≤ΔP,即为合格。管道穿越河流、铁路、公路与重要的城市道路时,下管前,宜做强度试验。三、通球扫线(一)清管的几项工艺参数为了掌握清管作业的情况,分析遇到的问题,经常需要了解清管器的运行速度、清管压力差、放空量和排污量等参数。1.清管器运行速度密封良好、没有泄流孔的清管器和清管球的平均运行速度,可认为与气流速度是一致的。4QPbTZv=2(9-13)πDTbP式中v———清管器的运行速度,(m/h);Q———发送站的输入量,(m/h);D———管道内径,m;344\nPb、Tb———基准状态下的压力和温度(0.1MPa和293K);P、T、Z———清管器前段管道的平均压力、温度和压缩系数。清管器运行的距离,(为清管发出以后的时间),亦可由式(9-13)推算。2.清管压力清管压力,即推动清管器和被清物体在管道中运动所需的压力。可认为是清管器的摩擦力、被推动的液柱高度和沿程摩阻的总和。2液体流动的压力损失(kg/cm)可近似按水管的压力损失计算。即2lv-4ΔP=λr×10(9-14)D2g式中λ———水力摩阻系数;l———清管器前的液柱长度,m;D———管道的直径,m;v———水的流速,即清管器的平均运行速度,(m/s);3r———水的密度,(kg/m)。-4液柱高度H形成的压力等于Hr×10(MPa)。液柱高度与线路坡度和液柱长度有关,如果液柱长度l大于上坡管段的长度,则H就是这段线路的高程差。3.清管排液量清管排液量可直接从排污池容积标尺上读出。如无排污池,可按排污口水平喷射时的射流轨迹估计,即2xW=1.74dt(9-15)y式中W———排污量,t;d———排污管直径,m;x———排污口至流束落地点的水平距离,m;y———排污口至流束落地点的垂直高度,m;345\nt———排污时间,s。4.清管时排放的气量清管时排放的气量,可按下式计算:2d(p+1.033)Q=0.016t(9-16)Δ3式中Q———放空量,m;d———放空管直径,mm;p———距放空口4d处测得的气体静压力,MPa;Δ———气体的相对密度;t———放空时间,min。(二)清管的要求用清管球清扫管道不是对任何管道都可以随意采用的。决定使用清管球清扫管道时,必须在管道设计前提出工艺要求,以保证设计、施工和满足这些要求。(1)被清扫管道的口径必须相同,而且管子的壁厚也不得相差太大(一般应保持在2～3mm以内)。钢管焊接应做到内壁齐平,内壁错边量不大于2mm。(2)管道支管用焊接三通时,支管与干管连接处的焊口应内壁齐平,不得将支管插入干管焊接。(3)管道的弯管应采用冲压弯头、煨弯的弯头,不得使用折皱弯头、焊接弯头与椭圆度较大的弯头。(4)管道上的阀门必须采用球阀,不能采用闸板阀、蝶阀与截止阀,否则清管器无法通过。球阀必须有准确的阀位指示,安装前应检查。当阀位指示全开时,阀门必须全开,以保证清管器顺利通过。(三)准备工作(1)查阅设计图纸与施工资料,勘测现场,检查工程完成情况。当燃气管道工程由几个施工单位共同施工时,由负责清管单位组织,其他施工单位共同参加。346\n①了解地形、地貌,以确定如何分段,确定收发球地点,分析清管器可能受阻的地点。②检查工程完成情况及质量问题,对发现的问题分工、限期解决。③查阅施工资料,如分段强度与严密性试验报告等。④了解三通、弯头、波形伸缩节的位置。⑤了解施工期间,燃气管道内是否进水以及集水的部位等。以上工作完成后,编制通球扫线施工组织设计与通球扫线平面图。如某城市高压燃气管道自天然气门站至储备站全长33km,管道采用Q235A钢管,管径DN630×8。该管线地理位置呈南高北底,管位高差53.5m。管线上设有90°弯头(R=4D)30余处,大于145°弯头和不超过15°的斜口20余处;装设DN600球阀和伸缩节12个;管线穿越铁路涵洞局部向下穿越深度约十余米,多处地下情况复杂。根据工程特点,制定施工方案。(2)施工方案①根据设计要求,先进行通球扫线,合格后再作管道系统的严密性试验。通球扫线推球压力P1=0.3MPa,最大推球压力P2=0.7MPa。推球介质用压缩空气。管线严密性试验压力为管线工作压力的1.15倍,即1.6MPa×1.15=1.84MPa。稳压时间24h。②由于地面障碍管线尚有一段未接通,决定高压燃气管道分成两段进行通球扫线。又因地处市区,只有门站与储备站处有空旷场地可作收球点,故决定在管线中间发球,分别向南、北两段通球扫线,每段需发射球两遍。先做北段的扫线试压,然后再进行南段。高压燃气管道至3个高-中压调压站的支管,采用压缩空气吹扫(管径均为DN400mm,长度为15～300m)。限于收球场地的安全要求,北段收球点设在门站墙外,被清扫管道长度约9km,其间设有两个波纹伸缩节。通球前将伸缩节方347\n向调整为通球方向,通球完毕后再按气流方向重新安装。南段按气流方向发球,在南部储备站设收球点。通球前开启所有阀门井,检查波纹伸缩安装方向,不正确的予以纠正。③考虑到在管线上有与3个调压站连接的DN400mm支管三通对通球的影响,通球前分别对3个支管三通进行改造,在支管与干管连接处焊接δ=8mm钢条拦网。④开挖操作坑。发球端操作坑尺寸为6m(长)×3m(宽)×2.5m(深);收球点操作坑尺寸为6m(长)×4m(宽)×6m(深)。⑤工作场地布置。修整临时道路,准备抽水车两辆。接球筒前方不得有建筑物及行人,工作场地均用彩条布围挡。⑥DN600清管球未用跟踪系统。设专人在阀门井内观察监听,听声音来判断清管球是否通过。⑦根据经验公式,估算出所需空气量,决定用型号压力相同3的9m/min移动式空气压缩机6台并联工作。同时向管线内充气到0.6MPa,然后用两台高压压风车升压。每台空气压缩机出气管上安装逆止阀,与集气管(DN600)连接,再与发球筒连接。⑧制作清管球发球装置及接收装置。如图9-24,图9-25。发球筒上的压力表,用以观察推动清管球运行的压力,并以此分析清图9-24发球装置图9-25收球装置1—发球筒;2—偏心大小头;3—法兰盖;1—收球筒;2—大小头;3—盲板;4—法兰;5—压缩空气;6—阀门;4—法兰;5—压缩空气;7—弹簧压力表;8—针形阀;6—阀门;7—联结短9—联结短管管;8—排污管348\n管球运行的情况。⑨安全技术措施a.通球扫线、试压前,对工作人员要进行岗位技术培训和安全教育。b.通球扫线尽量打管线落差(即由管道标高高的一端向标高低的一端发球),不打逆差。打逆差不但增加推球压力,而且易形成阻球。本工程管道地理位置南高北低,管位高差53.5m,南段打逆差是由于现场的限制,不得已而为之。当清管球受阻时可逐步提高推球压力,但最大推球压力不得大于管道强度试验的试验压力,以免管道发生破裂。c.发球点、收球点和沿线阀门井布置专人监听、监记,负责观察阀门、波形伸缩节等运行情况、有无渗漏,判断球位和安全监护。d.通球扫线时,管道上所有管件、阀门、仪表等必须处于合格安全状态,方可进行工作。通球扫线、试压期间,严禁管线上一切施工。阀门井盖板应打开。在阀门井装照明,严防管道、阀门等漏气伤人。e.发球端25m范围内、收球点正面500m、侧面30m范围内严禁非工作人员进入。(四)清扫方法在用清管球清扫管道前,首先将发球装置和收球装置的连接短管分别与被清扫管道的始、末端焊接起来。再连接好发球装置的进气管与排气管。沿管线的球阀全开,放散管的阀门全关闭。清管球必须注满水,排净空气,打压至规定过盈量。注水口的严密性应十分可靠。卸开发球装置的盲板,将准备好的清管球放入发球筒内,依靠清管球的自重和发球筒的倾斜作用,清管球会自动滚入被清扫管道的始端卡紧,处于待发射状态。装好发球筒的盲板,从与空气压缩机相连接的进气管向发球筒压入压缩空气。由于清管球在管道中处于卡紧密封状态,于是球的前后产生了压力差。当压力差达到一定程度时(即能推动清管球和被清物体在管道中运动所需的压力349\n时),清管球便被压缩空气推动前进。清管球在管道中的前进状态是滑动,有时是滚动。在清管球前进过程中,将管道中的各种杂物也推动前进了。同时,也将清管球前方的空气挤压,由收球装置的排出口排出。由于空气流速的作用,同时排出了铁锈、泥土与杂物以及管内的水等。当水量较大时,会喷射很远。清管球会将排出口处焊接的圆钢栏网冲断,飞出很远。第一次通球扫线完成后,再重复一次发球,即可将管内清扫干净。然后将清管球发球和收球装置自连接短管处割掉,以待下次再用。将燃气管道两端焊上堵板,即可进行系统严密性试验。(五)清管球运行情况的分析为了便于分析清管球在管道内的运行情况,应绘制通球扫线压力、时间相关图。如图9-26所示。纵坐标为被清扫管道管内压力,横坐标为时间。用秒表读时间,同时在发球筒上的压力表读出压力;在压力、时间相关图上标出一点。定期观察记录,再将各点连成曲线,即可分析清管球的运行情况。图9-26通球扫线压力、时间相关图清管球在被清扫管内的运行情况,是断断续续前进的。当球与管壁的摩擦或管内积水和杂物所造成的阻力大于推球空气压力时,清管球停住不动。当球在管道中保持卡紧密封状态时,空气压缩机不断地向发球筒压入压缩空气,压力即不断上升。当推球压力大于球的前进阻力时,便将球推动前进一段距离。此时,球与发球筒的距离增长了,容积增大了,推球压力随之减小。当因容积增大而压350\n力降低,清管球的推力又小于球所受到的摩擦力和前进阻力时,此时清管球又不动了。空气压缩机再向发球筒内压入压缩空气,使管道内压力升高,清管球又前进了。从相关图上可以看出,压力一会上升,一会下降。压力波动幅度越小,表明管内杂物与积水越少;波幅大时表明管内杂物与积水多或清管球通过上坡管段、弯管或爬高等。若在不断压入空气的情况下,压力表指针显示始终不上升,相关图上成一平线,则表明清管球在管内不断卡紧密封,有漏气故障。清管球失密的原因有:清管球破裂;清管球漏水;空心球未灌足水而发软;遇石块等物垫起漏气;球磨损太大;过盈量不够;管道椭圆度太大。失密尤其容易发生在管径较大的三通处。处理故障的方法是再发一个新球,加强密封作用,将第一个球顶出来。第二个球质量要好,过盈量较大,效果才会好。若漏气量不大,也可采用关闭收球装置的排气阀门,提高全段管道内的压力,然后迅速开启排气管阀门,迅速排气。在清管球下游造成抽吸力,使球在推力与抽吸力作用下运动。当压力一直上升不再下降时,说明清管球在管道中被堵塞。堵塞的主要原因如下。推力不足。清管球推动大段杂物与液体通过上坡管段或穿越铁路、公路处由低向上爬高时,需积蓄一定的压力差来克服前进的阻力。遇卡。管道变形,三通挡条断落,三通的支管插入干管内,管内物体堵塞。如管内有木料、撬棍等长物,在管道弯管处卡住,清管球无法通过。为了排除上述故障,一般首先采用提高压力的方法。在不断压入压缩空气的情况下,清管球受到的推力逐步增大,增大到一定程度时,又能推动清管球继续前进。即使木料、撬棍等在弯管挡住,也能被顶断清扫出来。某处三通的DN400支管插入DN600干管中25mm,曾发生卡球故障。增压后,三通内壁突出处将清管球削351\n去一块才能通过。但当压力增加至管道强度试验压力值时,球仍被堵塞,则可能是管内杂物、积水太多,已完全堵死或弯管处有铁撬杠等挡住,顶不出去。此时,应尽快确定清管器的停止位置,切断管道,清除堵塞物。如果清管器携带着检测仪器,即可用信号接收机沿管线检测,可以准确确定清管器的位置。如果清管器未携带检测仪器,应根据观察监听记录、管线地形、管道状况(弯头、变坡与三通等)以及施工人员对管道的问题掌握情况,根据容积计算法,即依据压入管内的空气量和管内具有的压力及单位长度管段的容量等数据来计算球在管道内所处的位置,综合分析,判断确定用降压打孔法来寻找清管球。打孔次序可按照优选方法确定。孔径取3～5mm。按打穿孔后的喷气压力判断清管球的位置,直至找到为止。清除堵塞物后,将切割处管道焊接、防腐、钻孔处也应补焊与防腐。重新通球扫线。当清管球运行到距接收站200～1000m区间时,应发出预报。此时,接收筒出口也会冒出尘土,在排出口前方杜绝人员进入。清管球在正常运行情况下,若管内杂物不多,阻力较小,而球的推力又较大时,球的运行速度是较快的,冲力也是较大的。此时,收球筒排出口受力较大,必须固定牢固。排出口会排出大量的锈灰、水,甚至砖、石等杂物。必须注意人员与周围建筑物的安全。前面提到的施工实例,DN600高压燃气管道北段通球扫线时,向管内送压缩空气后,压力最高达0.03MPa,最低为0.01MPa。球体运动10min后,相关图上出现压力为0.01MPa平缓直线,随后一直没有改变。决定停机检查分析,认为球体在管内漏气,其原因可能是:球体注水口旋塞破损,球内的水泄漏后球体变小而漏气;球体被管道内硬物撬起而漏气。决定重新投入第二个清管球,增大了过盈量,此球周长为2089mm,直径为665mm。历时约3h,通球成功。从通球压力、时间相关图上显示,推球最高压力为0.088MPa,走球压力一般在0.068～0.075MPa之间。第一个球被第二个球顶出来后,经检查,第一个球注水口损坏,球体变小。352\n以后又重作一次扫线。清管球周长为2090mm,历时278min。这次通球过程中由于维修空气压缩机,延长了通球时间。北段高压燃气管道严密性试验北段通球扫线结束后,将波纹伸缩节按气流方向重新安装。将收发球装置拆去,管道焊接堵板连接空气压缩机,然后充气升压至试验压力后,稳压24h。经验收合格后,对连接调压站的支管进行了吹扫,开启支管阀门,用干管中的压缩空气进行吹扫,吹扫后达到洁净程度。DN600高压燃气管道南段通球扫线,扫线长度约24km。准备工作主要有:调压站焊接三通支管处加装钢板栏条;检查各阀门井中波纹伸缩节安装方向,不对的予以纠正。发第一个球(球周长2090mm,直径为665.6mm)。清管球顺利通过铁路、公路、阀门等间断前进。但行至调压站连接支管的三通处受阻,受到管内支管突出部分(DN400支管插进DN600干管内25mm)划伤,削去一块。伤痕长400mm,深80mm。加之球体注水口旋塞泄漏,以致球变形变小周长变为2010mm,直径为640mm,球难于前进,被迫停机检查。找出原因后,将三通割开,重新放样制作三通,并在支管开口处加装钢板栏条。施工完毕后,又发第二个球。球体周长2092mm,约20min后,相关图上压力成一平线再不升高。事后看到球体注水口处的旋塞脱落,球漏水变小,致使第二次发球未成。以后又发第三个球。顺利运行3个多小时,清管球行至全管线近2/3后又停止不动,压力一直上升到0.5MPa。根据现场观察分析,这一管段是爬坡段,管道坡度为15°,有折弯,高差4m,加上管内有大量积水(雨季施工,雨水进入管内)与杂物,形成了较大的阻力。针对这种情况,采取了以下措施:关闭被堵塞处上游的阀门并在上游支管接头处开孔;放去被关阀门与被堵球之间管内空气;并在开孔处安装一DN25放气阀在被堵塞处的下游安装放气阀,用于排空和通球观察。353\n然后重新开动空气压缩机,管内压力达到0.6MPa时,快速开启球阀。第三个球在0.6MPa压力瞬间推动下,以30min运行10.5km的速度,推动前二球和泥水等杂物冲出收球筒。清出的杂物除土与铁锈外,北段还有油漆刷、红砖、手套、木板、易拉罐、玻璃丝布与食品袋等;南段还有木板、树枝、破手3套、易拉罐、玻璃杯、油漆刷与泥水等,共约30m。南段高压燃气管道严密性试验在北段进行严密性试验时发现阀门与波纹伸缩节法兰处渗漏。原因是法兰垫质量较差,而且较厚,经紧固后不漏(以后更换了合格的石棉橡胶垫)。另外,发现阀门井中的DN25mm放散管上的球阀的螺纹连接处渗漏。因此,在南段试验前对所有已安装上的法兰垫进行检查,对不合格的法兰垫全部更换,对所有放散阀的丝扣连接处进行了检查与修整。全线进行了1.84MPa的严密性试验,并用肥皂水对法兰、丝扣连接进行了检查。(六)投产后的清管清管应根据生产需要定期进行,使用清管器收发装置。积水管段宜用无损管道内壁的清管器和其他工艺经常清管,把输送效率保持在90%～98%。这对于提高管道的工作寿命是十分必要的。对于干燥的管道,应结合每次清管对管壁的可能磨损、清管费用和清管的经济效果等因素来确定清管周期。燃气管道内壁粗糙度对管道输送效率是有影响的。一般无内涂层的碳素钢管,出厂时的当量粗糙度在0.031～0.018mm之间。暴露在通常大气条件下6个月以后,其值将增加到0.031mm;12个月后,可增加到0.038mm;以后表面腐蚀速度和粗糙度变化趋向缓和。管道建成投产后,内壁粗糙度很快地达到0.05mm以上,尤其是那些施工期间和投产后没有清管的管道。在正常输送过程中,管道的粗糙度增长速度约为0.004～0.005mm/a。粗糙度的增长主要是腐蚀液体的作用和腐蚀产物的沉积造成的。对无内涂层的管道,采用带刷清管器清刷管道内壁,可使其粗糙度保持在0.025mm以下。假如,无内涂层的管道建成投产时的354\n内壁粗糙度0.038mm,如能保持管内干燥,并采用清刷管内壁的措施,就可使管道的输送能力提高3.5%～4.0%。如果管道的腐蚀状况比较严重,管壁粗糙度在0.05mm以上,输送能力将降到98%以下。随着时间的推移,输送能力日趋下降。因此,投产后定期清管是十分必要的。内涂层可使管道粗糙度小到0.0076mm,这会使一般不清管管道的输送提高14.5%～17.5%。有内涂层的管道也有因附着气体中的杂物而造成光洁度下降的问题。因此,对这种管道,清管也是有意义的。设法提高管道内壁的光洁度(降低粗糙度)是最经济的节能途径。内涂层工程的费用不大,只要能使管道的实际输气效率提高1%～2%,在经济上就是合算的。这对于没有压缩机站或只用地层原始能量输气的管道,均有重要意义。第八节燃气管道带气接管燃气管道投入使用后,由于用户的发展,需要进行干管延伸、接装用户、管道大修更新。带气连接就是将新建燃气管道与正在使用的燃气管道连接。它需要在使用的燃气管道上切割、焊接或钻孔、攻丝,如措施不当,会发生着火与爆炸,是一项危险的作业。施工时,要制定周密的带气接管方案,掌握带气接管方法,熟悉安全技术。一、带气接管方法与准备工作(一)带气接管方法(1)降压法高、中压燃气管道管内压力高,使用阻气袋无法阻气,故需要关闭燃气阀门,将两阀门之间剩气放散并稳定到正压500～700Pa后,切割、焊接,将新建管道与原有燃气管道连接。(2)不降压法在低压燃气管道使用不降压法,即原有的燃气管道燃气压力不降低,用气钻机在其上钻一孔,与新建管道连接。此法的优缺点与前者相反,不能得到所需要的燃气断面,但工序简单,不影响用户用气。355\n(二)准备工作(1)对已竣工准备接管的管道,要有验收手续,证明施工质量合格。凡严密性试验超过半年的又未使用的管道,需重新进行试验。对已使用的燃气管道,应查清停气降压时阀门关闭范围内影响调压器的数量及该调压器所供应的范围,其低压干管是否与停气范围以外的低压干管相连通。对于需停气的专用调压器,需事先与用气单位商定停气时间,以便用户安排生产与生活。高、中压管道只有采取降压措施方可带气进行割焊。降压后,管内的压力必须大于大气压力,以免造成回火事故。对新建管道,与原有燃气管道连接的三通、管道、法兰短管等应放样下料,作好坡口,保证在已使用的燃气管道割开后可以吻合。准备好所需机具与熟练的操作人员。新建管道中阀门必须检验合格,开关灵活。(2)制定方案带气接管应由精通带气接管技术的专人负责,制定方案,作技术交底,负责指挥。方案应包括以下内容。①情况概述包括原有与新建燃气管道的概况,接管位置等。②降压过程包括停气降压的办法,开关哪些阀门,在何处放散,如何补气。观察压力的位置,防止倒空,尽量缩小停气降压的范围,确定用户用气的措施等。③操作方法如连接方法、切割与焊接的要求、隔断气源的方法及具体要求。④通讯与交通包括指挥部与各作业点、降压点、压力观察点、放散点、补气点等的联络方法;指挥车、急救车与消防车的配置。⑤组织与管理包括明确现场指挥与各作业点的负责人、安全员与联络人员,明确其职责;负责现场管理,挖掘管沟、断绝交通等。⑥安全措施包括对操作人员的安全要求,安全防护用品的使用要求,应急措施等。356\n⑦作业时间包括起止时间,说明作业步骤和每一步所需时间,以保证按计划完成;对于停气降压范围内的用户要事先通知。方案应报主管部门与公安消防部门审批。(3)现场准备工作对方案中所述的机具、材料、防护用品、观测仪表等要求完好、齐全,通信、车辆、器材要落实,并做好同用户等有关部门的联系。(三)停气降压高、中压燃气管道的接管一般要停气降压,将压力降至500～700Pa,并稳定到这一范围,保证正压操作。用放散管排放燃气。1.次高压燃气管道降压当新建管道为次高压管与原有次高压管连接,原有的次高压管道为环状管网时,只需关闭作业点两侧的阀门,并用阀门井内的放散管放散燃气,即可降压。原有的次高压管道如是平行的两根管道与高中压调压站连接,在次高压管道降压接管时,可安排适当时间关闭作业点两侧的阀门,使其中一条管道停止运行,另一条管道低峰供气。同样,用阀门井内的放散管排放燃气降压。在降压过程中进行压力调整,高于作业要求压力时放散;低于作业要求压力时,稍开阀门补气;压力合适时关闭阀门。2.中压燃气管道降压原有的中压管道为环状管网时,可关闭作业点两侧的阀门,用阀门井内的放散管排出燃气降压。如果是枝状管网,需做好用户的停气工作。先关闭支线阀门,从支线上的中低压调压箱将中压燃气减压后送至低压管网与用户,直至中压管压力与低压管内压力相同,再关闭调压箱的出口阀门。用箱内放散管放散,至接管作业要求的压力。3.低压燃气管道降压一般的低压管的带气接管是不降压的,但在管径放大(大于Dg300)、作业点距调压站很近时,要进行降压。关闭作业点两侧的阀门,然后用阀门井内的放散管放散。要注意防止由于用户的用357\n气,造成低压管的倒空。4.停气降压中应注意事项(1)凡需要采取停气降压措施时,均应事前与有关部门协商,确定影响用户的范围和停气降压的允许时间。对于停气的用户,在施工前通知做好停气准备。(2)停气降压的时间应避开高峰负荷时间,常在夜间进行。如需在出厂管、出站管道上停气,应由调度中心与制气厂、输配站商定停气措施。(3)中压管上停气时,为防止阀门关闭不严密,造成施工管段内压力增加,引起阻气袋位移,使燃气大量外泄,应在阀门旁靠近停气管段一侧钻两个孔,作为安装放散管与测压仪表用。见图9-27。如果在燃气管道的阀门井中均已安装,则不必另行安装。图9-27中压管停气降压操作示意图1—阀门;2—放散管;3—测压仪表;4—阻气袋;5—湿泥封口(4)施工结束后,在通气前应将停气管段内的空气进行置换。常用时置换的方法是用燃气直接驱赶,燃气由一端进入,空气由另一端的放散管排出,待管内燃气取样燃烧合格后方可通气。(5)恢复通气前,必须通知所有停气的用户将燃具开关关闭,通气后再逐一通知用户放尽管内混合气体再行点火。二、带气接管(一)钢管接管1.接三通358\n当接出管管径大于50mm时,接出管一般为法兰短管,其操作顺序如下(以ꚼ500mm钢管上焊割ꚼ500mm孔为例)。(1)预制法兰短管短管长度150～200mm。短管的一端按照干管与支管的管径放样下料,另一端焊上法兰。(2)如作业点两侧阀门井内无放散管与测压管,可临时安装,用后拆去、焊牢。(3)关闭燃气管道作业点两侧阀门井内的阀门,将管内剩气放散并稳定到正压(500～700Pa),然后开始电焊冲割。选用ꚼ3～4mm(结422)焊条,电焊电流调至250～300A,进行冲割。因气割时氧气和乙炔混合气流在500kPa左右,大大超过管内燃气压力,势必导致过剩氧气进入燃气管道内和燃气混合形成爆炸性气体,被气割火焰引爆,容易造成燃气管道内爆炸的危险。选用电焊条冲割只会引燃从管内外泄的燃气,而管内因没有混入空气(氧气)而且保持正压,故不会引起管内燃烧或爆炸,较为安全可靠。当焊条割穿管壁时燃气外泄即着火燃烧。应用石棉黏土团(石棉∶黏土∶水为1∶3∶1)投掷,将火苗扑灭并黏堵切割缝隙。操作时一人冲割,一人堵缝,随割随堵,及时灭火。随着切割缝隙增长,燃气外泄量的增多,管内压力下降,当下降至300Pa时便停止切割,用石棉黏土团堵住缝隙。当管内燃气压力恢复到700Pa后再进行切割。(4)当切割圆弧达2/3时便安装专用牵引工具。见图9-28。牵引工具的作用是稳固被切割的弧形钢板,防止切割临近结束时弧形板向内或向外突然脱落,造成大量燃气从孔口外泄燃烧,管内压力急速下降,导致难以收拾的局面。同时,如果弧形板落入管内,取出又费时间。因此,使用这一专用工具。(5)继续使用焊条冲割,至仅留两个连接点(10mm左右)为止。切割处浇水冷却到常温。在位于切割孔两侧钢管内塞入阻气袋阻塞气源后用快口扁凿切断2个连接点,旋紧外螺母,将弧形板随丝杆牵引至管外,干管开洞处修整后,焊接法兰短管,并安装阀门。359\n图9-28取孔牵引工具1—固定牵引工具;2—被切割圆弧形铁板;3—牵引工具丝杆2.对接当管道延伸时,带气管道与新建管标高一致时,可采用对接连接,其步骤如下。(1)开天窗在带气管道末端选定的位置上切割一块椭圆形钢板,方法与带气接管相同。(2)塞球切割完毕后,将火焰全部扑灭,操作人员戴好防毒面具,撬开天窗,取下弧形钢板,立即向来气方向塞入橡胶球胆,并迅速向球胆内充入压缩空气,用打足气的球胆将管道堵塞,使之不漏气。(3)切管与焊接切掉已使用的燃气管道末端的堵板,焊接新、旧管道。(4)新管道充入燃气管道焊接完毕,焊口冷却后,再戴上防毒面具,放掉橡胶球胆中的空气并从管内取出,立即将原来切割下来的天窗钢板盖在原来切割的位置上。这时燃气充入新管道、将新建管道全部充满燃气,待管道末端用橡胶球胆取气样,能点着火,证明新建管内已充满燃气后,燃气压力再降至作业要求的压力。(5)用电焊带气焊接天窗。(6)试漏与防腐将燃气压力升至运行压力后,用肥皂水涂刷新焊的焊口,不漏为合格。以后按规定对新焊口处作防腐层。360\n3.钢管钻孔接支管当接出管管径≤50mm时,一般采用螺纹接口连接。因钢管管壁较薄(一般为4～12mm),管壁上的内螺纹仅为2～5牙,连接强度与严密性均较差,所以要在圆孔管壁上先焊接外接头,以增强连接强度与严密性。操作顺序如下。(1)用封闭式钻孔在带气钢管上钻孔、攻螺纹,操作方法与铸铁管钻孔相同。(2)为避免在焊接外接头时造成带气操作,先要安装特制的短管(长螺纹闷管)与孔内螺纹连接。长螺纹闷管由带有较长的圆柱外螺纹白铁管和钢制外接头组成。(3)焊接外接头于钢管外壁上,然后拆除外螺纹白铁管,完成接口的操作。(二)铸铁管接管(1)有螺纹的钻孔主要用于阻气孔、测压孔和在铸铁管上接出白铁管(螺纹接口)等,钻孔孔径应小于被钻孔管道直径的1/3。封闭式钻孔机是燃气管道上钻孔、攻螺纹的专用工具。规格分19～25mm、75和100mm三种。该机由机架、底座、电动机、蜗轮箱、#紧固链条、进刀丝杆和组合杯型钻组成。组合杯型钻材料选用45钢,刃口淬硬。钻顶端圆周上均布一组铣刀为钻孔部分,钻身带有切削槽的锥形管螺纹为攻螺纹部分,锥尾选用莫氏锥度的圆锥体与钻杆连接。操作时,要求把钻孔工具稳固地置于铸铁管上,在钻孔机座和管壁之间垫入带孔的橡胶板以保持密封。操作时,启动电动机,钻旋转,慢慢旋紧进刀丝杆,使旋转中的杯型钻切削管壁,进刀量根据管材和孔径进行调节。钻孔后,组合环形钻铣刀已嵌入孔内,紧接着组合杯型钻上部的锥形管螺纹切削槽进行管壁攻螺纹操作。此时,进刀量根据管螺纹自然推进的速度协调进行。攻螺纹完成后关闭电动机,拆除机架,将组合杯型钻留在孔上,然后用扳手使其退出。因铸铁管管壁厚度仅12～14mm,内螺纹较短,稍有烂牙、偏361\n牙,将发生接口泄漏。管壁螺纹与管外螺纹的配合应符合图9-29所示要求,攻螺纹不足和过量都直接影响接口强度。(2)无螺纹钻孔无螺纹孔是用在铸铁管上接出口径大于或等于钻孔管道直径的1/3,需要安装夹子三通管的场合,孔径一般在40mm以上。用专用钻孔机钻孔,钻孔机结构与钻孔攻螺纹机相似。该机选用不带攻螺纹机构的杯型钻,钻端均布一组错齿铣刀。底座为连接法兰与安装于铸铁管上的夹子三通管法兰接口连接,以固定钻孔机机架。法兰接口用带孔橡胶板为垫料。如在中压管上钻孔时,在钻孔机底座和夹子三通管法兰接合之间安装同口径阀门一只。操作时,先启动电动机传动钻杆作空载旋转,然后调节进刀丝杆切削管壁。进刀速度根据管材和孔径决定。完成钻孔后关闭电动机,退出钻杆,当杯型钻退过阀门后即可将阀门关闭,最后拆除机架。这样,整个钻孔过程中不会有燃气泄出,故又把这种钻孔机称为封闭式钻孔机。在低压燃气管上钻孔,可不设阀门,事先在夹子三通管的接口上钻一塞阻气袋的小孔,当杯型钻退过三通管接口后便可从小孔内塞阻气袋,同样能使在拆卸机架及连接管子操作时不会有燃气泄出。此种方法一般用在钻孔孔径为ꚼ50～ꚼ300mm的工程。(3)用双承三通接管如图9-30所示。在原有燃气铸铁管接图9-29铸铁管螺纹与管壁配合图9-30双承三通接管1—原燃气管;2—橡胶球胆;3—三通;4—短管;5—套管;6—圆孔362\n管部位两侧钻孔后,放入橡胶球胆并充气,阻止此段燃气来源,用錾割或其他方法按安装双承三通所需长度割断铸铁管,然后用双承三通连接。图中,A处为承插连接,短管根据割断位置所需长度确定承插短管长度。套管应在短管承插口捻口前套在短管上,再将套管移至B处,并在套管两侧捻口。(三)安全技术要求①带气作业必须明确负责人,现场由负责人统一指挥。②带气切割、焊接、塞橡胶球胆、拆除球胆等作业必须戴防毒面具。防毒面具应配备较长的软管。③降压作业时,燃气管内的压力要控制在500～700Pa,最高不能超过1000Pa,最低不得低于200Pa。当燃气管道内产生负压时,必须重新充燃气,直至达到作业要求的压力,否则禁止动火作业。④操作区10m以内不准有易燃物品和火源,乙炔桶和氧气瓶等应放在操作区10m以外,夜间作业应采用防爆照明设备。⑤应杜绝车辆来往,闲散人员远离操作区。⑥带气敲打作业应使用铜工具,如用铁工具必须在敲打口面上涂抹黄油。⑦接管焊口在燃气运行压力下,用肥皂水检漏,严禁采用点火方法检漏。⑧为了作业临时钻的阻气孔、测压孔、放散管等,用完后必须堵牢,保证严密不漏。363\n第十章室内燃气管道的施工安装第一节室内燃气管道的施工地上燃气管道施工包括室外明管、引入管、室内支管、用气管及煤气表、燃具安装等内容。图10-1、图10-2为住宅燃气管道平面图与系统图。图10-1居民用户户内管道平面图一、燃气引入管安装的一般规定(1)燃气引入管不得敷设在卧室、浴室、地下室、易燃或易爆品的仓库、有腐蚀性介质的房间、配电室、变电室、电缆沟、烟道和进风道等地方。燃气引入管应设在厨房或走廊等便于检修的非居住房间内。当确有困难时,可以从楼梯间引入,此时引入管阀门宜设在室外。(2)燃气引入管进入密闭室时,密闭室必须进行改造,并设置换气口其通风换气次数每小时不得少于3次。364\n图10-2居民用户户内管道系统图1—引入管;2—立管;3—水平管;4—下垂管;5—计量表;6—接灶管;7—总控制阀门;8—灶具控制阀门(3)输送湿燃气的引入管,埋设深度应在土壤冰冻线以下,并应有不低于0.01坡向凝水缸或燃气分配管道的坡度。(4)燃气引入管穿过建筑物基础、墙或管沟时,均应设置在套管中,并应考虑沉降的影响。必要时,应采取补偿措施。(5)燃气引入管的最小公称直径,应符合下列要求。当输入人工煤气和矿井气等燃气时,不应小于25mm;当输送天然气和液化石油气等燃气时,不应小于15mm。(6)燃气引入管阀门的设置,应符合下列要求。阀门宜设置在室内,对重要用户尚应在室外另设置阀门,阀门应选择快速式切断阀。地上低压燃气引入管的直径小于或等于75mm时,可在室外设置带丝堵的三通,不另设置阀门。二、室内燃气管道安装的一般规定(1)建、构筑物内部的燃气管道应明设。当建筑和工艺有特殊365\n要求时,可暗装,但必须便于安装和检修。燃气管道敷设高度(从地面到管道底部)应符合下列要求:在有人行走的地方,敷设高度不应小于2.2m;在有车通行的地方,敷设高度不应小于4.5m;沿墙、柱、楼板和加热设备构架上明设的燃气管道,应采用支架、管卡或吊卡固定;燃气钢管的固定件间距不应大于表10-1的规定。表10-1燃气钢管固定件的最大间距无保温层管道的固定无保温层管道的固定管道公称直径/mm管道公称直径/mm件的最大间距/m件的最大间距/m152.510072031258253.51501032420012404.525014.550530016.570635018.5806.540020.5(2)暗设燃气管道要求暗设的燃气立管,可设在墙上的管槽或管道井中;暗设的燃气水平管,可设在吊平顶内或管沟中。暗设的燃气管道的管槽应设活动门和通风孔;暗设的燃气管道的管沟应设活动盖板,并填充干砂;工业和实验室用的燃气管道可敷设在混凝土地面中,其燃气管道的引进和引出处应设套管。套管应伸出地面5～10cm。套管两端应采用柔性的防水材料密封,管道应有防腐绝缘层;暗设的燃气管道可以与空气、惰性气体、上水、热力管道等,一起敷设在管道井、管沟或设备层中,此时,燃气管道应采用焊接连接。燃气管道不得敷设在可能渗入腐蚀性介质的管沟中;当敷设燃气管道的管沟与其他管沟相交时,管沟之间应密封,燃气管道应设在钢套管中;敷设燃气管道的设备层和管道井应通风良好;每层的管道井应设与楼板耐火极限相同的防火隔断层,并应有进出方便的检修门。(3)室内燃气管道不得穿过易燃易爆品仓库、配电间、变电366\n室、电缆沟、烟道和进风道等地方;室内燃气管道不应敷设在潮湿或有腐蚀性介质的房间内,当必须敷设时,必须采取防腐蚀措施;当燃气水平管道穿过卧室、浴室或地下室时,必须采取焊接连接方式,并必须设在套管中。燃气管道的立管不得敷设在卧室、浴室或厕所中;燃气管道严禁引入卧室。当室内燃气管道穿过楼板、楼梯平台、墙壁和隔墙时,必须安装在套管中。(4)燃气管道必须考虑在工作环境温度下的极限变形。当自然补偿不能满足要求时,应设补偿器,但不宜采用填料式补偿器。高层建筑的燃气立管应有承重支撑和消除燃气附加压力措施。(5)输送干燃气的管道可不设置坡度。输送湿燃气(包括气相液化石油气)的管道,其敷设坡度不应小于0.003。且当燃气管道敷设在气温低于0℃的房间,或输送气相液化石油气管道处的环境温度低于露点温度时,均应采取保温措施。(6)地下室、半地下室、设备层敷设人工煤气和天然气管道时,应符合下列要求:净高不应小于2.2m;应有良好的通风设施;地下室或地下设备层内应有机械通风和事故排风设施;应设有固定的照明设备;当燃气管道与其他管道一起敷设时,应敷设在其他管道的外侧;燃气管道应采用焊接或法兰连接;应用非燃烧体的实体墙与电话室、变电室、修理间和储藏室隔开;地下室内燃气管道末端应设放散管,并应引出地上。放散管的出口位置应保证吹扫放散时的安全和卫生要求。(7)室内燃气管道应在下列位置设置阀门:燃气表前;用气设备和燃烧器前;点火器和测压点前;放散管前;燃气引入管上。(8)工业企业用气车间、锅炉房以及大中型用气设备的燃气管道上应设放散管。放散管管口应高出屋脊1m以上,并应采取防止雨雪进入管道和将放散物吹进房间的措施。当建筑物位于防雷区之外时,放散管的引线应接地。接地电阻应小于10Ω。(9)燃气燃烧设备与燃气管道的连接宜采用硬管连接,当燃气燃烧设备与燃气管道为软管连接时,应符合下列要求:家用燃气灶和试验室的燃烧器,其连接软管的长度不应超过2m,并不应有接367\n口;工业生产用的需要移动的燃气燃烧设备,其连接软管的长度不应超过30m,接口不应超过2个;燃气用软管应采用耐油橡胶管;软管与燃气管道、接头管、燃烧设备的连接处,应采用压紧螺母或管卡固定;软管不得穿墙、窗和门。(10)室内燃气管道和电气设备、相邻管道之间的净距不应小于表10-2的规定。表10-2燃气管道和电气设备、相邻管道之间的净距与燃气管道的净距/cm管道和设备平行敷设交叉敷设明装的绝缘电线或电缆2510①暗装的或放在管子中的绝缘5(从所做的槽或管1电线子的边缘算起)电气设备电压小于1000V的裸露电线的100100导电部分配电盘或配电箱30不允许应保证燃气管道和相邻管道相邻管道的安装、安全2维护和修理①当明装电线与燃气管道交叉净距小于10cm时,电线应加绝缘套管,绝缘套管的两端应少各伸出燃气管道10cm。三、室内燃气管道常用管材与连接方式室内燃气管道常用的管材有:镀锌钢管、无缝钢管、焊接钢管、纯铜管、黄铜管与橡胶管等。1.镀锌钢管镀锌钢管宜采用螺纹连接,施工中铰削的管螺纹应符合表10-3的标准。表10-3管螺纹标准公称直径/mm15202532405075100150每25mm牙数/个141411111111111111有效螺纹长度/mm151719222226344044完整牙数/个8～99～108～99～109～1011～1214～1517～1819～20旋紧牙数/个666679111315368\n管道加工后的螺纹应认真检查,同时检查管壁厚度,以防渗漏与断裂。螺纹接口连接时,应在管螺纹上缠聚四氟乙烯密封带。不允许用铅油麻丝密封,防止铅油麻丝在使用中干裂而导致漏气。长螺纹活接头连接时,其旋紧处不少于内螺纹总长的1/3,并在内螺纹口缠聚四氟乙烯密封带后涂抹黄油,再旋紧螺母。在裸露螺纹部分涂黄油防腐。由于镀锌钢管具有比黑铁管使用年限长,管内腐蚀性铁锈少,管道不易堵塞,经常的维修工作量少等优点,故室内燃气管道多用镀锌钢管。2.无缝钢管与焊接钢管当采用无缝钢管与焊接钢管时,一般采用焊接或法兰连接。3.纯铜管与黄铜管通常使用纯铜管或黄铜管的管径为6～10mm,其配件用铜制配件。4.胶管类(1)胶管胶管广泛应用于连接燃气旋塞阀与燃具。为了安全供气,胶管须有足够的强度、耐气体渗透性、抗老化和准确的内径。日本工业标准对燃气用胶管的规定,见表10-4、表10-5。表10-4JISK—6348的规定(一)公称管径内径/mm厚度/mm9.59.4±0.4>2.21312.7±0.5>2.8表10-5JISK—6348的规定(二)拉伸强度/MPa>11.76拉伸试验伸长率/%>400拉伸强度下降率/%<25老化实验伸长下降率/%<25永久伸长试验永久伸长率/%<20气密实验加压49kPa,3min后无泄漏等异常状态硬度试验弹簧的硬度(肖氏硬度HS)55±5注:经各种实验后,质量必须符合上述规定。369\n(2)铠装胶管是用金属螺旋管加强的胶管铠装胶管是在胶管表面包以螺旋状的镀锌钢皮而成的,可以根据所需长度随意切断(切断时,顺螺纹方向略微后让些再弯折切断,使胶管稍伸出些)。铠装胶管是用中间胶管与燃气旋塞阀连接的,因此,在螺旋管的切口处还须安装专用金属套。铠装胶管有ꚼ10mm和ꚼ13mm两种规格。(3)带内棱胶管带内棱胶管在其内壁增设了3条纵向凸起,即使误折或误踩了胶管,燃气仍能从孔隙中通过,燃具不致熄火。可是,管内多了3条凸起,会增加燃气的压力损失。断面如图10-3所示。使用时,若直接与燃气旋塞阀连接,燃气会从凸起的缝隙中漏出,故应另加设胶制套筒。这类胶图10-3带内棱管都按标准规格加工,两端预先用胶黏剂固定胶制胶管的断面套筒。(4)丝包螺旋管丝包螺旋管不使用胶管,而是用镀锌铁皮制成的螺旋管,接缝处用细橡胶丝填充,使其密封,外表用人造丝及透明的乙烯树脂包覆而成。丝包螺旋管端也用橡胶套筒固定,制成标准规格。有些工程中,给橡胶套筒增加了紧固箍,以提高安全性。(5)其他胶管除上述胶管外,还有一种胶管外用棉纱编织,用聚乙烯树脂包覆,强度较高,管端安装紧固件,与旋塞阀连接后绝不会脱落。胶管在安装使用时应注意,用胶管连接,一定要把胶管插到旋塞阀胶管接口的红线位置,使其不致轻易脱落,这一点很重要。表10-6为顺着胶管接口轴向拔下胶管所需的力。由表中可以看到,将胶管插到红线位置和仅插一扣、二扣存在很大差异。再将新旧胶管作一比较,即使同是新的切口,仍是旧管差些。此外,同一胶管在同一位置经多次插拔后,拔下所需的力也逐渐减小。在正常情况下,胶管使用3年是没问题的,但接近燃具一端温度较高,有时可达60℃左右,使用时间长了会失去弹性,易于拔370\n表10-6胶管(3/8in.)的拔力条件拔力/N条件拔力/N插入一扣16.7插到红线(规定值)98插入二扣46.1插到红线,并使用安全箍137.2插入三扣73.5注:试样为东京煤气公司的标准件。脱,有时还会出现裂纹导致漏气。遇到这种情况,可剪去用久了的胶管头继续使用,不过胶管弯折后已出现裂纹时,必须更换新管。多年来一直使用着各类胶管卡子,目的都是为了紧固胶管以免脱落。胶管卡的关键是要求紧固力均匀,具有一定强度,加工简便及使用方便。四、旋塞阀用于连接燃具的旋塞阀,按用途可分为以下几类。详见表10-7。表10-7旋塞阀的用途连接管类类别安装场所用途入口出口①表前立管燃气旋塞阀室内钢管胶管②不用燃气时,切断燃气①为燃具点火熄火喷嘴、燃燃具旋塞阀燃具胶管②调节燃气流量烧器接管③选择分配使用室内燃气钢管钢管①灶前阀门中间旋塞阀管道胶管胶管②停止某管路用气使用煤气旋塞阀的目的,是“开启”或“关闭”燃气,一般无须调节流量。中间旋塞阀也同样。因所用燃具不固定,在性能上则要求能通过该型号燃具要求的最大流量。旋塞阀芯孔的构造,如图10-4所图10-4旋塞阀的构造示,由阀体、阀芯、阀芯紧固部、手1—进气接口;2—手柄;3—阀体;柄、进气接口、出气接口组成。4—出气接口;5—阀芯;阀体必须具有一定的强度,保证6—阀芯紧固部371\n图10-5阀芯孔的形状安装、操作时不出故障。美国煤气协会(AGA)标准规定的强度,见表10-8。表10-8AGA旋塞阀体的强度尺寸/inW/NM/(N·m)尺寸/inW/NM/(N·m)1/8220.515.21666.467.61/4288.119.611/4774.278.93/8354.825.311/2774.284.31/2443.933.82882106.83/4554.750.721/2～31440.6118.1注:1.在出气口顶端施加荷载W,应无漏气和变形。2.M为安装时的扭矩。阀芯是旋塞阀的关键部分,通常都制成锥形,燃气通路贯穿于此。小型旋塞阀芯用钻头打孔,孔径一般为5～7mm。孔的形状有圆形、椭圆形、长方形和梯形等。见图10-5。燃气通路也有呈L形的旋塞阀,如图10-6所示。根据不同用途,可为阀芯设两个以上或T形通路,以便切换。见图10-7。图10-6L形孔旋塞阀图10-7三通旋塞阀372\n为了防止漏气,用适当的力旋转阀芯,故须紧固阀芯,以便轴向控制。紧固阀芯的方法通常可分为从阀芯粗端紧固和从阀芯细端紧固。见图10-8。采用压盖形式,从阀芯粗端紧固,其中有螺栓压紧和拧入压盖两种,多数都加入圆柱螺旋弹簧,用以调节研配面的作用力,此外,也有用油浸石棉绳作填料紧固的。用螺母和垫圈紧固阀芯。图10-8阀芯紧固方法紧固螺母六角螺母和盖形螺母等,所用的弹簧有圆柱螺旋弹簧、锥形螺旋弹簧、板簧及弹簧垫圈等。无论哪一种,都对研配面均匀地施加适当的作用力,从阀芯细端紧固,采即使阀芯稍有磨损,作用力也始终不变,较为理想。在使用过程中,常出现螺母松动、脱落现象。因此,除了使用弹簧垫圈给螺母施加作用力以防松动外,更可靠的办法是采用双螺母或同时使用开口销或定位螺钉,也不能忽视接触面的加工及润滑。阀门的手柄应易握,易施加适当的力矩,要标明“开”和“关”,故应使细长的手柄且与燃气流向一致。此外,还须按需调节流量,使其停于任一角度。为了便于准确地掌握全开或全关,通常都设有停止档。手柄转动角度一般为向左转动90°,0°为全关,90°为全开。有的也可转180°,此时0°及180°均为全关。燃气旋塞阀的进气接口与户内管连接,通常都采用螺纹连接,并留有使用扳手的部位,出气接口为胶管接口。胶管接口应插装容易,一旦插上胶管后应不易脱落。燃具旋塞阀的进气接口为胶管接口,而出气接口则与燃具主体连接。用金属管连接的燃具,或是胶管接口与旋塞阀分离的燃具,其接口应与燃具内的管道相连。373\n无论何种情况,安装时使用扳手的部分必须设在阀芯与接口的螺纹之间,以防止研配面变形。因此,若为外螺纹,须加长螺纹部分;若为内螺纹,要加大螺纹部外径。螺纹原则上采用右旋螺纹。若燃具旋塞安装在燃具左侧,并带弯头时,为了防止由于胶管的质量及开图10-9装于燃具左侧的旋塞阀关旋塞的力量使之松动,也可(箭头表示螺纹紧固方向)以采用左旋螺纹。见图10-9。万向(旋转)接头如图10-10所示,其结构大体上与旋塞阀相同,只是增加了自由变向结构。在相当于阀芯部位设轴向T形孔,并在阀体研配面周向开槽,煤气即可从该槽通过。这种接头在通气时,即使让胶管接口转动任一角度都不会漏气。根据需要也可以沿阀芯四周开槽,以增加燃气流量。图10-10万向接头结构图10-11针形阀用旋塞阀调节流量时,手柄转动有效角度最大不超过60°,控制流量时,喷嘴无变化,由于旋塞阀引起的压降,致使喷嘴内压力降低,燃气喷出量减少。而操作调节型针形阀喷嘴的针芯,则可利用针芯作微调,同时也可用于关断燃气。针型阀结构见图10-11。使用针形阀只是缩小喷嘴的截面,并不降低压力,即使燃气流量小了,喷射速度并不减小。因此,针形阀能正常引射一次空气,一般适用于燃气熨斗等燃具。374\n五、室内管道安装室内燃气管道安装通常是两种情况下进行的:一种是新建工程;另一种是在建成的建筑物内增设室内燃气管道。(一)施工准备(1)熟悉施工图,设计交底,弄清室内燃气管道的位置、标高和交叉物等。在新建工程中要与土建单位密切配合,做好燃气管道穿过建筑物基础、墙体、楼板、设备基础时的预留孔洞或预埋套管,预埋支、吊架。对已经建成的建筑物应勘测现场,核对设计图纸与实际是否相符,燃气管道与已安装的管道、电缆等有无矛盾等。如有问题,应与设计部门协商解决,使安装后的燃气管道符合设计要求,满足有关规范与质量要求。(2)按照设计图提出用料计划,逐项检查材料、阀件、品种、规格与数量,并检查质量。所需的管道支架、套管等提前加工。(3)施工机具准备主要机具有:套丝机、切割机、空心钻、电锤、冲击钻、弯管机、管钳、链条钳、活扳手、锤子、錾子等。(4)施工人员准备根据工程量与进度确定管工、焊工等人数,进行技术安全交底。(二)工程施工1.检查预留空洞位置根据设计图检查燃气管道穿过墙基础、墙体、楼板、设备基础时预留孔洞与预埋套管的位置、尺寸是否符合要求。当有偏差时,应加以修正。当在已建成的建筑物内施工时,应按设计图标出管道穿越楼板、墙体、基础的孔洞位置与尺寸,不得标错,以免造成不必要的人力、物力与时间的浪费。2.开孔洞通常使用空心钻在墙体与楼板上钻孔,其优点是不破坏墙体与楼板,孔洞尺寸一致、光滑美观,劳动强度低,速度快。当用电锤或手锤和钢凿剔凿孔洞时,应注意防止伤人或损坏其他物件,同时,不可将建筑结构内的主钢筋打断。洞的大小应两侧一致,应根375\n据穿越的燃气管的管外径而定。孔洞直径见表10-9。孔洞不宜过大,以防破坏土建结构及堵塞孔洞困难。表10-9孔洞直径单位:mm管道公称直径孔洞直径管道公称直径孔洞直径1545509020～2550651153260801404075100165图10-12DN15～150mm安装图(一)1—防滑板;2、4—滑动支架横梁;3、6—固定支架横梁;5—加固梁;7—双帽带母螺栓;8—地脚螺栓;9—螺母;10—预埋钢板;11—圆钢376\n3.安装管道支架燃气管道承托于支架上,支架应稳固可靠。安装支架时,要按设计要求的坡度敷设,支架形式与构造按设计与标准图加工、安装。支架间距应不大于规定的管道支架最大间距。根据结构形式可将支架分为托架(或托钩)、吊架、管卡3种。图10-12为DN15～150mm保温和不保温单管支架在砖墙、砖柱、混凝土柱、钢柱上安装图。图10-13DN15～150mm安装图(二)1、3—滑动吊架横梁;2—加固梁;4—双帽带母螺柱;5—地脚螺栓;6—螺母;7—预埋钢板;8—圆钢377\n图10-13所示为DN15～150mm保温和不保温单管吊架在砖墙、砖柱、混凝土柱、钢柱上安装图。图10-14为DN15～50mm立管固定、单管托架在墙上安装图。图10-14DN15～50mm安装图1—支架;2—固定管卡;3—螺母;4—止动钢板安装支架的方法常用预埋支架、预埋铁件(钢板)、开洞安装、膨胀螺栓以及射钉固定支架等。(1)预埋支架与铁件预埋支架与铁件须与土建单位密切配合,随着土建施工,预埋管道支架,但往往发生支架的位置偏差。故通常多用预埋面积稍大的铁件,由于铁件稍有偏差仍可使用。将支架焊在铁件上即可使用。378\n(2)打洞安装支架使用电锤或手锤和钢凿在墙上打洞。支架埋在墙内深度不小于120mm,洞口不宜过大,埋支架时将墙内碎砖、灰土扫净并用水漫湿后填入水泥砂浆,再将支架插入,并加入碎石卡紧支架再填实水泥砂浆,洞口处水泥砂浆应略低于墙面,以便修补饰面层时找平。待水泥砂浆达到强度后,再安装管道。工业建筑中常用抱柱子支架;应除去支架与柱子接触处的粉刷层。若用螺栓紧固时,螺栓应拧紧。当支架焊在墙、柱预埋铁件上或钢结构柱上时,要把焊接处的污物(铁锈、涂料、粉刷层等)清除干净,焊接牢固。膨胀螺栓固定支架。膨胀螺栓又称胀锚螺栓,可用于固定管道支架及作为设备地脚的专用紧固件。采用膨胀螺栓可以省去预埋件及预留孔洞与打洞安装支架相比,能提高工程质量和安装速度,降低成本,节省材料,降低劳动强度。因此,广泛应用于混凝土墙体与柱上的支架安装。膨胀螺栓类型很多,见图10-15,但大体上可分为两类,即锥塞型(YG1型)和胀管型(YG2型)。凡是采用钢材制造的,又称钢制膨胀螺栓。也有塑料胀管、尼龙胀管、铜合金胀管以及不锈钢膨胀螺栓。锥塞型膨胀螺栓适用于钢筋混凝土建筑结构。它是由锥塞(锥台)、带锥套的胀管(也有不带锥套的)、六角螺栓(或螺杆和螺母)3个部件组成的。使用时,靠锥塞打入胀管。于是胀管径向膨胀,使胀管紧塞于墙孔中。胀管前端带有公制内螺纹,可拧入螺栓或螺杆使用。为防止螺栓受振动影响引起胀管松动,可采用锥塞带内螺纹的膨胀螺栓。胀管型膨胀螺栓适用于砖、木及钢筋混凝土等建筑结构。它是由带锥头的螺杆、胀管(在一端开有四条槽缝的薄壁短管)及螺母组成。使用时,随着螺母的拧紧,胀管随之膨胀紧塞于墙孔中。对于受拉或受动载荷作用的支架、设备宜用这种螺栓。膨胀螺栓允许承载能力,见表10-10。379\n图10-15膨胀螺栓表10-10钢制膨胀螺栓在超过C15混凝土中允许承载力螺栓直径允许拉力允许剪力钻孔型号/mm/MPa/MPa直径/mm深度/mmM10ꚼ10574710.560M12ꚼ12876912.570YG1M16ꚼ1616513016.590M20ꚼ2027020020.5110380\n续表螺栓直径允许拉力允许剪力钻孔型号/mm/MPa/MPa直径/mm深度/mmM16ꚼ1619418022.6～23120YG2M20ꚼ2030428028.5～30140用聚乙烯树脂作胀管的膨胀螺栓,使用时将它打入钻好的孔中。当拧紧螺母时,胀管被压缩,沿径向向外膨胀,螺栓紧固于孔中。当螺母放松后,聚氯乙烯树脂胀管又恢复原状。这种螺栓可取出再用,对钢筋混凝土、砖及轻质混凝土等低密度材质的建筑结构均适用,但其承载能力比钢制膨胀螺栓差。通常使用冲击电钻在墙、柱等需要安装支架之处钻孔,钻头按螺栓直径选用,钻孔直径应符合表10-10要求。将膨胀螺栓放入(或打入)孔中,安装支架,再用螺母将支架固定。用射钉固定支架,射钉埋置不用钻孔,而是用射钉枪中弹药爆炸的能量,将钢钉直接射入建筑结构中。射钉是专用特制钢钉,见图10-16,它可以安全准确地射在砖墙、钢筋混凝土构件、钢质或木质构件指定的位置上。用射钉安装支架和设备,位置准确,速度快,不用其他动力设施,并可节省能源和材料。射钉选用时,要考虑载荷量、构件的材质和射钉埋入深度。根据射钉的大小选用射钉弹。M10的射钉打入MU8.0砖深度50mm,需弹1.0g;打入C30号混凝土深度50mm,需弹药1.3g;打透10mm厚的钢、板用弹药重为1.5g。见表10-11。为保证射钉枪安全,防止发生事故,射钉枪设有安全装置。装好射钉和弹药的射钉枪,在对空击射时,弹药不会击发。枪口必须对着实体,并用30～50N的压力使枪管向后压缩到规定位置时,扣动扳机才能击发,这就保证了安全。射钉是靠对基体材料的挤压所产生的摩擦力而紧固的。射钉紧固件只能用于承受一般轻型和中型静载荷,不宜承受振动载荷和冲击载荷。4.室内管道系统安装381\n图10-16射钉与射钉枪1—基体;2—被紧固件;3—射钉;4—射钉弹;5—射钉枪;6—纸垫;7—发射药;8—弹壳;9—击发药表10-11射钉和射钉弹选用表基体材基体材料拉伸射钉埋置深被紧固件材质射钉类型射钉弹类型质类别(压缩)强度/MPa度L/mm和厚度S/mm木质YDS1红、黄混凝土10～6022～3225～55DDS3红、黄、绿松软木质YD+D36S1红、黄混凝土10～6022～3225～55DD+D36S3红、黄、绿钢和铝板YDS1红、黄混凝土10～6022～324～8DDS3红、黄382\n续表基体材基体材料拉伸射钉埋置深被紧固件材质射钉类型射钉弹类型质类别(压缩)强度/MPa度L/mm和厚度S/mm混凝土10～6022～32—M6S3红、黄混凝土10～6022～32—M8、M10S3红、黄木质HYDS1红金属体1～7.58～1225～55HDDS3红、黄HM6S3黑、金属体1～7.58～12—HM8红、黄HM10室内管道系统如图10-17所示,由用户引入管、水平干管、立管、水平支管、下垂管和接灶管等组成。引入管与室外庭院管连接,从地下或地上进入室内。一个引入管可以连接一根或数根立管,立管与立管之间由水平干管连接。从立管引出水平支管、下垂管和接灶管,或自立管直接引出接灶管。水平管道一般高于室内地平1.7m,与屋顶距离不应小于150mm。湿燃气水平管道应有不小于2‰的坡度;由煤气表分别坡向立管和下垂管。(1)引入管引入管有地下引入和地上引入两种,如图10-18所示,前者,管道自地下穿过房屋基础进入室内;后者,引入管在室外图10-17户内管道系统伸出地面,穿墙进入室内,在墙外1—用户引入管;2—水平干管;部分砌筑保温台,以保护管道。地3—立管;4—水平支管;上引入做法只是在建筑物内沿外墙5—下垂管;6—接灶管383\n图10-18引入管做法墙基设有暖气沟或其他原因无法从地下引入时才采用。管材采用无缝钢管煨弯,引入管地下部分距建筑物外墙2m以内不应有焊口。引入管地下部分做加强防腐层。埋地深度应大于冻土深度,且一般不应小于0.8m。引入管管径不应小于25mm,通常由用室外或煤气间直接引入厨间,立管一般设在用气间、楼梯间或走廊内。水平管可沿楼梯间、走廊和辅助房间敷设。(2)室内管道的安装室内管道与墙的间距,当管径DN≤25mm时,为30mm;当管径DN>25mm时,为50mm。室内管道支架应牢固,管道应平稳的放在支架上,没有悬空现象。管卡应紧卡在管道上。支、吊架上不允许有焊缝与接口、管件等。各支、吊架连线的坡度必须一致。立管管卡的卡环与托钩的弧度必须与管道外径一致。立管与下垂管至少要有一个卡箍,管道拐弯处和接灶管长度超过1m时,应加托钩。管道穿过承重墙基础、楼梯平台、楼板、墙体时,应装在钢制套管内。穿过楼板、地板和楼梯平台时,套管应高出地面50mm(防止房间地面水渗漏到下层房间),下端与楼板平。管道与套管之间环形间隙用油麻填实,再用沥青堵严。套管与墙基础、楼板、地板、墙体间的空隙,用水泥砂浆堵严。管道套管的规格,见表10-12;套管做法,见图10-19。384\n表10-12套管直径单位:mm管道公称直径20253240507080100125150套管公称直径3240507080100125150150200图10-19套管做法管子在安装前应检查是否有弯曲,对有弯曲的管子应认真调直。钢管使用前要清理内部污物,施工过程中要防止砖、石、铁块等杂物掉进管内;对外露管口要加临时包扎遮堵。无缝钢管与焊接钢管应认真除锈、刷涂料。室内燃气管道和附件一般刷樟丹油一道,银粉漆或灰漆二道。检查合格后,方可安装。不准先安装管道,后除锈、刷涂料。安装前应绘制安装草图,在现场实测出管道的建筑长度,量好管道系统中零件与相邻零件或设备的尺寸(如干管上支管间的中心距离、立管上三通与三通的中心距离、管件与阀门间的距离、管件与设备间的中心距离等)。以后逐段加工,套螺纹-上管件-切断-套螺纹。加工尺寸以安装草图中的建筑长度为依据,如图10-20所示,安装长度按式(10-1)计算:L安=L建-a(10-1)式中L安———管道的安装长度,mm;L建———管道的建筑长度,mm;a———管件留量,mm。配管过程中,应注意以下几点。①配管前,应认真检查管壁厚度、管螺纹与管件,不符合质量要求的不可使用,并需调直与清堵。385\n图10-20建筑长度L建与安装长度L安1—钢管;2—螺纹三通;3—焊接三通②管子切割,可用电动砂轮机、手工锯与机械锯,切口端面应与管子中心线垂直,不允许有毛刺。③管螺纹可用套丝机、铰板等套制,必须符合螺纹连接的质量要求。④螺纹上的填料,当设计无规定时可用聚四氟乙烯密封带。应顺螺纹旋向缠绕。装管件时,应根据管径的不同选用管钳。管件安紧后,外露螺纹2～3扣。⑤长螺纹活接头的长螺纹是没有锥度的,活接头短螺纹有锥度。短螺纹装接时,旋紧螺纹即能密封;长螺纹则不能依靠螺纹旋紧来密封。长螺纹的长度为短螺纹的2.5～3倍。长螺纹与管箍的连接,其长度约占长螺纹长度的1/3左右。长螺纹与短螺纹对接后的间隙为1～5mm,若间隙过大则会造成剩留螺纹过短,易发生漏气、脱落现象。在管箍与短螺纹上好后,在长螺纹上涂黄油,用油麻缠紧,再涂黄油,用根母压紧油麻达到密封。长螺纹水平安装时,其根母位置为燃气进气方向;长螺纹垂直安装时,其根母位置在下端。⑥活接头常用于管道分枝或需要经常拆卸的部位。装活接头时,应正确量出活接头部位的尺寸,见图10-21,使二接头密合。不允许间隙过大。装接活接头时,首先应将活接头的内螺纹与管道螺纹装紧。在活接头的凸口应加垫圈,垫圈可用橡胶石棉圈,加涂黄油,并检查活接头两端是否在同一轴线上密合,然后拧紧螺母。⑦将管子连接成管段时,可能出现不直现象。当用管件连接386\n图10-21管道活接头接口丈量管子时,有可能因接口用的管件质量不佳(管螺纹不正或管件本身角度不符合要求)使管子出现不应有的弯曲。此时,应更换合格的管件。有时,也用锤击调直。调直时,一人持管段一端,掌握方向指挥,一人用锤击调直。弯曲锤击的部位一般应距管10～20cm处,锤击不要用力过猛,也不要总锤击一处,否则管子产生凹坑。特别是阀门,锤击时更要注意,不可将阀门震裂。管道调直后,要在管件与管子对应位置做好标记,然后更换接头填料,再安装。因此,要求管子配件符合质量要求。管件除了螺纹光滑完整外,还应保证接管后角度正确。管道用焊接连接,可能在分支的管路或立管开三通管口时以及焊接直管时,使管子局部受热不均匀而变形。由于开管口引起的弯曲,可在隆起处局部加热管子即可伸直;如为直管焊接,注意要将接口对称点焊,找直之后再分段对称施焊。⑧室内管道遇有障碍时,常用弯管绕过。室内燃气工程中常用的弯管有90°弯头、乙字弯(来回弯)、抱弯(元宝弯)等。当两层楼的墙面不在同一平面上时,应采用乙字弯;当跨过其他管道时常用抱弯,安装管路前应将所用的弯管制好。⑨当酒楼、饭店等厨房设在楼上时,燃气管道常沿外墙明设,由高立管与水平管进入室内。在确定外墙明管施工部位时,应选择障碍物尽量少的位置,墙面平整,以减少管道的盘绕。应设在建筑物背面或侧面,以免影响建筑物的美观。管道不宜贴近门窗与落水管。确定管位后,安装支架、开凿墙洞,预制管段,以减少高空作业,搭设脚手架或装设吊架保证施工安全。然后,吊装管道,连接、固定在支架上。387\n(三)高层建筑室内管道的特殊问题1.补偿高层建筑沉降高层建筑自重较大,沉降量显著,易对引入管造成破坏。一般可在引入管处装伸缩补偿接头来消除沉降的影响。伸缩补偿接头有波纹管接头、套筒接头和铅管接头等形式。图10-22所示为铅管补偿接头补偿方法。当建筑沉降时,由铅管吸收变形,避免管道被破坏。铅管前设一个控制阀门,并砌筑检查井,便于检查和修理。2.克服高程差附加压头的影响民用及公共建筑燃具使用压力的允许压力波动范围,根据产品样本提供的数据一般为±50mm水柱。建筑高度在50m左右时,压力波动值在100mm水柱之内,故可不采取任何措施。建筑高度超过50m时,克服高程差附加压头影响图10-22引入管补偿沉降措施图可采取以下解决办法。1—楼前供气管;2—截止阀;3—铅管;4—法兰;5—穿墙管;6—小室由于高度变化引起的压力上升,可由燃具调压器降低和稳定压力,以满足燃具的使用要求,也可采用高层供气系统和低层供气系统分开的办法,或按高层部分的实际压力设计、制造燃具的办法。分别满足不同高度的燃气使用压力。如果压力增值不大,也可通过增加管道的摩擦阻力或局部阻力的办法来降低压力增值。3.补偿温差产生的变形高层建筑管道的立管长、自重大,需在立管底端设置支墩支图10-23立管补偿装置撑。为了补偿温差产生的变形,1—供气立管;2—挠性管;需将管道两端固定,并在中间设3—波纹管;4—法兰388\n置吸收变形的挠性管或波纹管补偿装置。管道的补偿量可按式(10-2)计算:Δl=0.012Δtl(10-2)式中Δl———管道需要的补偿量,mm;Δt———管道安装时与运行时的最大温差,℃;l———二固定端之间管道长度,m。挠性管和波纹补偿装置,如图10-23所示。这种补偿装置还可以消除建筑物震动时(地震、风震等)对管道的影响。第二节燃气灶具与燃气表的安装一、燃气表的安装在室内燃气管道均已固定,管道系统严密性试验合格后,即可进行室内燃气表的安装,同时安装表后支管。见图10-24。图10-24燃气表的安装1—套管;2—转心门;3—活接门(由任);4—塑料接头;5—管箍;6—塑料三通;7—煤气表;8—煤气灶;9—角铁30mm×3;10—水磨石灶板700mm×500mm×35mm389\n1.对燃气表的一般安装要求燃气表必须有出厂合格证,距出厂校验日期或重新校验日期不超过半年,且无任何明显损伤方可安装。燃气表安装位置应符合以下要求。燃气表宜安装在室温不低于5℃的干燥、通风良好又便于查表和检修的地方(+)严禁将燃气表安装在卧室、浴室、锅炉房内以及易燃物品和危险品存放处(+)公共建筑用户应尽量设置在单独房间内。2.燃气表的安装高度3对于燃气用量≤3m/h的居民用户,燃气表安装高度如下。①高表位表底距地面大于或等于1.8m;中表位表底距地面1.4～1.7m;低表位表底距地面不少于0.1m。居民用户煤气表的安装以高、中表位为宜,一般只在表前安装一个旋塞。多表挂在同一墙面时,表与表之间的净距应大于15cm。33②对于燃气用量在3m/h1520012以下共用烟道断面形状应符合图10-54的要求,即1b1.4≤≤(10-7)1.4a1在共用烟道中,烟道最低高度(自防风器图10-54共用排气筒断面形状出口至排气筒顶端)要在2m以上;于同层从两侧进入共用烟道的排气筒,其筒顶高差要大于250mm。③共用烟道应尽量垂直穿过建筑物,采用密封隔热、抗震性能好的材料,使其相连接处密封,并应高出屋顶0.6m。④在烟道顶部,应安装能够拆卸的风帽,以便检查修理烟道。⑤共用烟道的最下端设密封的清扫口与排水管。3.烟道材料因烟气中有水蒸气和具有腐蚀性的二氧化硫,所以,烟道材料应具耐热性能和耐腐蚀性。金属材料有经过防腐处理的钢、铜及铝合金等板材,镀锌钢板的缺点是寿命短。金属材料一般由通风工加工、安装、施工方便。为减少散热量,外用石棉、矿渣棉、耐火黏土等保温。非金属材料可采用耐高温的石棉水泥管、石棉管或砖砌等,但它比金属材料连接困难,安装时一定要注意,应严密,不能有缝隙,内壁光滑。砖砌烟道应严密结实,砌在墙内的烟道不得有水平部分,内壁应用水泥砂浆粉光。4.烟道的检查安装烟道是为了促进换气,但若安装不当,反而会带来危害。因此,应对烟道进行检查。检查时,首先点燃燃气,数分钟后,在防风器开口与燃具炉门处,放上点燃的纸烟、线香或小火火焰,检409\n查烟气或火焰被吸情况,同时检查烟道周围可燃性构筑物是否超过室内温度50～60℃。共用烟道是下层烟气向上层流动,必须仔细检查。当发现异常现象时,应找出原因,进行处理。第三节工业用户施工安装如今,燃气已被广泛应用在工业生产中,目前主要用于加热物料、烘烤、采暖和制冷、熔化、煅烧等。工业用户使用低压燃气时,直接与低压燃气管道连接;当需要压力较高的燃气时,通常设置专用的调压站,按所需压力供应。燃气的主要用途是通过燃烧而释放出热量。然而,工业、商业和家庭应用的不同,而对火焰温度、火焰形状、过剩空气系数等都提出了不同要求,需要用不同的燃烧器和燃烧系统来满足。工业用燃烧器类型很多,常用的有扩散燃烧器和鼓风燃烧器。(一)自然引风式扩散燃烧器自然引风是靠炉膛内的负压将空气吸入燃烧系统。扩散式燃烧器的一次空气系数为零,燃气燃烧完全靠二次空气,它分为以下几种形式。1.管状自然引风扩散燃烧器管状自然引风扩散燃烧器包括单管燃烧器、小火管燃烧器、环管燃烧器和卷管燃烧器。(1)单管燃烧器图10-55为单管燃烧器,是在一根铜管或钢管上钻一排火孔制成。燃气以一定压力进入管内,经火孔逸出后从周围空气中获得氧气而燃烧。由于管内燃气压力不易均匀,易造成火焰高度不一。图10-55单管燃烧器1—火孔;2—煤气管;3—喷嘴410\n(2)小火管燃烧器如图10-56所示。它由若干钻有火孔的钢管焊在一根集气管上组成;为使燃烧所需空气畅通到每个火孔,要求小火管的净距等于0.6～1.0倍小火管外径。(3)环管燃烧器如图10-57所示。其头部呈环状,燃气压力分布较均匀,火焰高度较整齐。图10-56小火管燃烧器图10-57环管燃烧器1—小火管;2—集气管;3—煤气图10-58卷管燃烧器1—火孔;2—涡卷形火管;3—集气管411\n(4)卷管燃烧器如图10-58所示。其头部由若干根辐射状的涡卷形火管组成,火孔布满了整个圆面,每个火焰都能充分地接触空气,燃烧较完全。火管一般由内径ꚼ4～ꚼ8mm的铜管或钢管制成。集气管内截积应大于各火管内截面积之和。2.冲焰式扩散燃烧器如图10-59所示。它采用两个扩散火焰相撞的方法来加强气流扰动,增进燃气与空气的混合,从而提高燃烧稳定性和强化燃烧过程。火焰冲击角度θ一般为50°～70°,两根管子的中心距约为管外径的两倍。为使燃气均匀地分布在各火孔上,火孔总面积必须小于管子截面积。3.薄焰式扩散燃烧器如图10-60所示。它的火孔一般用耐火陶瓷制成,呈扇状扩散缝。其火焰极薄,形似鱼尾。由于增加了火焰与空气的接触面积,因此燃烧完全。图10-59冲焰式扩散燃烧器图10-60薄焰式扩散燃烧器1—火焰;2—管形火孔;3—火管1—火焰;2—耐火陶瓷火孔4.孔罩式扩散燃烧器如图10-61所示。燃气喷出后在锥形孔罩中燃烧,助燃空气靠炉膛负压由孔罩四周引入,稀释空气由头部引入。这种燃烧器主要用于炉膛为负压的低温加热炉。5.多缝式扩散燃烧器412\n如图10-62所示。燃气进入套管之间的环形空间,并由内管一端上的若干个切向缝口流出燃烧。助燃空气靠炉膛负压吸入,一半是通过内管进入的,另一半则通过外套管进入,各自均有空气调节装置。切向燃气缝口的长度一般为5～10mm,其深度为长度的一半,宽度为2mm。这种燃烧器要求炉膛负压为20～图10-61孔罩式扩散燃烧器1—稀释空气;2—助燃空气;3—燃60Pa,相应的天然气压力为烧产物;4—燃气或混合气10000～30000Pa。图10-62多缝式扩散燃烧器1—内管空气调节板;2—外套空气调节环;3—燃气缝口;4—空气;5—燃气6.炉床式扩散燃烧器如图10-63所示。它由直管燃烧器和火道组成。直管管径为50～100mm,火孔直径为2～4mm,火孔中心距为6～10倍火孔直径。燃烧器所需助燃空气靠炉内负压吸入,燃气经火孔逸出后与空气成一定角度相遇,进行紊流扩散混合,在离开火孔约20～40mm处着火,约在0.5～1.0m处强烈燃烧。为保证空气吸入,对于2～413\n图10-63炉床式扩散燃烧器1—燃烧器;2—炉箅;3—耐火砖;4—石棉;5—火孔;6—燃气管10t/L的蒸汽锅炉,炉内负压不小于20～30Pa;对于小型采暖锅炉,不小于8Pa。使用天然气时的最佳火孔出口速度为25～80m/s,空气流速为-322.5～8m/s。火道截面热强度可达(2.9～23)×10kW/mm,最高火道温度可达900～1200℃,过剩空气系数为1.1～1.3。火孔呈双排布置。供冷空气时,火孔夹角β=90°～180°;供热空气或采用低压燃气时,可取β=90°。(二)鼓风式扩散燃烧器鼓风式扩散燃烧器是工业炉中常用的燃烧器之一。由于空气与燃气的混合是在炉膛内进行的,所以点燃后形成拉长的扩散火焰。其主要优点是:由于排除了回火的可能性,所以有较高的调节范围;空气和燃气的预热温度可以提高;可使火焰高温区离开炉衬内表面,提高了烧嘴砖及紧贴炉膛的燃烧器金属件寿命;由于混合过程不在燃烧器内部进行,可显著减小燃烧器尺寸,并使燃烧器达到较高的热负荷;可以从燃烧某一种热值的燃气改用另一种热值的燃气,或者由气体燃料转为液体燃料,并且在燃气热值、燃气预热温度波动的情况下保持稳定工作。其缺点是:必须使用鼓风机,通过414\n空气管路供给空气,需增加投资和消耗电能;必须调节空气、燃气的比例;必须在较大的过剩空气系数下工作,导致燃料消耗的增加;要具有足够大的炉膛空间,以适应火焰的扩展。由于鼓风式扩散燃烧器结构简单,工作可靠,并能利用预热温度很高的空气工作,因此,得到广泛应用。尤其是在需要少量大规格燃烧器进行集中供热,要求燃烧器有较宽的调节范围,并在生产中需要不同种类的燃气或燃气和重油交替使用的情况下,更显示出它的优越性。1.套管式燃烧器在鼓风式扩散燃烧器中,应用最广泛、结构最简单、使用最可靠的是套管式燃烧器。它是由大管套小管组成,通常燃气从中间小管流出,空气从大管和小管之间的夹套中流出,两者在火道和炉膛中边混合边燃烧。燃气的出口速度不应高于80～100m/s,相当于燃烧器前燃气压力不大于6kPa。空气出口速度应与燃气速度相差一倍左右,约为40～60m/s,相当于冷空气压力为1～1.25kPa。若空气预热至400℃,其相应压力约为0.5～1.0kPa。一般在燃烧器前的管道中,空气流速可取8～10m/s,燃气流速可取10～15m/s。燃气在燃烧器内部通道中的流速可取20～25m/s。燃烧器出口处混合物流速可达25～30m/s。套管燃烧器均由铸铁制成,利用燃烧器外壳端头部分的法兰,把燃烧器固紧在炉子的金属结构上。2.旋流式燃烧器其结构特点是燃烧器本身带有旋流器。根据旋流器的结构(蜗壳或导流叶片)和供气方式的不同,又可做成多种形式。空气在旋流器作用下产生旋流,燃气则从分流器的喷孔或缝隙中喷出,两者强烈混合进入火道或炉膛中燃烧。(1)中心燃气轴向叶片旋流式燃烧器可使用多种燃气:人工煤气压力为800Pa,油田伴生气压力为2000Pa,液化石油气压力为5000Pa,空气压力为1200Pa,过剩空气系数α=1.1。(2)中心供燃气切向叶片旋流式燃烧器造成空气旋流的切向导叶片布置在圆周上,燃气分流器处在配风器中心位置,其上有两415\n排燃气喷孔。利用手柄推拉调风导筒,改变旋转与不旋转的空气量的比例,从而控制燃气与空气的混合程度,以调节火焰长度。天然3气额定压力为50000Pa,额定流量900Nm/h;空气压力2000Pa,过剩空气系数α=1.05。(3)周边供燃气蜗壳旋流式燃烧器它主要由蜗壳配风器和三层圆柱形套筒构成。空气通过蜗壳产生强烈旋转,进入内圆筒继续螺旋前进,一小部分空气从一排矩形孔进入外环套,直接从燃烧器头部流出。燃气进入内环套,并从圆柱形内筒周边上的2～3排小孔呈径向分成多股,以高速喷入空气旋流中,两者强烈混合进入火道燃烧。使用炼焦煤气的额定压力为1000Pa;使用油田伴生气的额定压力为15000Pa;空气压力为1000Pa,过剩空气系数α=1.05。(三)引射式预混燃烧器引射式预混燃烧器又称大气式燃烧器,它由头部和引射器两部分组成。其工作原理,是燃气在一定压力下以一定流速从喷嘴喷出,依靠燃气动能产生的引射作用,从一次空气口吸入一次空气,在引射器内燃气与一次空气混合,然后经排列在头部的火孔流出而进行燃烧。过剩空气系数通常为1.3～1.8。其主要优点是比自然引风扩散式燃烧器火焰短、燃烧温度高;可以燃烧不同性质的燃气;燃烧比较完全,燃烧效率比较高,烟气中一氧化碳含量比较少;可应用低压燃气,由于空气依靠燃气吸入,不需要鼓风设备;适应性强,可以满足较多工艺的需要。其缺点是当热负荷较大时,多火孔燃烧器的结构比较笨重。多火孔大气燃烧器应用很广泛,在家庭和公用建筑中的燃气用具用得最多,在小型锅炉及工业炉上也有应用。单火孔大气燃烧器在中小型锅炉及某些工业炉上广泛应用。1.环形燃烧器单环燃烧器多用于家用燃具,如燃气灶、烤箱灶等。双环、三环燃烧器都单独设喷嘴、引射器、旋塞阀,用于商业等热负荷大的场合。环形燃烧器头部的外径,根据被加热锅的大小而定。为了供416\n给二次空气和冷却燃烧器头部,环的内径和间隙要大些。且火孔要合理安排,相对火孔的火焰不应冲撞。对于大型燃具,可在环中设置放射形联管,也可将环设计成矩形。作为变形的环形燃烧器,可将头部设计成圆盘状。这种圆盘可从头部主体上拆下,又称火盖。因其中心部位没有供二次空气的间隙,故火孔设在圆盘四周,呈矩形或梯形。由于可燃混合物从火孔横向喷出,与二次空气接触良好,因此,对于火焰传播速度低,易发生脱火的燃气,可在稍离火孔的下方设凸缘,以降低来自下方的二次空气流速,防止脱火。2.棒形燃烧器由于成品管子取材方便,加工简单,因此大多作成棒形燃烧器使用,又称管式燃烧器。从喷嘴到第一个火孔的距离应大于管子内径的6倍。开在相当于头部管段上的火孔总面积,用人工煤气时应为管截面的0.5～0.8倍,用液化石油气时,应为管截面的1.0～2.0倍。对于同一火孔总面积,有2～3种管径可供选择时,通常选用较大的管径,以增加一次空气引射量,有利于形成大气火焰。3.星形燃烧器由6～8根放射状联管构成,主要用于烤箱灶灶面燃烧器、火盖等。为了保证各联管间的火焰传播,应在头部中心处开设火孔,并使各火孔结构能保证燃气和空气充分接触。将星形和环形燃烧器组合成轮形的,称轮形燃烧器。4.管排形燃烧器燃烧器头部是由数个小型棒形燃烧器并列而成,通常是用管子加工制作。5.喷嘴喷嘴的作用是输送所要求的燃气量,并将燃气的势能转变为动能,以引射一定量的一次空气。(1)固定型喷嘴喷孔的大小固定不变,只能适用一种燃气。其流量系数μ与l/d、喷嘴收缩角β、喷嘴直径d等因素有关。通常取l/d=1～2,β=60°。当d=1～2.5mm时,μ=0.7～0.78;417\n当d>2.5mm时,μ=0.78～0.80。(2)调节型喷嘴它由固定件和活动件组成。当活动部件前后移动时,借助针形阀可改变喷嘴的有效流通面积,可适应不同性质的燃气。当针形阀收缩角β′=15°,喷嘴收缩角β=60°时,其流量系数μ=0.6～0.77。6.引射管在影响大气式燃烧器性能的因素中,引射一次空气及一次空气与燃气的混合是主要的,而这两个过程都是在引射管内完成的。引射管的一般形状为文丘里管,也有整个引射管采用同一内径的。采用文丘里式的引射管,燃气与空气混合良好,引射一次空气的能力较强。(1)混合管又称喉管当引射管为文丘里管时,喉管的直径可按与火孔总面积之比确定。当引射管内壁为原铸造的粗糙面,喉管截面积为火孔总面积的45%～60%时,引射一次空气的性能最好;当引射管内壁经机械加工为光滑表面,喉管截面积为火孔总面积的35%～45%时,引射一次空气的性能最好。(2)扩压管用直管(扩张角为0°)做引射管,也可具有较好的引射性能,但难于在一定负荷范围内保持固定的空气引射能力。带有扩张角的文丘里管,其适应能力与工作性能均比直管好。文丘里管中有扩张角的一段称为扩压管。扩张角一般0°～6°,对一次空气影响不大。当扩张角大于7°时,增加了扩张的局部阻力损失,因此通常采用小于7°的扩张角。(3)引射管长度从喉部到燃烧器头部的引射管长度取喉部直径的6～10倍为宜。引射管过短会造成混合不良,过长会引起燃烧器过于庞大。在设计中,引射管长度应根据实际使用条件来决定。7.一次空气吸入口当用直管作引射管时,可将一次空气吸入口位置设在圆管两侧或下面。人工煤气或天然气可采用此种形式;对于液化石油气,则需采用图10-64构造,以加大一次空气吸入口面积。一次空气吸入口面积应等于1.15～2.25倍燃烧火孔面积。418\n图10-64锥形一次空气吸入口一次空气的调节设备主要有以下几种。(1)调风板常用调风板如图10-65所示。调风板最好采用一经调好即固定不变的结构。调风板的支承固定要可靠,以防止振动碰撞而改变其开启度。一般以螺钉紧固。当调风板旋转角度稍有偏图10-65各种调风板419\n差,即能使火焰有较大变化时,应注意调风板上一次空气吸入口的位置和形状。(2)斜角喷嘴由于喷嘴孔口中心线与引射管呈一角度,因此,自孔口喷出的燃气流会冲击引射管内壁,降低了吸入的一次空气量,从而达到调节的目的。当夹角超过20°～25°时,易产生反力,导致燃气从一次空气吸入口倒流。采用这种方法调节一次空气量的范围是有限的,最大的调节范围为91%～55%。(3)加长喷嘴将喷嘴延长,使其靠近喉管入口,以改变一次空气量。当喷嘴孔口靠近喉管入口截面时,引射空气的能力变化较大。当喷嘴孔口伸入喉管截面3mm时,对引射空气的能力的影响变小;而当伸入量达9～10mm时,又加大了调节一次空气的范围。(4)降压喷嘴这种喷嘴可调节燃气量,也可调节一次空气量。压力降低使喷出孔口燃气的动量降低,从而减少一次空气的吸入量。另外,根据压力变化可改变孔口面积,以保证燃气流量。(5)双喷嘴它是靠调整内、外孔口距离,改变从孔口流出的燃气动能来调节一次空气系数。第四节燃气锅炉的安装一、燃油燃气锅炉结构特点燃油锅炉使用液态燃料(轻油或重油),燃气锅炉使用气体燃料(天然气或液化石油气等),燃油经雾化配风,燃气经配风后燃烧,均需使用燃烧器喷入锅炉炉膛,采用火室燃烧而无需炉排设施。由于油、气燃烧后均不产生炉渣,故燃油、燃气锅炉无排渣出口及除渣设施。喷入炉内的雾化油气或燃气,如果熄火或与空气在一定范围内混合,容易形成爆炸性气体,因此燃油、燃气锅炉均需采用自动化燃烧系统,包括火焰监测、熄火保护、防爆等安全措施。因燃油锅炉需将油滴雾化成油雾后进行燃烧,因此其燃烧器带有油雾化器,而燃气锅炉直接用燃气,其燃烧器不带雾化器,这是燃油、燃气锅炉所配燃烧器的不同之处。燃油、燃气锅炉结构紧420\n凑,小型的锅炉本体及其通风、给水、控制等辅助设备均设在一个底盘上,大中型的蒸发量为100t/h的燃油燃气锅炉也能组装出厂。燃油、燃气锅炉分为大管锅炉与水管锅炉两类,并且也有蒸汽锅炉与热水锅炉之分。具体的锅炉元件如下。锅炉受压元件是指锅炉本体承受内部或外部介质压力作用的元件。(1)火管锅炉的主要受压元件①锅壳作为火管锅炉汽水空间外壳的筒形压力容器。锅壳内盛有水和饱和蒸汽,锅炉外各管座装有主汽阀、副汽阀、安全阀、放空阀、压力表和水位表以及进水管、排污管等。通常锅壳内还装有汽水分离器和进水配水管,控制压力与水位的传感元件有时也装在锅壳内。②封头(管板)锅壳的封头部分。火管锅炉的封头通常有平封头和板边封头两种。平封头与锅壳的连接采用的角焊结构,而板边封头与锅壳的连接采用对焊结构。从受力情况看,采用板边封头和对焊连接比采用平封头和角焊连接要好。封头还有前后之分,火管锅炉的前后封头开有许多管孔,用来安装烟管,所以又称为管板。③炉胆(火筒)锅炉内承受介质外压的筒形炉膛,作为内燃式火管锅炉的燃烧空间和辐射受热面。炉膛通常有直炉胆和波形炉胆两种,也有在直炉胆中间加波形膨胀环的结构形式。炉胆做成波纹状可减少受热膨胀产生的热应力,也可增加炉胆的刚度,提高炉胆承受外压的能力,还可增强燃气的扰动,提高传热效果,锅炉受热面积也有所增加。炉胆与封头的连接通常采用角焊结构。④火管(俗称烟管),烟气在管内冲刷的对流受热面。大部分火管锅炉都采用无缝钢管做烟管,也有采用有缝钢管做烟管的(进口锅炉较为常见)。为了提高锅炉热效率,还有的采用螺纹管作为烟管。烟管通常采用胀接或焊接的方式与前后管板相连接。(2)水管锅炉的主要受压元件421\n①锅筒(俗称汽包)水管锅炉中用以进行蒸汽分离净化、组成循环回路和蓄水筒形压力容器。锅筒按其布置可分为上锅筒(有汽、水空间)及下锅筒(只有水空间)。②水冷壁布置在炉膛内壁,主要用水冷却的辐射受热面,其外部直接受火焰辐射、管内走水的水管。由带鳍片的水管拼焊成管屏所组成的水冷壁称为膜式水冷壁。③锅炉管束用作对流受热面的管束,其外部受烟气冲刷,管内水流动吸热,根据管束中汽、水向上或向下流动,分别称为上升管或下降管。④集箱用以汇集或分配多根管子中介质的筒形压力容器。集箱按其位置可分为前后集箱、左右集箱和上下集箱及中间集箱等。二、燃油、燃气锅炉类型中小型燃油、燃气锅炉向组装化、自动化、轻型化发展。蒸发量为100t/h的燃油燃气锅炉已能组装出厂。全自动化锅炉日益增多。目前使用的燃油、燃气锅炉,有中小容量的卧式内燃火管锅炉、小型立式锅炉以及较大容量的水管锅炉。火管锅炉有卧式和立式两种。锅壳纵向轴线平行于地面的称为卧式锅炉;锅壳纵向轴线垂直于地面的称立式锅炉。1.卧式内燃火管锅炉近年来,小中型燃油、燃气锅炉的炉型发展方面,卧式火管锅炉备受重视,其原因如下。①高和宽尺寸较小,适合组装化要求,锅壳结构也使锅炉围护结构简化,比组装水管锅炉有明显优点。②采用微正压燃烧时,密封问题容易解决,而且炉胆的形状有利于燃油燃气。③由于采用新的传热技术(如螺纹式烟管等),使传热性能接近一般水管锅炉水平。④对水处理要求低,水容积较大,对负荷变化的适应性强。炉胆是火管锅炉的燃烧室,燃烧器的喷嘴置于炉胆前部,燃烧422\n延续到后部,炉胆出口烟气温度在1000～1100℃,高温烟气离开炉胆后进入一个折返空间,折返后进入第二回程烟管。根据炉胆局部烟气折返空间的结构形式可分为干背式锅炉和湿背式锅炉,见图10-66及图10-67。干背式锅炉的烟气折返空间是由耐火材料围成的;湿背式锅炉的折返空间是由浸在炉水中的回燃室组成的,有些锅炉的水管后壁是密封的,高温烟气碰到后壁后折返沿炉胆内壁回到炉胆前部,此类锅炉也可视为湿背式锅炉。某些锅炉为了简化后烟室结构和制造工艺,其后回烟室传热面被水包围,部分传热面不被水包围,而是用耐火衬层保护,这种后回烟室为“半湿背”结构。干背式锅炉的优点是结构简单,打开锅炉后端盖板后,火管和图10-66干背式锅炉图10-67湿背式锅炉423\n所有烟管都可以检查和维修。但炉胆后部的耐火材料每隔一段时间需要更换,后管板受到高温烟气直接冲刷,内外温差较大。湿背式锅炉的炉胆末端和第二回程的起端与浸在炉水中的回燃室相连,回燃室也能传热,约占5%的传热面积,因此热效率高,不存在耐火材料的更换问题,散热损失也小,锅炉后管板也不受烟气的直接冲刷。因有回燃室,结构较复杂,与回燃室相连的炉胆和烟管的检修比较困难。但湿背式结构避免了折返空间的烟气密封问题,更适合于微正压燃烧。所以绝大部分卧式火管锅炉为湿背式。火管锅炉的受热面布置按烟气回程可分为二、三、四、五回程。因为二、四回程锅炉的烟囱布置在炉前,安装使用不便,五回程结构复杂,应用较少。绝大部分火管锅炉为三回程布置。对同容量锅炉来说,回程数量少的锅炉受热面面积也小,单位受热面平均吸热量大,回程数量多的锅炉受热面面积多,单位受热面平均吸热量就小。单位面积吸热量小则锅炉有较高的效率和较平稳的效率特性;低负荷时,效率下降较小。从传热方面说,只比较受热面积是不全面的,在火管锅炉中影响传热的另一要素是烟气的速度和扰动。有些二回程锅炉,受热面积小,但采取措施使烟气旋转扰动,增加传热系数,以较小的受热面积达到同样高的热效率。当然,烟速的增加会带来能耗的增加和磨损。火管锅炉根据炉胆的布置又可分为对称型和非对称型两种。所谓对称型是指炉胆布置在锅壳对称中心线上,不对称型是指炉胆偏心布置。综上所述,火管锅炉有许多型式。但变来变去无非是主要受压元件的不同排列组合。卧式火管锅炉的主要结构形式见表10-16。国内外有代表性的火管锅炉,例如美国产的CB锅炉及某工业锅炉厂产CS锅炉等。(1)CB锅炉CB锅炉是美国生产的一种卧式干背式火管锅炉。其主要受压元件有:锅壳、前后管钣、波纹炉胆、烟管等。CB锅炉的前后管板采用板边封头,烟管采用有缝薄壁管,第二回424\n表10-16卧式火管锅炉的主要结构形式序号形式简图干背顺流燃烧蒸汽锅炉1干背顺流燃烧热水锅炉2湿背顺流燃烧锅炉3U型火筒顺流燃烧锅炉4中心回焰燃烧锅炉5偏心回焰燃烧锅炉6中心回焰燃烧热水锅炉程烟道与管板采用焊接连接,第三、四回程烟管则采用胀接连接。锅炉受热面为对称布置,炉胆布置在最低位置,这样有利于将温度最高的燃烧室埋在炉水中,锅炉水位的安全范围能有所增大。CB锅炉的烟气流程采用的是四回程设计。由燃烧器喷出的火焰和高温烟气从炉胆前部向后部形成第一回程;然后通过炉胆两侧425\n的烟管,烟气再从后部流向前部形成第二回程;经前烟箱烟气向上转入上部烟管由前向后形成第三回程;最后通过上排烟管烟气的后部流向前部,经前部烟箱流向烟囱形成第四回程。随着烟气温度的降低,烟气的体积将缩小。为了保持烟气有一定的流速,以增强传热效果,故越到后面布置烟管的数量就越小,烟气的流通面积也越小。从CB锅炉的流程可以看出,锅炉下部温度最高,越到上部烟气温度越低,这种烟气流程的布置方式称为上下回程布置。由于CB锅炉的受热面是对称布置,因此它的水循环也是对称的,即锅炉中的水在锅壳中心线两侧形成两个对称的回流,并通过水的密度差来建立水的自然循环。CB锅炉是整装出厂的。锅炉本体(包括水位表、安全阀、排污阀)、燃烧器、鼓风机、给水泵、控制屏都装在一个底架上。CB锅炉的烟箱门采用了铰链及悬臂式结构,开启后管极和烟管全部敞露,大大方便了清扫和维修工作。(2)CS锅炉CS锅炉是某工业锅炉厂与美国Comsai公司合作生产的燃油燃气火管锅炉。锅炉本身由上海工业锅炉厂按美国图样制造,燃烧器、电控箱、阀门、仪表等均由美国进口,组装调试后出厂。CS锅炉的受压元件除烟管与管板采用胀接外,其他均采用焊接,并经焊后热处理。它的主要受压元件有:锅壳、前后封头、波纹炉胆、烟管、水头套、圆钢斜拉撑。CS锅炉的受热面为对称布置,烟气流程为三回程。CS锅炉的后部比较特别,它采用了水头套湿背式结构,在炉胆后部组成了一个烟气折回空间。烟气温度是下高上低,烟气出口位于锅炉的后上方。2.水管锅炉当锅炉容量等于大于30t/h和工作压力较高时,因火管锅炉的容量与参数受到结构的限制,而只能采用水管锅炉,水管锅炉的各项指标明显优于火管锅炉。在中小容量范围内,水管锅炉的型式主要有D型、A型、O型三种布置。三种型式的共同优点是卧式布置,燃烧器水平安装,操作检修方便,宽、高度尺寸较小,长度伸426\n缩较大,适合于工业化生产。其中D型在布置过热器和尾部受热面方面更灵活,应用范围更广。例如国产SZS型燃油、燃气锅炉为双锅筒、纵置式、室燃炉,属于D型布置。锅炉的主要受压元件有:上下锅筒、水冷壁管、对流管、集中下降管、集箱等。锅炉受压元件组装出厂,围护结构现场施工。其他型号的国产燃油、燃气水管锅炉还有:DZS(单锅筒纵置式)和SHS型(双锅筒横置式)等。3.小型立式锅炉在小型供热系统中常采用小型立式锅炉,其结构有水管式和无管式等。小型立式锅炉的燃烧器一般布置在炉顶,中心是一个炉胆,烟气在炉底折返后再向上流动,冲刷翅片管,水在由炉胆和翅片管形成的头套中被加热,在上部分离出蒸汽。4.直流锅炉锅炉给水靠给水泵压力,在受热面中一次通过产生蒸汽的锅炉称为直流锅炉。由于直流锅炉的工况不稳定,即没有固定的汽水分界线,锅炉的控制技术要求较高,以往直流锅炉技术很少用在低参数的小型锅炉上,随着控制技术的发展和对直流锅炉技术的不断探索,目前小型直流锅炉已得到广泛使用。如美国克雷登锅炉即为直流锅炉。克雷登锅炉是一种立式盘管型直流锅炉。蒸发量范围从516～9389kg/h,设计压力通常在3.5MPa以下,最大压力可达21MPa。克雷登锅炉结构简单,其主要受压元件为盘管和汽水分离器。它采用单一的锅炉盘管,自给水入口至汽水分离器出口为单一的扁平螺旋形锅炉管,即从锅炉进水口到蒸汽出口只有一个通道。但盘管的直径有变化,即给水进口部分管径小,蒸汽出口部分管径大。锅炉受压元件均采用焊接连接。由于采用盘管,受热后能自由伸缩,所以锅炉运行后产生的热膨胀对锅炉的影响较小。克雷登锅炉的燃烧器位于锅炉底部,燃烧火焰从下向上喷射,427\n形成一心状火焰,保证燃烧稳定,火焰充满度好,燃烧效率高。克雷登锅炉的烟流向和盘管内水的流向采用逆流布置,锅炉烟气自下而上,水流自上而下,由于盘管进口段内的给水温度较低,它能充分吸收烟气放出的热量,使排烟温度比较低,提高了锅炉效率。克雷登锅炉由于采用直流盘管结构,无大的锅筒,传热采用逆流布置,传热效率高,并且锅炉本体、汽水分离器、水泵、风机、燃油泵、燃烧器、控制箱等组装在一起,因而质量轻、体积小、占地少、运输安装方便。克雷登锅炉带有吹灰系统,锅炉的安全装置比较完善。燃油、燃气锅炉的锅型大致相同,各种类型的燃油锅炉都可以燃烧气体燃料,只是采用的燃烧器有所不同。有些锅炉是油、气两用炉,其燃烧器结构适用两类燃料,但操作方法有区别。因为燃气的燃烧器需要的空间较小,所以专门为气体燃料设计的锅炉,其结构将更紧凑。三、燃油、燃气锅炉安全及防爆燃油经雾化后的油雾以及燃气均为可燃气体,当与空气混合达到一定含量范围,均能形成易燃易爆性混合气体。因此对燃油、燃气锅炉的安全及防爆提出了特殊要求。混合气体达到最大爆炸含量时,在密封容器内的爆炸压力,按不同气体可达到0.75～1.65MPa。水管锅炉的炉膛和烟气通道的承压能力一般只有几百到几千毫升水,火管锅炉的炉胆承压能力比较高,不致于在炉膛内气体爆炸中损坏,但转向烟室一般不考虑承受高压。因此混合气体的爆炸会给锅炉烟气通道的围护结构造成很大的破坏。国内外燃油、燃气锅炉的炉膛和烟道内气体爆炸事故屡有发生。轻则造成锅炉燃爆熄火,重则使炉膛和烟道爆裂、引风机损坏、锅炉房和烟囱受损,甚至造成人员伤亡事故。分析查明事故原因,都是因为炉膛或烟道内有爆炸性混合气体,并达到爆炸极限。被明火或锅炉本身的高温引燃而发生事故。在所有事故中,以锅炉点火过程中发生的事故最多,约占燃气锅炉428\n爆炸事故的70%以上。锅炉点火前,当因某种原因燃油或燃气漏入炉膛,如阀不密封、误操作、一次点火不成功等,而又未对炉膛烟道进行吹扫或吹扫时间不够、风量不足时,则点火时可能发生爆炸。锅炉运行中由于熄火引起的爆炸事故;燃油锅炉比较多,因为燃油锅炉熄火的可能性比较大。燃气锅炉的这类事故多发生在燃烧器前由于燃气压力或风压波动太大引起脱火或回火的情况下。对负压运行的锅,当锅炉燃烧不良时,可燃气体进入锅炉后部烟道,与后部烟道漏入的空气混合形成爆炸性气体,在高温作用下,可能引起二次燃烧或爆炸。由上述可知,要防止炉膛或烟道爆炸,首先在炉内无明火情况下应防止燃料进入炉膛,其次是要保证良好燃烧。作为预防措施,在点火之前必须仔细吹扫炉膛和烟道,使其内可能积存的可燃气体及时排除。从安全方面考虑,燃油、燃气锅炉燃烧系统的自动化是必要的,包括点火程控、熄火保护、燃烧自动调节等。为了减轻炉膛和烟道在混合气体发生爆炸的破坏程度,应在燃油、燃气锅炉的炉膛和烟道上设置防爆门。在发生混合气体爆炸时,防爆门将因炉内或烟道内压力突然升高而开启或破裂,泄出高压气体,从而减轻爆炸的破坏程度。要减轻爆炸时的破坏程度,锅炉防爆门必须有足够大的泄压面积。对锅炉炉膛来说,比较大的泄压面积是很难达到的。一般设计时,炉膛和烟道的防爆门面积取230.025m/m。对于炉膛容积比较小的锅炉,安装防爆门的问题还不大,对炉膛容积稍大的锅炉,安装大面积的防爆门在结构上几乎是不可能的,因为炉膛容积越大,比表面积,即炉墙、炉顶和炉底面积的和与炉腔容积之比将越小。我国劳动部颁发的《蒸汽锅炉安全技术监察规程》规定燃油、燃气锅炉在炉膛和烟道等容易爆燃的部位一般应安装防爆门。大部分国外锅炉也安装防爆门,对没有安装的;在订购时应要求制造厂家安装,以确保安全运行。一般经常采用的防爆门有重力式、破裂429\n式和水封式几种类型。重力式防爆门是靠门盖的自重使其常关,当炉内烟气压力大于因自重产生的平衡力时,门盖被推开,泄出炉内烟气。在炉内压力正常后,靠门盖的自重复位。重力式防爆门的密封性能较差,一般只用在负压运行的锅炉上。破裂式防爆门的密封性能比较好,故在微正压燃烧的锅炉炉膛和烟道上得到使用。破裂式防爆门把承压能力远低于锅炉围护结构的防爆膜用法兰紧固在防爆门框上,当炉内压力升高到一定值时,防爆膜破裂达到泄压目的。破裂式防爆膜一般用0.5～1.0mm厚的铝板制作,铝板上应有两道以上的刻痕,交点靠近膜中心。刻痕深度一般不小于铝板厚度的50%。破裂式防爆膜的破坏压力应经试验确定。防爆门的安装位置应选在燃气比较容易积聚的部位。因为一般燃气比较轻(液化石油气除外),容易在被保护容积的上部积聚,故防爆门也应装设在被保护容积的上部。还应注意,防爆门动作时排出的烟气和可能飞出的防爆门零件,应不致伤害运行人员和附近的设备。四、燃烧器组成和类型1.锅炉燃烧器组成为使燃油或燃气燃烧良好,有效地利用热量,对于燃油必须提高油的雾化质量,并使油雾或燃气与空气充分混合,这主要借助于燃烧器来实现。燃烧器是燃油、燃气锅炉的重要设备,燃油燃烧器由雾化器(油喷嘴)和调风器组成。燃气燃烧器则由燃气喷口和调风器组成。(1)燃烧器的基本要求为适应炉内燃烧过程的需要,确保锅炉安全经济运行,燃烧器应具有下列主要技术性能。①要有高燃烧效率对于燃气燃烧器在额定燃气压力下,应能通过额定燃气量并将其充分燃烧,以满足锅炉额定热负荷的生产。②合理地配风,保证燃料稳定完全燃烧,从火炬根部供给燃430\n烧所必需的空气,保证燃烧完全,烟气中生成的有害物质(CO、NOx等)少。使气流形成一个适当的回流区,使燃料与空气处于较高的温度场中,以保证着火迅速,燃烧稳定。③燃烧所产生的火焰与炉膛结构形状相适应,火焰充满度好,火焰温度与黑度都应符合锅炉的要求,不应使火焰冲刷炉墙、炉底和延伸到对流受热面。④调节幅度大,能适应调节锅炉负荷的需要,即在锅炉最低负荷至最高负荷时,燃烧器都能稳定工作,不发生回火和脱火。⑤调风装置的阻力小。⑥点火、着火、调节等操作方便,安全可靠和运行噪声小。⑦结构简单紧凑,器体轻巧,运行可靠,便于调节和修理,并易于实现燃烧过程的自动控制。燃油、燃气锅炉燃烧工况的好坏,主要取决于燃烧器对燃油的雾化质量和对油气或燃气的合理配风。燃烧器雾化不好或配风不合理将会造成以下不良影响:燃烧不完全,污染锅炉尾部受热面,排烟温度上升,甚至造成二次燃烧;可燃气体未完全燃烧,化学未完全燃烧热损失增加;可燃固体未完全燃烧,机械未完全燃烧热损失增加;燃油雾化器或炉膛结焦;熄火、打火炮甚至炉膛爆炸。(2)燃气的燃烧特点燃用发热量高的燃气,空气用量大,例33如标态下1m天然气或液化石油气需要10～25m的空气,因此要使燃气充分燃烧,需要大量空气与之混合。燃气的燃烧过程只有同空气混合和燃烧的过程。燃气与空气的混合方式,对燃烧的强度、火焰的长度和火焰的温度都有很大影响。根据混合方式的不同;燃气的燃烧方法可分为三种。①扩散燃烧此种燃烧方法即燃气与空气不预先混合,而是在燃气喷嘴口相互扩散混合并燃烧。其优点是燃烧稳定,燃具结构简单,但火焰较长,易产生不完全燃烧,使受热面积碳。②预混部分空气燃烧此种燃烧方法即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合(一次空气过剩系数在0.2～0.8之间变动),然后进行燃烧。其优点是燃烧火焰清晰,燃烧强化,热效率高,但燃烧431\n不稳定,对一次空气的控制及燃烧组分要求较高。燃气锅炉的燃烧器,一般多采用此种燃烧方式。③无焰燃烧此类燃烧方法即燃气所需空气在燃烧前已完全与燃气均匀混合,一次空气过剩系数等于燃料完全燃烧时的空气过剩系数,在燃烧过程中不需从周围空气中取得氧气。当燃气与空气混合物到达燃烧区后,能在瞬间燃烧完毕。2.燃烧器类型燃气燃烧器是燃气锅炉的重要部件,其种类繁杂,可从不同方面进行分类,燃气锅炉常用燃烧器的主要分类如下。(1)按燃烧方式分①扩散式燃烧所需空气不预先与燃气混合,一次空气系数a1=0。②大气式燃烧所需的部分空气预先与燃气混合,a1=0.4～0.7。③无焰式燃烧所需的全部空气预先与燃气混合,a1=1.05～1.10。(2)按空气供给方式分①空气由炉膛负压吸入。②空气由高速喷射的燃气吸入。③空气由机械鼓风进入。(3)按燃料种类分①纯燃气燃烧器仅限于燃用燃气。②燃气-燃油联合燃烧器可同时或单独燃用燃气或燃油。③燃气-煤粉联合燃烧器可同时或单独燃用燃气或煤粉。(4)按特殊功能分①浸没燃烧器。②高速燃烧器。③脉冲燃烧器。④低NOx燃烧器。3.调风器432\n调风器是燃油、燃气燃烧器的组成部分,其作用是向燃料供给足够的空气,并形成有利的空气动力场,使空气能与油雾或燃气充分混合,达到及时着火,稳定充分燃烧。根据燃料燃烧的特点,调风器应满足以下要求。①必须有根部风,以尽可能减少高温热分解。因此,调风器需要分流空气,使一部分空气,即所谓一次风,送入油雾化炬的根部,当燃油还没有着火燃烧以前,就已经混入油雾之中。②在燃烧器出口应有一个尺寸较小的、离喷嘴有一定距离的高温烟气回流区,使之既能保证燃油的稳定,又能避免油粒喷入回油区而发生强烈的热分解。③燃气与空气前期的混合要强烈。④后期油气扩散混合的扰动也应强烈,以保证炭黑和焦粒燃尽。调风器一般由稳焰器、配风器、风箱和旋口四个部分组成。其中配风器结构形式很多,主要按气流流向的方式分为旋流式和平流式两种。旋流式配风器所喷出的气流是旋转的,而平流式配风器所喷出的气流是不旋转的。实践证明,平流式配风器比旋流式配风器具有一系列优点:稳燃器产生的中心回流较弱;回流区的形状位置比较合适。既能保证着火,又能使火炬根部有一定的氧气浓度,可防止燃油的高温分解;二次风速高,穿透力强,扰动强烈;气流速度衰减慢,射程长,后期混合好;流动阻力小;气流流量容易测量,特别文丘里式配风器,这一点对低氧燃烧有利;没有二次风叶轮,结构简单。平流式配风器由于火焰比较长,过去在小型锅炉上很少采用,但经过改进后,火焰长度已经能适用于小型锅炉。还由于其火焰较窄,能完全避免炉墙的结焦。五、燃气锅炉及燃气系统安装1.锅炉安装目前应用的燃气锅炉多为整体锅炉。锅炉运至锅炉房内,需放置于平整的地面上,工作环境应保持干燥,保证锅炉的四周留有足433\n够的空间使操作人员及维修人员易于工作,保证放置处补水、供电良好。锅炉应与易燃物质保持足够间距。将回水管接到锅炉的进水口。锅炉与设备之间的管路应安装热水截止阀,用管路将热水出口与需要热水的设备相连。如安装补水系统,热水入口应与补水系统及循环水相连。将安全阀通过管子接到锅炉的开口处,从安全阀出口接管到安全排放点。排污阀应接到锅炉底部最低的开口上,从阀门出口接管到安全排污点。锅炉上的监控仪表要妥善保护,防止损坏、丢失。2.燃气系统安装燃气系统的安装主要是燃烧器安装。将燃烧器头部套上垫片(随燃烧器带来的),将头部插入锅炉内,再将燃烧器法兰上的螺栓孔与锅炉上法兰的螺栓孔对正,装螺栓,拧紧螺母。质量较大的燃烧器应用支架托住。球阀、燃气过滤器、压力调节阀、燃气压力开关、双重电磁阀、点火燃气电磁阀、燃气蝶阀等有螺纹连接与法兰连接两种,按其连接形式连接即可。在门可以打开的锅炉中,管道配件必须安装于门打开方向的另一面。点火燃气电磁阀在燃烧器的两个侧面均可安装。燃气管道安装的质量要求与前述相同,使用的所有管子及接头应为全新且无灰尘或其他沉积物。管道必须按设计施工,以保证供给足够的燃气。在燃气阀前,应装过滤器和沉降排污口。应装燃气流量表,以测量燃气的消耗量。中低压调压箱应按照燃烧器燃烧时燃气调节器前的压力调压。管道安装完毕后,进行强度与严密性试验。434\n第十一章燃气工程竣工验收与运行管理第一节燃气施工竣工验收一、工程竣工验收资料按照城镇燃气输配工程施工及验收规范,在工程验收时,施工单位应提交以下资料。(1)开工报告。(2)各种测量记录。(3)材料、设备出厂合格证,材质证明书,安装技术说明书以及材料代用说明书或检验报告。(4)隐蔽工程验收记录。(5)焊接外观检查记录和无损探伤检查记录。(6)管道与调压设施的强度与严密性试验记录。(7)防腐绝缘措施检查记录。(8)管道及附属设备检查记录。(9)设计变更通知单。(10)工程竣工图和竣工报告。(11)储配与调压各项工程的程序验收及整体验收记录。(12)其他应有的资料。二、竣工验收的基本形式工程竣工验收的基本形式有以下三种。(一)中间验收中间验收是指施工过程中间进行的工程检查验收。1.隐蔽工程验收在施工过程中,当某一道工序所完成的工程实物,被后一工序形成的工程实物所隐蔽遮挡,且不能逆向作业时,前一道工序即称435\n为隐蔽工程。例如埋地管道、吊顶内的管道工程等均属隐蔽工程。隐蔽工程被后续工程隐蔽后,其施工质量就很难检验和认定,如果不认真做好隐蔽工程的质量检查工作,就容易给工程留下隐患。所以,隐蔽工程在隐蔽前,施工单位除了要做好检查、检验并做好记录之外,要及时通知建设单位(或监理单位)和建设工程质量监督机构。根据《建设工程施工合同文本》中对隐蔽工程验收所做的规定,工程具备隐蔽条件或达到专用条款约定的中间验收部位,施工单位进行自检,并在隐蔽或中间验收前48h以书面形式通知建设单位代表或监理工程师验收。通知包括隐蔽和中间验收的内容、验收时间和地点。施工单位准备验收记录,验收不合格,施工单位在建设单位代表或监理工程师限定的时间内修改重新验收。如果工程质量符合标准、规范和设计图样等的要求,验收24h后,建设单位代表或监理工程师未在验收记录上签字的,视为已经被批准,施工单位可进行隐蔽或继续施工。建设单位代表或监理工程师不能按时参加验收,须在开始验收前24h向施工单位提出书面延期要求,延期不能超过2天。建设单位代表或监理工程师未能按以上时间提出延期要求,又不参加验收的,施工单位可自行组织验收,建设单位应承认验收记录。无论建设单位代表或监理工程师是否参加验收,当其提出对已经隐蔽的工程重新检验的要求时,施工单位应按要求进行剥落,并在检验后重新覆盖或修复。检验合格,建设单位承担由此发生的全部追加合同价款,赔偿施工单位损失,并相应顺延工期。检验不合格,施工单位承担发生的全部费用,但工期也应顺延。质量监督机构对工程的监督检查以抽查为主,因此,接到施工单位隐蔽验收的通知后,可以根据工程的特点和隐蔽部位的重要程度及工程质量监督管理规定的要求,确定是否监督该部位的隐蔽验收。对于整个工程所有的隐蔽工程验收活动,工程质量监督机构要保持一定的抽查频率。对于工程的关键部位的隐蔽工程验收通常应到场,对参加隐蔽工程验收各方人员的资格、验收程序以及工程实物进行监督检查,发现问题及时责成责任436\n方予以纠正。2.分部、分项工程验收分部、分项工程验收是指分部、分项工程完成后进行的工程验收。隐蔽工程、分部、分项工程验收都属于中间验收。这些验收资料是单位工程竣工验收、交工验收的重要资料。(二)分期验收分期验收又称临时验收,是在局部项目或个别单位工程已达投产条件,因生产或施工需要必须提前进行的工程验收。(三)竣工交工验收工程项目按设计要求和合同约定完成全部的施工项目后,须办理工程竣工、交工验收手续,因此又叫竣工验收,其竣工交工验收的基本形式有以下三种。(1)实行总分包的工程项目,分包单位应先行向总包单位交工。这种形式在工程项目实行总分包的情况下采用。(2)承包单位在单位工程项目完成之后直接向建设单位提交工程竣工报告,提请建设单位组织竣工验收。这是目前广泛采用的工程竣工交工形式。(3)整个建设项目由建设单位提请国家组织交工验收。建设项目向国家交工由建设单位负责,施工单位协助配合。对于国家大型重点建设工程项目,必须在生产出合格产品之后,建设单位才能向国家正式交工。三、工程竣工验收的依据和应具备的条件(一)建设工程竣工验收的依据(1)上级主管部门批准的计划任务书及有关文件。(2)建设单位和施工单位签定的工程合同。(3)设计文件、施工图样和设备技术说明书。(4)国家现行的施工验收规范和质量检验评定标准等。(5)从国外引进新技术或成套设备项目,还应按照同国外签订的合同和国外提供的设计文件等资料进行验收。437\n(二)建设工程竣工验收应当具备的条件《建设工程质量管理条例》规定:建设工程竣工验收应具备下列条件。1.完成建设工程设计和合同约定的各项内容建设工程设计和合同约定的内容,主要是指设计文件所确定的、在承包合同“承包人承揽工程项目一览表”中载明的工作范围,也包括监理工程师签发的变更通知单中所确定的工作内容。承包单位必须按合同约定,按质、按量、按时完成上述工作内容,使工程具有正常的使用功能。2.有完整的技术档案和施工管理资料工程技术档案和施工管理资料是工程竣工验收和质量保证的重要依据之一,主要包括以下档案和资料。(1)工程项目竣工报告;(2)分项、分部工程和单位工程技术人员名单;(3)图样会审和设计交底记录;(4)设计变更通知单,技术变更核实单;(5)工程质量事故发生后调查和处理资料;(6)隐蔽工程验收记录及施工日志;(7)竣工图;(8)质量检验评定资料;(9)合同约定的其他资料。3.有材料、设备、配件的质量证明资料和试验、检验报告对建设工程使用的主要建筑材料、建筑构配件和设备的进场,除具有质量合格证明资料外,强调了这些使用于工程的主要建筑材料、建筑构配件和设备的进场,还应当有试验和检验报告。试验、检验报告应当注明其规格、型号、用于工程的哪些部位、批量批次、性能等技术指标,其质量要求必须符合国家规定的标准。4.有勘察、设计、施工、工程监理等单位分别签署的质量合格文件勘察、设计、施工、工程监理等有关单位依据工程设计文件及438\n承包合同所要求的质量标准,对竣工工程进行检查和评定,符合规定的,签署合格文件。5.有施工单位签署的工程质量保修书工程质量保修是指建设工程在办理交工验收手续后,在规定的保修期内(如供热与供冷系统为2个采暖期、供冷期;给排水管道为2年),因勘察设计、施工、材料等原因造成的质量缺陷,由施工单位负责维修,由责任方承担维修费用并赔偿损失。施工单位与建设单位应在竣工验收前签署工程质量保修书,保修书是施工合同的附合同。工程保修书的内容包括:保修项目内容及范围;保修期;保修责任和保修金交付方法等。健全完善的工程保修制度,对于促进承包方加强质量管理,保护用户及消费者的合法权益可起着重要的保障作用。施工单位同建设单位签署的工程质量保修书也是交付竣工验收的条件之一。(三)管道工程竣工验收应具备的工程技术资料工程技术资料是施工企业在施工过程中严格按设计图样、标准、规范、规程精心施工,同步收集、积累、整编形成。可将工程技术资料划分为质量保证资料,分部、分项质量评定资料,施工技术资料,施工管理资料及竣工图五部分组卷装订。1.质量保证资料(1)建筑采暖、卫生与燃气工程①原材料、配件、设备合格证、批量抽检试验报告。②管道、焊口、设备检验及强度、严密性试验报告,绝热敷设测试记录、排烟、排气测试记录。③管道清洗(介质清洗、吹洗、脱脂)记录。④排水管道灌水、通水、闭水、通球检验记录。埋地、暗敷管道隐蔽验收记录。⑤锅炉烘炉、煮炉记录。⑥设备试运转记录。(2)工业管道工程①高压钢管检查验收记录。439\n②高压管道、管件和阀门的合格证书及紧固件的校验报告单。③高压钢管螺纹加工记录。④高压弯,管加工记录。⑤高压阀门施工单位的试验记录。⑥管道的预拉伸或压缩甲乙双方的签证记录。⑦管道系统吹洗甲乙双方的签证记录。⑧管道系统强度及严密性试验及其他试验甲乙方的签证记录。⑨隐蔽工程及系统封闭甲乙方签证记录。⑩不锈钢、合金钢、有色金属的管道及管件(包括焊接材料)材质合格证;合金钢管道、管件的光谱分析复查记录。Ⅰ、Ⅱ类焊缝的焊接记录,工类焊缝位置单线图;管道焊缝及热处理及着色检查记录;安全阀(包括爆破板)调整试验记录;管道绝热工程敷设测试记录。(3)城镇燃气输配工程①材料、设备出厂合格证、材质证明书、安装技术说明书及材料代用说明书或检验报告。②各种测量记录。③隐蔽工程验收记录。④管道与调压设施的强度和气密性试验记录。⑤焊缝外观检查记录和无损探伤检查记录。⑥管道防腐绝缘检验记录。⑦修配与调压各项工程的程序验收及整体验收记录。2.分部、分项工程质量检验评定资料分部、分项工程质量检验评定资料是施工企业按照质量检验评定标准的规定,自检自评的原始数据资料。“分项工程质量检验评定表”必须按保证项目、基本项目、允许偏差项目认真填写。自检自评资料要完整、真实,签章必须齐全。分部、分项评定资料的整编应按分部工程划分组卷。3.施工技术资料(1)图样会审纪要。440\n(2)设计交底记录。(3)设计变更通知单,技术变更核实单。(4)工程质量事故发生后调查和处理资料。(5)施工日志。(6)合同约定的其他资料。4.施工管理资料(1)工程项目竣工报告。(2)分项、分部工程和单位工程技术人员名单。(3)建设项目立项、投资、定点、用地、规划的批文。(4)中标通知书、施工许可证、施工合同。(5)施工企业资质证书,营业执照。(6)工程质量监督申报书,工程监理委托书,工程监理合同。(7)创造文明工地的规划、措施。(8)上级有关的专项文件等。5.竣工图竣工图由施工企业负责整编,图样应按折叠规定装订成册,图签外露。施工中没有变更的图样仅加盖标准的“竣工图”标志印章。变更不多的图样,可将变更部分用碳素墨水绘制在蓝图空隙部位,并加盖“竣工图”,标志印章。设计图的平面变更、结构重大变更、设备管线系统变更增补设计等,应以设计单位重新绘制的图样为准,并加盖“竣工图”标志印章。四、燃气管道工程验收鉴于燃气管道易燃易爆的特点,必须保证工程质量,不留隐患。因此,施工单位必须认真审核,选择资质合格的施工队伍,并对每一工序进行质量把关,由施工、监理与业主检验,合格后,填写有关表格,签字、盖章。燃气管道工程不同于一般工程,稍有疏忽就可能留下隐患,因此要严格地、仔细地逐一进行。工程的验收不仅仅是在竣工后,必须是贯穿在工程的全过程。441\n(一)竣工资料填写要求与管理为了确保工程质量与竣工资料填写的及时、准确、完整,并便于管理,工程开工前由业主召集施工、设计、监理和质量部门等,研究确定竣工资料的内容、填写要求及管理办法,确定后必须认真执行。1.开工报告开工报告中开工前已达到的条件,栏中应写明。(1)施工人员数量,技术人员、焊工、管工、人数,并附证件。(2)材料、配件齐全,并有出厂合格证,材质证明书等。(3)施工机具,如电焊机、切割机、发电机、空气压缩机、起重机械、运输车辆、夯实设备等。(4)施工方法、检测手段,焊接无损伤设备与人员,电火花检漏仪等。并附施工方案。(5)生产、劳动环境与管道遇到的障碍。开工报告由建设、监理单位审核,合格后签章。施工过程按上述内容检查,如焊工要对证上岗等。存在问题时,限期解决;问题较多、短期难达到要求时,停工整顿。2.管沟开挖记录应附管道剖面图,注明桩号及各桩处管道的实际埋深,以及管道与其他地下管线的间距。遇到障碍管道变位时,应绘图标明管道实际坐标与标高及起止位置、弯头角度等有关尺寸。绘制时应与设计变更对照,尽量按图施工,有出入时按实际绘图。施工管段中每个桩点的管沟坐标、标高与沟底宽度实测后填入表内,遇障碍管道变位处应补测。此记录是绘制竣工图的原始依据,竣工图应与此记录相符,此记录后附测量报告。此记录由施工单位填写,监理单位检查,合格后双方签字。3.焊工登记表按表填写,附焊工证,审查合格项目,凭证上岗。随时检查,必须人、证相符。442\n4.焊接记录按表填写并附焊接排列检测、定位管段图。绘图要求如下。(1)应标明施工管段起止何处,距永久参照物(如道路等基准点)的距离。(2)详细标明焊缝编号(一般是打钢印),在管段图的第一个焊缝处应标明本路段代号缩写号及焊缝序号(如××路,用××01),以后各焊缝处只标明序号,不标路段代号。(3)对焊接固定口,在图中的焊缝处加“×”符号,且在序号后加G(固定口的编号),如08G。(4)对于施工单位射线自检的焊缝,应在序号后注RT字样,如××01RT、08GRT。(5)对于建设单位委托射线抽检和超声波抽检的焊口,均在施工单自检焊缝表示符号后加“J”(检)字样(如射线抽检表示为08GRT、12RTJ)。超声波抽检焊口表示为14UTJ、21GUTJ。(6)标明相邻两焊缝的直线管段长度。在燃气管道运行后,根据竣工图与焊缝排列图可以迅速找出焊位置,并便于分析事故原因。5.焊缝表面质量检验记录焊缝表面质量检验记录,由施工与监理单位分别逐个焊缝检验、记录。对于超过规范允许范围的焊缝必须进行返修,返修后再检验,直至合格。6.其他报告射线探伤报告、射线评片记录,超声波探伤报告与超声波探伤记录由施工单位或其委托单位探伤、填写。建设单位委托单位抽查,由他们填写。探伤结果通知施工与监理单位,需返修处,返修后再进行探伤,直至合格。7.阀门试压记录燃气管道所有阀门在安装前应进行强度与严密性试验。由施工单位进行,监理代表参加。不合格者不准安装。8.管道吹扫记录443\n管道吹扫由施工单位负责,建设、监理单位参加。如用爆破吹扫,吹扫流速不填写。9.管道强度试验与严密性试验试验时应由施工单位负责,建设单位、监理单位参加。10.管道现场防腐施工记录管道下沟前与下沟后均需检验补伤。焊缝除锈包口后再用电火花检漏仪全面检查,三次检验与补伤分别填写,并填漏点数。11.隐蔽工程记录隐蔽工程记录应由施工单位、建设单位与监理单位共同检查。合格后方可隐蔽。12.管沟回填记录与土壤容重试验报告管沟回填土应分层回填;按照规范规定的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区,分区取样作土壤假密度试验,填写报告与记录。土壤假密度试验单位,必须有资质证明。13.质量事故报告质量事故报告应及时、准确填写。并尽快确定事故处理办法。14.汇管安装检查记录与管道安装记录此记录用于门站、调压站安装。15.交工验收证书工程质量总评定由质量监督站填写。工程验收意见由建设、监理、设计、施工单位研究后填写。16.工程竣工报告工程竣工报告由施工单位填写,建设、监理单位审查合格后盖章。材料、设备、阀门配件通常由业主供应。因此,在开工前业主应将材料、设备出厂合格证、材质证明书、安装技术说明书以及代用说明书或检验报告的复印件,及时提供给施工与监理单位。燃气管所用管材本身的质量检验通常有两种方式:由业主派出代表驻管材生产厂检验和管材到达后委托管材检验单位检验。施工与监理单位一般不负责管材本身的质量。因此,业主必须认真把好质量关。管材可能采用几个厂家的产品,到货日期不同,业主应分444\n清不同厂家的管材、用于何处。有缝钢管的两端由于焊接起弧与收尾处易产生未焊透,在管道环焊缝无损探伤时,时有发现,在强度试验时也发生过管端焊缝开裂漏气现象。因此,管子本身焊缝质量必须保证。(二)工程质量的验收与评定评定的基本单位是管段工程(即独立竣工、单独整理一套竣工资料的管段)。管段工程的分项工程为:室外燃气管道安装,燃气调压装置安装和管沟开挖及回填等三个分项。其中,室外天然气管道安装和管沟开挖及回填分项按每500m为一个子项进行评定。天然气调压装置分项以每一个调压装置为一个子项进行评定。管段工程施工完毕,以分项工程评定、竣工资料核查、观感评定及施工单位质保体系检查等项内容为基础进行综合评定。分项工程评定的标准和方法主要有以下内容。1.室外天然气管道安装分项室外天然气管道安装分项见表11-1。表11-1室外天然气管道安装分项项别项目质量标准检验方法检查数量进场管材必须具备出厂查阅合格证管道的材质和合格证及必要的检验报告,等资料,外观及全数检查规格规格必须符合设计要求尺量检查管网耐压强度其结果必须符合设计检查管段试及严密性试验要求验记录保证项目管道焊缝无损其检验报告必须符合设检查检验探伤及力学性能计及有关技术要求报告检验观察检查或管道及管座严禁铺设在冻土和未经检查隐蔽工程(墩)处理的松土上记录445\n续表项别项目质量标准检验方法检查数量合格:构造正确,埋设平管道支(吊、托)整、牢固观察和尺量不少于5个架及管座(墩)优良:在合格的基础上,排检查检查数量列整齐,支架与管子接触紧密合格,型号、规格、耐压强度和严密性试验结果,符合设计要求和施工规范规定;手扳检查和按不同规格、阀门安装位置、进出口方向正确,连检查出厂合格型号抽查10%,接牢固、紧密证、试验单但不少于10个优良:在合格基础上,启闭灵活,朝向合理,表面洁净合格:材质和结构符合设计要求和施工规范规定,卷材与管道以及各层卷材间每50m抽查观察或切开埋地管道防腐黏结牢固1处,但不少于防腐层检查优良:在合格基础上,表10处面平整,无皱折、空鼓、滑移和封口不严等缺陷合格:涂料种类和涂刷遍数符合设计要求;附着良基本项目好,无脱皮、起泡和漏涂各不少于涂漆观察检查优良:在合格基础上,漆10处膜厚度均匀,色泽一致,无流淌及污染现象合格:使用材料正确,无化工产品污染,埋深构造正确电保护观察检查全数检查优良:在合格基础上,埋设整齐规矩合格,构造正确,埋设平管道支(吊、托)整、牢固观察和尺量不少于5个架及管座(墩)优良:在合格的基础上,排检查列整齐,支架与管子接触紧密合格:型号、规格、耐压强度和严密性试验结果,符合设计要求和施工规范规定;手扳检查和按不同规格、阀门安装位置、进出口方向正确,连检查出厂合格型号抽查10%,接牢固、紧密证、试验单但不少于10个优良:在合格基础上,启闭灵活,朝向合理,表面洁净446\n续表项别项目质量标准检验方法检查数量合格;材质和结构符合设计要求和施工规范规定;卷材与管道以及各层卷材间每50m抽查观察或切开埋地管道防腐黏结牢固1处,但不少于防腐层检查优良:在合格基础上,表10处面平整,无皱折、空鼓、滑移和封口不严等缺陷合格:涂料种类和涂刷遍数符合设计要求:附着良好,无脱皮、起泡和漏涂各不少于涂漆观察检查优良:在合格基础上,漆10处膜厚度均匀,色泽一致,无流淌及污染现象合格:使用材料正确,无化工产品污染,埋深构造正确电保护观察检查全数检查优良:在合格基础上,埋设整齐规矩埋地50坐标敷设在分别按管网20沟槽内的起点、终点、分支点和变向埋地±50点查各点之间标高敷设在用水准仪(水的直线管段,每允许偏±20沟槽内平尺)直尺、拉100m抽查3点差显目线和尺量检查DN(段),不足水平管道全长≤13≤100100m不少于2纵横方点(段)DN向弯曲全长≤25>100井盖标高±5全数检查注:1.基本项目栏内填写代号:优良√、合格O、不合格×。2.基本项目中每一项有一个“×”则该项等级为不合格,若全数合格,优良率<50%,该项等级为合格,若全数合格,优良率≥50%,则该项等级为优良。3.保证项目各项均达到质量标准的要求,基本项目全部合格,允许偏差项目合格率≥80%,则该分项工程评定为合格。4.在合格基础上,基本项目优良率≥50%,允许偏差项目合格率≥90%,则该分项工程评定为优良。5.分项工程评定由施工队一级工程负责人组织,质量检查员核定,监理单位对分项工程进行抽评。447\n室外天然气调压装置安装分项见表11-2。表11-2室外天然气调压装置安装分项项别项目质量标准检验方法检查数量调压装置及连接管的耐耐压强度和严检查试验压强度和严密性试验结果,密性试验记录必须符合设计要求调压装置的调压器、过滤调压装置的器、压力计和安全阀等附件检查管段试性能及仪表规格、型号和性能指验记录标,必须符合设计要求调压器、指挥器的安装朝向和调压器旁通管的管径,保证项目必须符合设计要求和产品全数检查调压装置安装说明书的规定。调压阀杆严禁歪扭和倾斜,其轴线与水平面必须垂直调压器调压后的压力必检查调压调压压力须符合设计要求记录管道和调压器安装竣工检查吹扫吹扫后或交付使用前必须根据记录设计要求进行吹扫合格:型号、规格、耐压强度和严密性试验结果,符合设计要求和施工规范规定;手扳检查和按不同规格、位置出口方向正确,连接牢阀门安装检查出厂合格型号抽查10%,固、紧密证、试验单但不少于10个优良:在合格基础上,启闭灵活,朝向合理,表面基本项目洁净管道和阀门手轮的涂色应符合以下规定。合格:颜色区分符合设计对照设计图涂色全数检查要求纸检查优良:在合格基础上,色泽鲜明,均匀一致448\n续表项别项目质量标准检验方法检查数量合格:管螺纹加工精度符合国标(管螺纹)规定;螺纹清洁、规整,断螺纹或缺螺纹不大于螺纹全扣数的10%;连接牢固;管螺纹根碳素钢管螺纹部有外露螺纹;镀锌碳素钢观察或解体不少于10个连接管无焊接口检查接口优良:在合格基础上,螺纹无断丝;镀锌碳素钢管和管件的镀锌层无破损,螺纹露出部分的防腐蚀良好;接口处无外露油麻等缺陷合格:对接平行、紧密,与管子中心线垂直,螺杆露出螺母;衬垫材质符合设计要求和施工规范规定,且无碳素钢管法兰双层观察检查不少于5副安装基本项目优良:在合格基础上,螺母在同侧,螺杆露出螺母长度一致,且不大于螺杆直径的1/2合格:1.焊口子直度,焊缝加强面的质量符合施工规范规定;焊口表面无烧穿、裂纹和明显的结瘤、夹焊口平直度,渣及气孔等缺陷焊缝加强面不2.焊口无损探伤检查,焊观察和尺量少于10个焊非镀锌碳素钢缝分类及合格标准符合设检查及检查探口;焊口无损探管焊接计要求。如设计无要求,焊伤检验报告伤抽查10%,但缝类别按Ⅳ类,射线探伤应不少于10个符合国标GBJ236-1982表焊口7.3.8-2Ⅱ级A的规定优良:在合格基础上,焊波均匀一致,焊缝无结瘤、夹渣和气孔449\n续表项别项目质量标准检验方法检查数量合格:构造正确,埋设平整,牢固管道支(吊、托)观察和尺量优良:在合格基础上,排不少于5个架及管座(墩)检查列整齐,支架与管于接触紧密基本项目合格:涂料种类和涂刷遍数符合设计要求;附着良好,无脱皮、起泡和漏涂各不少于涂漆观察检查优良:在合格基础上,漆10处膜厚度均匀、色泽一致,无流淌及污染现象项目允许偏差检验方法检查数量1调压器允许偏±15mm2调压箱安过滤器差项目尺量检查全数检查3装高度放散管阀门±20mm4安全水封注:分项评定办法同室外天然气管道安装分项。2.管沟开挖及回填分项管沟开挖及回填分项见表11-3。表11-3管沟开挖及回填分项项别项目质量标准检验方法检查数量必须降低水位,清除积沟底土层处理水、杂物、垃圾并对底层3～观察6cm土层进行平整夯实土质必须符合设计中对观察,必要时保证项目回填土质要求全数检查回填土的要求做土质分析检查回填土回填土密实度回填密实度必须符合设密实度试验试验计或规范规定记录450\n续表项别项目质量标准检验方法检查数量合格:按规范确定放坡与否,管沟上口宽度必须达到规范规定且无塌方和偏帮边坡坡度及管观察及尺量每100m检查优良:在合格基础上,边沟边坡状况检查3～5处坡度均匀,纵向顺直,沟壁土质密实,安全保护措施严密合格:宽度尺寸符合设计管沟的沟底转要求观察及尺量全数检查角及宽度优良:转角整齐,沟壁土检查质密实合格:管道在沟内无悬空基本项目每100m检查管底土层优良:管道下部土质密实观察3～5处平整合格:分层回填,每层填土厚度符合规范规定,土块粒径符合规范要求,使用夯回填状况实机械得当优良:在合格基础上平整密实观察及尺量每100m检查检查3～5处合格:及时恢复,用料正确,牢固可靠管沟回填后的优良:在合格基础上表面地坪地貌平整,用料及高度与原地坪一致项目允许偏差检验方法检查数量管沟中心线±100允许偏用水准仪(水+50每100m检查差项目管沟标高平尺)直尺、拉-1003～5处线和尺量检查沟底宽度+100注:分项评定办法同室外天然气管道安装分项。451\n(三)管段工程综合评定的标准和方法1.分项工程评定统计(1)各分项工程的子项全部合格,优良率<50%,该分项评定为合格;(2)在合格基础上,各分项工程的子项优良率≥50%,该分项评定为优良;统计数据由企业质量技术负责人核定。2.竣工资料核查的内容及要求竣工资料核查的内容及要求见表11-4。表11-4竣工资料核查的内容及要求项目内容及要求开竣工报告要求及时填写,内容真实包括平、剖面图,穿跨越及其他隐蔽部位大样图,调压站竣工图及设计变更通知箱安装图;变更图要有变更人签字及公章各种测量报告管段坐标、标高定位测量,特殊地段基础情况测量等管段试压完毕,隐蔽前检查记录,穿跨越隐蔽记录等;要隐蔽工程验收记录求填写认真清楚,各方签字盖章齐全包括管材、焊条、型钢、阀类,伸缩器防腐材料,电保护材料,调压器及其副件表、阀等的出厂合格证及有关资料;阀材料设备出厂合格证及有门现场10%的强度和严密性试验,其中干线和起切断作用关资料阀门应100%做强度和严密性试验;该项要求材料设备合格证应为原件,若是抄件应有抄件人签名与抄件单位公章管道与阀门设备的强度和包括管段和调压器箱的强度和严密性试验记录、吹扫记严密性试验记录,吹扫记录等录等管道焊接质量无损探伤检包括超声波、射线无损探伤检验报告及射线探伤检测定验记录及检查定位图位图管道绝缘防腐检查记录,电牺牲阳极安装记录,现场防腐检测记录等保护资料管道、调压装置及附属设备包括伸缩器检查记录,调压装置调压记录及阀门手动检检查记录查记录等管沟开挖、回填记录及土壤包括管沟开挖、回填记录及回填土密实度试验记录等;密实度试验记录要求数据真实准确自检评定资料要求认真客观地进行自检评定,填写评定资料焊工登记表、焊接记录、施工方案、技术安全保证措施及其他事故报告等注:1.该项核查分别由企业技术负责人,监理单位负责人,质量监督单位负责人进行。2.核查结论为齐全、基本齐全和不齐全三项。3.竣工资料必须与工程同步积累整理、专人管理,保证随时提供检查并在验收一周前报市质监总站核查。452\n3.观感评定的质量标准观感评定的质量标准见表11-5。表11-5观感评定的质量标准项目质量标准合格:坐标正确,挖宽挖深符合设计及规范规定,沟底土层无管沟开挖扰动优良:在合格基础上,沟槽顺直,边缘整齐,土壤密实合格:沟底标高正确,无扰动,经过原土夯实,超挖部分经过沟底处理处理优良:在合格基础上,阀底平整美观合格:分层回填,层厚符合规范规定,使用夯实机械得当,土质回填状况符合设计要求优良:在合格基础上,表面平整密实合格:及时恢复,用料正确,牢固可靠表面恢复优良:在合格基础上,表面平整,与原路面用料、高度一致合格:组对良好,焊口平直度、焊缝加强面的质量符合施工规范焊接规定,焊口表面无烧穿、裂纹和明显结瘤、夹渣、气孔等优良:在合格基础上,焊波均匀一致,表面无结瘤、夹渣、气孔等合格:按规范或设计留足间距或不足时采取保护措施与其他设施距离优良:在合格基础上,留足间距或保护措施严密合格:位置正确、连接可靠,按要求做预拉伸试验伸缩器优良:在合格基础上,安装美观、规整合格:构造正确,平整牢固,位置合理,涂料种类遍数符合设计要求,无脱皮起泡及漏涂支架管座优良:在合格基础上排列整齐,接触紧密,涂料色泽好,无流淌污染合格:材料材质符合设计要求,无化工产品污染,埋深构造正确电保护优良:在合格基础上埋设,规整可靠合格:防腐彻底,材料得当,构造正确,卷材与管道间及各层卷材之间粘结牢固严密无漏点现场防腐优良:在合格基础上涂漆均匀,表面平整无皱折、空鼓、滑移和封口不严等缺陷合格:基本顺直,防腐完好,在沟内无悬空排管优良:在合格基础上排管顺直,两侧便于回填合格:位置进出口方向正确,连接牢固、紧密阀门优良:在合格基础上,朝向合理,启闭灵活,表面洁净453\n续表项目质量标准合格:朝向正确旁通管径正确,阀杆端正调压器(箱)优良:在合格基础上便于使用维护,外观美观合格:颜色区分符合设计要求涂色优良:在合格基础上色泽鲜明,均匀一致注:1.质量情况栏内填写代号:优良√、合格O、不合格×。2.合格率<100%的项目定为5级。3.合格率100%、优良<20%的项目定为4级。4.合格率100%、优良20%～49%的项目定为3级。5.合格率100%、优良50%～79%的项目定为2级。6.合格率100%、优良≥80%的项目定为1级。7.将每一项目的标准分填于同行相应等级的空栏中。8.每一等级的标准分相加计入应得分合计栏。9.按一级×100%、二级×90%、三级×80%、四级×70%、五级×0,得出各等级的实得分。10.合计的实得分与合计应得分的比值即为该管段工程的观感评定得分率。4.管段工程综合评定分项工程质量评定汇总中各分项全部合格竣工资料核查基本齐全,观感评定得分率≥70%,质量保证体系健全、到位则管段工程评定为合格;其中一项达不到要求该管段工程评定为不合格。在合格基础上,分项工程质量评定汇总中分项优良率≥50%,竣工资料核查基本齐全,观感评定得分率≥85%,质量保证体系健全到位月该管段工程评定为优良。第二节燃气管道置换新建燃气管投入使用,要将燃气输入管道内,并将管内空气排出去。燃气管道内将出现混合气体,所以对新建管道内混合气体的置换必须在严密的安全技术措施保证前提下方可进行。一、置换方法(1)间接置换法是用惰性气体(常用氮气)先将管内空气置454\n换,然后再输入燃气置换。优点是安全可靠;缺点是费用高昂、顺序繁多,用气量大时很难供应,故一般很少采用。(2)直接置换法是用燃气输入新建管道内直接置换管内空气。该方法操作方便、迅速,在新建管道与原有燃气管道连通后,即可利用燃气的工作压力直接排放管内空气,当置换到管道内燃气含量达到合格标准(取样合格)后,即可正式投产使用。由于在用燃气直接置换管道内空气的过程中,燃气与空气的混合气体随着燃气输入量增加其浓度可达到爆炸极限,此时,在常温及常压下遇到火种就会爆炸,所以这种方法不够安全。鉴于施工条件限制和节约的原则,如果采取相应的安全措施,用直接置换法是一种既经济又快速的换气工艺。长期实践证明,这种方法基本上是安全的,被广泛应用。置换空气应保持5m/s以下的速度,以防混合气体的管段中碰撞起的火花引起爆炸,直至管内燃气中含氧量小于2%。通常要确定置换时的燃气压力。燃气压力过低会增加换气时间,但如压力过高则燃气在管道内流速增加,管壁产生静电,同时,残留在管内的碎石、铁渣等硬块会随着高速气流在管道内滚动、碰撞,产生火花,为燃气爆炸创造条件。因此,控制了混合气体流速,在燃气管道内就不会发生火花,也就不会发生燃气爆炸。二、准备工作换气投产前的准备工作包括技术、安全、组织准备,编制置换投产方案,明确分工,分别落实。置换投产方案的主要内容如下。(一)现场概况概况包括置换的工程内容与范围、方案编制依据(设计图、置换路线示意图,竣工图)等。(二)置换准备工作1.质量检查已竣工的厂站、管线要经过检查,应有完整、齐全的竣工验收资料与验收手续,证明质量符合要求。(1)阀门井检查核对阀门、放散管、仪表等,必须符合设计455\n和质量要求。阀门开关灵活,并将阀门调至规定状态。(2)检查管道必须符合设计与质量要求,检查管道末端是否用堵板焊牢,气压试验连管处是否焊住,铸铁管道末端应支撑牢。(3)重新试验凡严密性试验超过半年的管线需要重新试验。(4)井泵检查聚水井、抽水泵安装应符合要求,并将聚水井内积水抽净。2.明确任务、责任在置换前各岗位置换人员应到现场熟悉自己任务,明确责任。3.配备必要的设备、设施和救护人员置换时,应确保置换时的通讯联络畅通,各操作点和放散点均应配置对讲机;并配备足够的车辆,明确各车的用途;准备必要的抢修工具和设备以及置换用的仪表;管线上每一放散点应配干粉灭火器;准备救护车与医护人员。(三)置换方案1.门站置换(1)末站至门站外阀门井关闭门站阀门井中的DN400球阀。见图11-1。将放散胶管装在球阀前面的放散管上,用铁丝固定好,并将胶管引至井外3m以外。打开放散阀;缓慢打开末站出口阀门,使其开度为全开的10%,进行置换;随时取样分析,当含氧量小于2%时为置换合格(此分析必须连作3次)。关闭放散阀,拆除放散胶管,全部打开末站出口阀门。(2)门站内置换见图11-1(图中汇管之间由于配件不全,有些管道未装,汇管与管道连接的法兰均用堵板封住)。在进站阀门井中球阀后的放散管上装上U形压力计;检查站内所有阀门,确认其为关闭状态;调试加臭使其处于正常运行准备状态;拆除####1、2和3汇管上的压力表作取样点;打开1汇管手动放散阀####和1汇管压力表取样点A的阀门进行放散;打开3、4、5球#阀;打开2蝶阀,使其开度为全部开度的1/4;缓慢打开门站阀#门井中的1球阀,并注意观察U形压力计,随时调整其开度;尽量控制压力,使其压力为2000Pa,确保安全置换。当在放散点闻456\n图11-1门站工艺流程简图到臭味时,进行含氧量测试;当连续3次含氧量不超过2%时为合格。##关闭1汇管的手动放散阀和压力表取样A点的阀门;关闭1##球阀;打开2汇管上的压力表取样B点的阀门,打开3汇管手动####放散阀和3汇管压力表取样C点的阀门;依次打开6、7、8#球阀;缓慢打开1球阀,并观察U形压力计,随时调整其开度;尽量控制压力,使其出口压力为2000Pa左右;当放散点闻到臭味时,进行含氧量测试,连续三次含氧量不超过2%为合格。####打开11、12球阀,连续进行放散置换,关闭8球阀、2#蝶阀和2汇管压力表取样B点的阀门;当测试结果合格时,关闭#3汇管的放散阀和压力取样C点的阀门,拆除E、F两点的压力###表,打开取样阀门;缓慢打开2、9、10阀进行放散,随时测试,当测试结果满足含氧量小于2%为合格。#关闭E、F两点取样阀门,关闭12阀门,拆除U形压力计;将各汇管A、B、C上的压力表及E、F两点的压力表安装上去,457\n#并打开各表的阀门;缓慢打开1球阀,使其开度为100%;调整##2蝶阀的开度,使2蝶阀后的压力为1.1～1.5MPa,调试调压器使其处于正常工作,调压器出口压力为0.4MPa(由于是初次置换,均未达到设计的工作压力)。检查各压力表取样点拆动过部位的严密性,用肥皂水查漏,并及时处理。至此,门站全部置换完毕。2.高压管道置换见高压管道置换见图11-2。检查高压管道上所有阀门(置换路线上),确认为关闭状态,检查调压站内所有阀门为关闭状态,拆除##调压站内1、2汇管上的压力表。见图11-3。在调压#站8球阀后加装盲板,在图11-2高压管道置换(一)门站出站阀门后安装U形压##力计;分别在1、2汇管和调压站出站阀前装设放散胶管,用铁#丝固定牢固,并将胶管引至3m以外放散;打开调压站10阀门和#1汇管上的手动放散阀和压力表取样A点的阀门进行放散,缓慢打开门站出口球阀,随时观察U形压力计,调整阀门开度,确保#置换压力不大于2000Pa;当高压管道1球阀放散点闻到臭味时,检测含氧量,当连续测试3次含氧量小于2%时,关闭放散阀,拆##除胶管,检查阀门井。2阀门井操作与1阀门井操作相同。当调#压站1汇管上的放散点检测含氧量合格后,关闭手动放散和压力#取样A点的阀门;打开2汇管手动放散和压力取样B点的阀门和####出站阀门井的放散阀进行放散;打开调压站4、5、6、7阀门进行置换放散;检测站内各放散点的含氧量,当含氧量小于2%时,分别关闭各放散点的放散阀;将站内压力取样点的压力表安装上,打开阀门并检查严密性;全部打开门站出口阀门;使调压站的458\n图11-3高压管道置换(二)##压力达到调压器的启动压力后,打开2汇管的放散阀,关闭5、##7阀门,打开11阀门,调试调压器,使其出口压力为0.07～#0.1MPa;缓慢打开3阀门,使其开度为全开的10%进行放散,###当检测含氧量小于2%时,关闭2汇管放散阀;全打开3、5、#7阀门,至此高压管道与调压站全部置换完成。3.中压管道置换中压管道置换详见图11-4。检查中压管道置换路线所有阀门,使其处####于关闭状态,2、3、4、5阀门后暂不置换,均需加装盲板,分别在###1、2、3阀前放散管加装胶管,用铁丝固定好,并将胶管引到阀井外3m处进行置换放散;在调压站出口阀门后装U形压力计,调整其开度,图11-4中压管道置换#使其出口压力不大于2000Pa;当1放散点闻到臭味时,检测其含氧量,当小于2%时,关闭放散阀,拆除放散胶管并检查阀门井内管道、配件及其连接处的严密性。459\n###2、3阀门井放散点操作与1阀井相同。关闭调压站出口阀门后#的放散阀,拆除U形压力计,缓慢打开出站阀门。在1阀门后装####设U形压力计,在4、5、6、7阀门前装设放散胶管,胶管#引至阀井外3m处进行放散。缓慢打开1球阀,随时调整其开度,使其压力不大于2000Pa,进行置换放散,技术要求与上述阀井操#作相同;当置换完成后拆除1球阀处的U形压力计,关闭各阀井#中的放散阀并拆除胶管,缓慢打开1阀门。至此,中压管道置换完成。4.低压管道置换置换方法和技术要求与中低管道基本相同。关闭中低压调压箱出口阀门,在调压箱放散管接胶管引至远离住宅与明火处,打开放散阀,稍开中压管道支管阀门,随时调整控制送气压力。当放散管排出燃气含氧量小于2%时,关闭放散阀,拆除放散胶管,调压器调压至用户使用压力。给用户送气必须事先通知所有用户全都家中留人。送气前全部燃具必须关闭,并经过检查,然后部分开启中低压调压箱出口阀门逐户送气点火,全部送气点火合格后,全开调压箱出口阀门。5.置换注意事项(1)置换工作是危险的,现场只允许现场指挥发布操作指令,其他人员无权指挥,各操作人员也不得擅自行动,必须一切听指挥。(2)各操作人员严禁吸烟、严禁明火检漏。放散点要有一定范围,无关人员不得围观,在放散点区域内,杜绝一切明火。(3)发生意外情况时,不要惊慌,要迅速切断气源并通知现场指挥,防止事故扩大。(4)各操作人员必须明确职责,熟悉操作要求。(5)进入阀门井操作时应遵守阀门井操作技术规程。阀门井井盖应全部开启,并设防爆照明。(6)各放散点的工作人员应站在放散口的上风侧,以免中毒。(7)检测分析人员要作好记录,要履行签字手续。460\n(8)厂站汇管上的放散要注意安全,工具应采用防爆工具。消防人员与消防车应随时待命,以防不测。救护人员要及时救护。(9)所有预留管线的阀门后侧,必须加设法兰盲板,防止燃气泄漏。各放散点必须加设螺堵。(10)置换完成后,应在现场观察30min,如发现异常情况,及时处理。待一切正常后,方可撤离现场。6.现场组织指挥部机构现场指挥部由总指挥1人,副总指挥等若干人组成。总指挥负责整个置换工作现场指挥,下达指令。副总指挥分别负责各置换组、安全检测组、放散检测组、抢修队、消防、医务、后勤等。7.现场安全措施各置换放散点要围出一定区域,无关人员不得围观;所使用的各种工具,均用不会发生火星的工具;各放散点至少应有两人以上。各作业点均配置对讲机,及时联系;阀门井内操作必须遵守阀井操作规程:第一,必须用风力灭火机向井下吹5min后,方可下井;第二,下井人员必须系安全带、戴长管呼吸器;当阀门井内闻到燃气臭味时,应用肥皂水检漏,找出漏点,及时处理;第三,井上必须有人监护;第四,阀门井井盖应全部打开。整个置换过程中一定要控制好混合气体流速,使混合气体流速不大于5m/s,置换分析合格后,再进行下一步置换工作。现场安全措施应落实。对邻近放散点居民、工厂单位逐一宣传并检查,清除火种隐患。发布安民告示,在置换时间杜绝火种,关闭门窗,建立放散点周围20m以上的安全区;放散点上空有架空电缆线部位,应将放散管延伸避让;在置换时,燃气的压力不能快速升高;当阀门快速开启时容易在置换管道内产生涡流,出现燃气抢先至放散(取样)孔排出,产生取样合格的假象。因此,开启阀门时应缓慢逐渐进行,边开启边观察压力变化情况。置换工作也不宜选择在夜间与阴雨天进行,因阴雨天气压较低,置换过程中放散的燃气不易扩散,故一般选择在天气晴朗的上午为好。大风天气虽然能加速气体扩散,但应注意下风侧的安全措施,遇雷雨天应暂停461\n置换。三、置换投产的实施根据置换方案规定的时间,置换工作人员和指挥人员提前进入现场,各就各位,逐一检查放散管接装、放散区的安全措施,阀门的启闭以及通讯、消防、救护等准备情况等,均应符合置换方案的规定。一切就绪后,总指挥按置换方案下达指令,开启门站气源阀门,同时开启放散管阀门。各放散点人员应及时与指挥联系,并注意现场安全,当嗅到燃气臭味时即可用橡皮袋取样。检测试样即判断置换管道内经过燃气置换后是否达到合格标准。合格标准指管内混合气体中燃气含量(容积)已大于爆炸上限。判断方法常采用以下两种。(1)点火将放散管上取到燃气的橡胶袋,移至远离现场安全距离外,点火燃烧袋内的燃气,如火焰呈扩散式燃烧(呈橘黄色),则说明管内空气已基本置换干净,达到合格标准。(2)测定气体含氧量,预先计算输入燃气爆炸极限爆炸极限指当可燃气体与空气混合到一定浓度时,遇到明火而引起爆炸,这种能爆炸的混合气体中所含燃气的浓度范围就是爆炸极限,用百分数表示。在混合气体中,当可燃气体的含量减少到不能形成爆炸混合物时的浓度,称为爆炸下限。当可燃气体一直增加到不能形成爆炸混合物时的含量称为爆炸上限。表11-6为各种燃气常压下在空气中的爆炸浓度上限和下限。表11-6各种可燃气体的爆炸极限(燃气体积%)爆炸极限爆炸极限气体名称气体名称下限上限下限上限氢H24.175.0乙烯(C2H4)3.016.0一氧化碳CO12.575.0乙炔(C2H2)2.382.0甲烷CH45.315.0硫化氢(H2S)4.345.5C烷C2H63.212.5氨气(NH3)15.727.4丙烷C3H82.49.5炼焦煤气5.631.0丁烷C4H101.98.5水煤气6.272.0戊烷C5H121.48.0发生炉煤气20.773.7462\n可燃气体混合物的爆炸极限可按下式计算:100L=(11-1)x1x2xn++⋯+L1L2Ln式中L———混合气体的爆炸上限或下限,%(体积);L1、L2、⋯、Ln———混合气体中各可燃组分的爆炸下限或上限,%(体积);x1、x2、⋯、xn———混合气体中各可燃组分的体积百分数。根据计算所得输入燃气的爆炸上限,计算出此时最小含氧量。计算式为:L=L1Q1+L2Q2(11-2)式中L———混合气体中含氧量极限,%;L1———燃气爆炸上限(即混合气体中燃气的含量),%;L2———混合气体中空气的含量,%;Q1———燃气中氧气的含量,%;Q2———空气中氧气的含量,%。当对取样袋的燃气用测氧仪(快速)测定得到的读数小于规定含氧量时,则说明燃气合格。为准确计,一般要作3次检测。反之,将继续放散直至合格。置换工作完成后,首先应关闭放散阀,拆除放散胶管,并将被拆下的压力表重新安装并进行检漏,防止压力表连接处漏气。其次对通气管道全线进行仔细检查,检查是否有燃气泄漏现象,重点检查距离居民住宅较近的管道。发现问题及时处理,不留隐患。四、管道置换时间的估算管道置换时间,按下式估算:KVT=(11-3)3600fW式中T———达到标准所需置换时间,h;3V———需要置换管道的容积,m;463\n2f———放散孔的截面积,m;K———置换系数(取2～3);W———通过放散孔的气体流速,(m/s)。其中,通过放散孔的气体流速按下式计算:2PW=n(11-4)r式中P———管内气体压力,Pa;3r———管内气体密度,(kg/m);n———孔口系数(取0.5～0.7)。第三节运行管理一、城市燃气管网的运行管理(一)基本任务把燃气安全地、不间断地供给所有用户是城市燃气管网运行管理的基本任务。因此,应经常对燃气管道及附属设备检查、维修,保证燃气设施完好,迅速消除燃气管网中出现的漏气、损坏和故障。此外,还应负责新用户的带气接管以及巡视燃气管道所经之处,在距燃气管道安全距离范围以内有无违章建筑,并做及时处理,排除燃气管网中排水器中的泄水,检查阀门井是否完好,并排除积水等。(二)燃气管网运行的安全要求燃气管网的运行关系到城市供气的安全,必须时刻注意,避免事故发生。在燃气管道进行带气检修时,严禁明火。施工前必须作好一切准备工作,如熄灭各种明火,检查周围是否有易燃、易爆物品,施工场地是否牢固,准备好防毒面具等。到天棚、地沟、地板下、地下室维修时,应用防爆灯具,严禁用明火照明。严禁用燃气和氧气清扫管道。在沟槽内切管、钻孔、找漏时,严禁掏洞操作。带气操作时,沟槽上必须留一人观察情况。接到有漏气通知后,必须立即464\n组织抢修,杜绝事故。如一时找不出漏气处,应立即报告上级。在燃气管道带气作业时,燃气压力不允许超过800Pa或小于200Pa。对燃气管线的巡视和对阀门井、地下构筑物的定期检查应同时进行。低压燃气管道每月至少两次,中压和高压燃气管道每月一次。在巡视时,要检查阀门井的完好程度和被燃气污染的程度,定期排除集水器的冷凝水。此外,还要检查离开燃气管道两侧15m宽以内的阀井(给、排水,热力,通讯,动力电缆井)、地下干管、地沟、人防、建筑物的地下室等处被燃气污染的程度。被燃气污染的阀门井、地下室、人防、管沟等处,都有爆炸的危险。处理时,首先应通风,工作人员应戴防毒面具,地面上必须留一人;禁止吸烟、点火以及使用非防爆式灯等。阀井盖应用不会产生火花的木棍小心打开,轻放地上,不可碰撞而产生火花。二、燃气管道泄漏检查由于燃气管道埋在地下,处于隐蔽状态,如果发生漏气,泄漏的燃气沿地下土层孔隙扩散,使查漏工作十分困难。可以根据燃气浓度的大小确定大致的漏气范围。一般用下列方法查找。1.钻孔查漏定期沿着燃气管道的走向,在地面上每隔一定距离(一般隔2～6m)钻一孔,用嗅觉或检漏仪进行检查。可根据竣工图查对钻孔处的管道埋深,防止钻孔时损坏管道和防腐层。发现有漏气时,再用加密孔眼辨别浓度,判断出比较准确的漏气点。对于铁道、道路下的燃气管道,可通过检查井或检漏管检查是否漏气。2.挖探坑在管道位置或接头位置上挖探坑,露出管道或接口,检查是否漏气。探坑的选择,应结合影响管道漏气的各种原因综合分析而定。挖探坑后,即使没有找到漏气点,也可根据坑内燃气味浓淡程度,大致确定漏气点的方位,从而缩小查找范围。3.地下管线的井、室检查地下燃气管道漏气时,燃气会从土层的孔隙渗透至各类地下管465\n线的窨井内,在查漏时,可将检查管插入各类窨井内,凭嗅觉或检漏仪器检测有无泄漏燃气。4.植物生态观察对邻近燃气管道的绿化树木等的生态观察,也是查漏的有效措施。如有泄漏,燃气扩散到土壤中,将引起花草树木的枝叶变黄,甚至枯死。5.利用排水器的排水量判断检查燃气管道的排水器须按期进行排水。若发现水量骤增,情况异常,应考虑是否地下水渗入排入器,由此推测燃气管道可能破损泄漏,须进一步开挖检查。6.使用仪器检漏各种类型的燃气检漏仪是根据不同燃气的物理、化学性质设计制造的,应用较广的有以下几种。(1)半导体检漏仪(又图11-5半导体检漏仪电路图称嗅敏检漏仪)如图11-5所示,用金属氧化物(如二氧化锡、氧化锌、氧化铁等,也称嗅敏半导体元件)半导体作为检测原件。在预热到一定温度后,如果与燃气接触,就会在半导体表面产生接触燃烧的生成物,从而使其电阻发生显著变化。经过放大,显示或报警电路,就会将检测气体的浓度转换成电讯号指示出来。(2)热触媒检漏仪图11-6热触媒检漏仪电路图热触媒检漏仪,见图11-6。1—测量电桥臂;2—比较电桥臂;3、4、7、8—线利用铂螺旋丝作为触媒,圈;5—零电阻器;6—可变电阻;9—指示器466\n遇泄漏的燃气,会在其表面发生氧化作用,氧化时所产生的能量会使铂丝温度上升,引起惠斯顿电桥4个桥臂之一的铂丝电阻变化,使电桥各臂电阻值的比例关系失去平衡,电流计指针产生偏移,指示出不同的电流值。(3)检漏车通过取样探测器连续地对车辆前方地面气体取样,用氢焰离子型燃气检测器连续地检测、识别,并作记录。氢焰离子检漏仪是利用碳氢化合物进入氢焰后,使氢焰的导电性增大的原理制成的燃气检漏仪。被测燃气中的碳氢化合物进入氢焰后,在其中燃烧,并引起复杂的离子化火焰,具有导电性。在火焰两边设立对置电极,产生适当的电场和微电流。该电流的大小与被离子化了的碳氢化合物中碳的数量及被测燃气的流速成比例。微电流通过高电阻变成数十毫伏到数伏的电压,由于该信号的阻抗非常高,输至功率放大器进行阻抗变换。从变换器输出后,通过适当的阻抗与减弱器,在电流表上显示出数值小由此即可得知被测燃气的浓度。利用此原理做成车载式、小推车及便携式三种适用不同使用场所的燃气检漏仪。三、燃气管道的维修1.燃气管道维修工作的种类管通的维修工作按其规模性质分为例行性(中修)、计划性(大修)和事故性(抢修)三种,一般性维修(小修)属于日常性维护工作的内容。例行性维修工作有以下项目。处理管道的微小漏气(砂眼和裂缝);检修管道阀门、分水器和其他附属设备;施工周期1～4次/a;检查和刷新管通阴极保护的检查头、里程桩和其他管线标志,1次/a;检修通讯线路、清扫绝缘子,刷新杆号,1次/a;清除管道防护地带的深根植物和杂草,1次/a;洪水后的季节性维修工作,1次/a;露天管道和设备涂漆,按需要检修。计划性维修工作按实际需要决定,其内容包括:更换已经损坏的管段,修焊穿孔和裂缝,更换绝缘层;更换切断阀和干线阀门;467\n检查和维修水下穿越;部分或全部更换通信线和电杆;修筑和加固穿越跨越两岸的护坡、保坎、开挖排水间等土建工程;有关更换阴极保护站的阳极、牺牲阳极、排流线等电化学保护装置的维修工程;有关全部或部分更换压缩机站,调压计量站等站场管线的维修工程;有关部分或全部更换压缩机站机组和辅助设备和零件的维修工程;管道的内涂工程等。事故性维修指管道发生爆裂、堵塞等事故时被迫全部或部分停产进行的紧急维修工程,亦称抢修。抢修工程的特点是没有任何事先计划,必须针对发生的情况,立即采取措施,连夜完成。这种工程应当由经过专门训练,配备成套专用设备的专业队伍施工。2.燃气管道上的动火维修作业动火作业是管道事故维修工程的基本施工方式。计划性维修作业的动火应安排在管道负荷较小的时候。动火作业的内容和工序为:开挖管间作业坑;切断管道;在尽量减少气体损失的原则下(如将切断管段的气体用移动式压缩机转入相邻管段)排空管段;关闭阴极保护电流,装设杂散电流区的跨接线;开隔离球孔;装隔离球;切割、组装;焊接;焊缝的外观检查和无损探伤;取出隔离球;排出施工段内的空气;封隔离球孔;拆除跨接线;修补绝缘层;回填作业坑;严密性试验;恢复阴极保护。动火维修工程计划的组织措施中应包括以下内容:管道名称,施工地点和施工日期,动火作业的开始和结束时间,工序明细表;安全岗、施工机具、通信设备、施工人员的布局,参加施工的全体人员名单、职务和负责的工作;管道的线路设备、自动装置和电化学保护装置的停开程序;管道动火作业区详图;准备工作的性质和工作量;修复后的试验方案;安全防火技术措施。施工方案和作业区的布置图事先必须使全体施工人员了解清楚。事故抢修中,排空和切断干线多在土方工程之前,为尽量缩短停气时间,绝缘和回填可放在管道恢复输送之后。在任何情况下施工点与有关部门的通信联络必须在动火前装设就绪。图11-7是一种更换管段的操作坑。切换管段的工作可参考下468\n图11-7更换管段的管沟操作坑1—水柱差压计;2—放空管;3—ꚼ50～ꚼ200mm隔离球孔;4—隔离球;5—ꚼ300～ꚼ400mm切除段吹扫孔A、B—干线切断阀列步骤。参照图11-7按更换段长度开挖主作业坑,管道两侧至坑壁底线的距离不应小于0.6m,坑壁斜度视土壤致密程度而定。坑顶边缘至堆土边线的距离应保持0.7m;距主操作坑两端10m以外开挖隔离球孔坑,坑底尺寸不应小于1.5m×1.5m,至露出管道上半部为止;关闭前后切断阀,用放空,阀将管道内的气体排放,控制在100～200Pa范围(用U形管差压计测量),此剩余压力可通过旁通管放空阀加以调节;开隔离孔时,应保持向心的切割斜度,以免切下的部分落入管内。切口完毕后,在四周涂上泥浆,并用湿石棉毡覆盖;由隔离球孔向切换段的一侧放入隔离球,充空气,用它把管内空气隔断;开主操作坑内切换管段的吹扫口,用压缩空气(最好用惰性气体)吹扫两隔离球之间的天然气,并用仪表控测吹扫结469\n果;完成上述准备工作,确认无燃烧、爆炸之虞后,进行动火作业(切割、组装和焊);主坑作业完毕后取隔离球时,先掩盖一侧,敞开另一侧,利用管道气体把管段内空气排出,并用仪器检查排气的结果;用预先制好的盖板封堵隔离球孔。动火作业用的隔离球可用1.5mm厚,扯断强度在15MPa以上,伸长率为500%的橡胶材料制作。隔离球可做成四种规格,公称直径为300、500、700;1000mm,有这四种规格即可满足直径300～1000mm管道的作业需要。其参考尺寸如表11-7。表11-7橡胶隔离球尺寸适用管径叠平尺寸/mm嘴子长度安放孔直径规格瓣数/mm长度L宽度B/mm/mm300325～42647123541000110～160500529～63078539241200160～210700720～820110036661400210～26010001000～1200157052361400260～310开隔离球孔前为了检查管内压力是否处于允许操作的范围,可先用手摇钻在管顶开一个ꚼ3～4mm的小孔,用一块带嘴的与管壁形状一致的椭圆弧形板把管道与U形管差压计连接起来。隔离球放入管内后用压缩空气(最好用氮气或二氧化碳气)鼓起。球内压力(充气压力)保持3.5～5kPa,此压力用U形管差压计监视,并用导管连接三通上的阀门加以调节。在施工的全过程中,必须有人监视隔离球,因为这与主操作坑工作人员的安全至关重要。整个管道的压力监视对施工安全也十分重要。动火段两端关闭了切断阀,至少应有二人值班,配备电话机与施工点联系。其职责是:观察干线切断阀另一侧的压力变化,保证阀严密关闭,与施工点经常联系,报告阀两侧压力,观察放空管口的排气状况,按施工组织者的指示完成其他工作。放空过程中由于两端放空管口的高差,较低端首先与外界平衡后,空气将倒流进排气管。因此,当管道压力降至0.1MPa以下,470\n就应注意U形管压力计的指数和放空管口的排气情况,一达到预定压力,应立即关闭放空阀。切下管段时一端切口垂直管道轴线,留下一端用手工切成斜口,以便提取。切除段移开以后,再把斜口切成带坡口的直口。换上去的管节长度应不小于管子直径(最短不得短于500mm)。焊口间隙对壁厚8mm以下的管子为2.0～3.0mm,8～10mm者为2.5～3.5mm,11mm以上者为3.0～3.5mm,错口不应大于管子壁厚的25%。3.铸铁管的维修(1)铸铁管青铅接口修理首先将漏气接口处泥土清洗干净,用铅凿、手锤沿整个圆周依次敲击,使接口青铅密实、不漏气。如果敲击后接口青铅凹陷5mm以上时,应用尖凿在接口青铅上凿些小孔,然后补浇热熔青铅。青铅温度应大于700℃,凝固后,再敲击,直至平整为止。修补青铅接口,若只敲击漏气点,会重又发生漏气。不应用冷铅条或热熔温度不高的青铅补浇修理,因其不能与接口青铅熔成一体,仍会发生漏气。(2)铸铁管水泥接口修理应将漏气接口的水泥全部剔除,保留第一道油麻,然后清洗接口间隙。擦干后,浇灌热熔青铝。敲实后,即可恢复通气。(3)铸铁管机械接口修理挖出漏气接口后,可拧紧压兰上的螺纹使压兰后的填料与管壁压紧密实。如漏气严重,对有两道胶圈(密封圈与隔离圈)的接口,可松开压兰螺栓,将压兰后移,拉出旧密封圈,换入新密封圈(将新胶圈沿管面呈30°切开,套在管上,用胶黏剂粘牢),然后将压兰推入,重新拧紧压兰螺栓即可。(4)铸铁管砂眼修理可采用在砂眼处钻孔,加装管塞的方法修理。(5)燃气管裂缝修理可采用夹子套筒修理。夹子套筒由两个半圆形管件组成,其长度应比裂缝长50cm以上。将它套在管子裂缝处,在夹子套筒与管外壁之间安放填料,如铅片或纤维材料制的471\n垫片,用螺栓连接,拧紧即可。(6)管道更换由于腐蚀穿孔、裂缝、折断的管段较长时,应予以切除,更换新管。四、管道阻塞及其消除(一)积水人工煤气大多未经脱水处理,在输送过程中随着温度降低,煤气中的水蒸气会逐渐凝结成水,顺着管道的坡度流入管道最低的排水器内。对每个排水器应建立详细位置卡片和抽水记录,将排水日期和水量记录下来,作为确定或调整排水周期的依据,并且还可以尽早发现地下水渗入等异常情况。煤气中的焦油、酚等有害杂质会与凝结水一起聚积在排水器内。排放这样的水会造成污染,损害农作物,使鱼、鸭等中毒死亡。所以,必须用槽车储、运送至水处理厂集中处理。(二)渗水当地下水压力比管内燃气的压力高时,可能由管道接口不严处、腐蚀孔或裂缝等处渗入管内。一般多发生在年久失修,管道受到腐蚀和破损之处,或由于施工质量问题造成的接口松动处,也可能由于埋深太浅,在地面动荷载的作用下而造成管道损坏等。当排水器内水量急剧增加时,有可能是渗水所引起的。可关断可疑管段,压入高于渗入压力的燃气,再用检查漏气的方法找出渗漏之处。(三)袋水由于管基不均匀沉陷,燃气中的冷凝水会在管道下沉的部位积存起来,形成袋水,影响正常供气。如果发现调压器出口低压自动记录纸上的压力线呈锯齿形或用户燃气灶的火焰跳动,就表明管道内积水或袋水。根据用户反映燃气压力不足或火焰跳动等情况,在管线上选点测压(如选择用排水器管测压时,应事先将排水器内积水抽尽,以正确反映压力),搜集压力异常资料,同时了解该管段附近是否有其他地下管线或建筑物施工,以致管基松动或路面承受过载荷重,472\n道路沉陷使管线下沉,坡度变化。选择压力异常或道路有异常情况之处挖出管线,经水平尺核对后,找出袋水位置。提高管段,校正坡度,填塞夯实管底,并对提高校正管段接口逐一检查,保证密封完好。如受条件限制,无法校正坡度时,可在袋水的最低点加装排水器解决。由于房屋沉降,燃气冷凝水会积存在进户立管下部的弯头处,形成袋水,造成供气不良,影响正常用气。如果发现用户火小,甚至断气等情况,应考虑进户管失坡的可能。可将引入管挖出,缩短进户立管,恢复引入管坡度,使弯头部位积水顺利流入支管,集中在排水器内,定时排放,(四)积萘人工煤气中常含有一定量的萘蒸气,温度降低就凝成固体,附着在管道内壁,使燃气管断面减小或阻塞。在寒冷季节,萘常积聚在管道弯曲部分或地下管道接出地面的支管处。要防止和消除积萘,首先是根据《城镇燃气设计规范》的规定,严格控制出厂煤气中萘的含量。这样,可以从根本上解决管道中积萘的问题。在出厂1～2km以内的管道,内壁常积有大量的萘,要定期进行清洗。可用喷雾法将加热的石油、挥发油或粗制混合二甲苯等喷入管内,使萘溶解流入排水器,再由排水器排出。萘能被70℃的温水溶解,如果清洗管段的两端隔断,灌入热水或水蒸气也可将萘除去,但这种方法会使管道热胀冷缩,容易使铸铁管接口松动,因此清洗后,应作严密性试验。低压干管的积萘一般都是局部的,可将阻塞部分的管段挖出后,切断,用特制的钢丝刷进行清扫。用户进户立管的积萘,一般采用真空泵将萘吸出。(五)其他杂质管内除了水和萘以外,还有尘土、铁锈屑和焦油等,也会积存在管内。无内壁涂层或内壁涂层处理不好的钢管,由腐蚀产生的铁锈屑很多,容易造成管道堵塞。铁锈屑和尘土常积聚在弯头、阀门或排水器处,影响正常输气。可在调压器前设置过滤器,以确保调压器正常运行,并减少低473\n压干管内铁锈屑积聚。清除杂质的办法是对管道进行分段机械清洗。一般每50m左右作为一清洗段,可在割断的管内用人力摇动、绞车拉动、特制刮刀及钢丝刷等办法,沿管道内壁将它刮松并刷净。在清除管内壁时,还应注意管壁上可能有腐孔,不要在清除时扎透而造成漏气。管道弯头、阀门和排水器如有阻塞,可拆下清洗。474\n第十二章市政施工概述城市或区域的供热、燃气及给水排水管道一般都埋设于地下,供热管道采用地沟敷设较多,燃气及给水排水管道一般是直接埋地的。这两种方法都有大量的土方工程,并花费较高的土方工程费。第一节土方工程地下敷设管道的土方工程是一项重要工程内容,它对管道敷设质量有直接影响。虽然土方工程一般由土建公司承担,但负责管道安装的人员既要配合土建施工,也应了解相关的事项,确保安装质量。管道土方工程包括:管线定位、放线、挖沟、运土、支撑、沟底整平夯实,如需砌筑地沟时,沟底浇灌混凝土及砌地沟墙。挖沟可以用人工挖掘,也可用机械挖掘,机械挖掘节省劳动力,挖土速度高。在土质良好时,可以采用垂直沟壁节省土方量,不用板桩和支撑;在土质条件较差时,则需要板桩和支撑,防止沟壁坍塌。一般挖出的土堆积在沟的一侧地面上,并应离沟沿边有一定距离,待回填土有多余时再运走。在道路下敷设管道时,首先从挖掘路面开始,挖掘沥青路面可用风铲或人工十字镐凿开路面,混凝土路面采用钢錾大锤凿切。1.沟槽断面形式常用沟槽断面有直槽、梯形槽、混合槽和联合槽四种形式。选择沟槽断面形式,通常应考虑土壤性质、地下水状况、管材类别、管子直径与埋设深度,以及施工方法等因素。常用沟槽断面见图12-1。475\n图12-1沟槽断面形式2.沟槽断面尺寸沟槽断面尺寸与断面形式有关,尺寸包括沟槽深度h、沟底宽度口和沟槽上口宽度b以及槽边坡率n。深度由设计给定,沟底宽度与管径及安装方式有关,应便于安装操作,分别用下述方法确定。(1)铸铁管或单管沟底组装钢管的沟底宽度沟底宽度,按表12-1确定。表12-1沟底宽度DN/mm50～80100～200250～350400～450500～600700～800900～1000沟底宽度a/mm6007008001000130016001800(2)单管沟边组装钢管沟底宽度单管沟边组装钢管沟底宽度按下式计算:a=DN+300(12-1)(3)双管同沟敷设的钢管沟底宽度双管同沟敷设的钢管沟底宽度按下式计算:a=DN1+DN2+S+C(12-2)式中DN———管子公称直径,mm;S———两管之间净距离,由设计给定,mm;C———操作宽度,沟底组装时,C=600mm;沟边组装时,C=300mm。476\n(4)槽边坡度为了保持沟壁土壤稳定,沟边需有一定坡度,实际工作中常以1∶n表示,边坡率n为边坡水平投影a′和沟深h的比值,即n=a′/h。当土质较好,沟槽深度不大,施工周期不长时,可开挖直壁沟槽,即n=0或按1∶0.05的微小壁坡开挖。(5)沟槽上口宽度沟槽上口宽度b按下式计算:b=a+2nb(12-3)3.沟槽土方量计算土方是按体积计算,其体积是按自然状态下的体积为准,计算土方量是一项细致而繁琐的工作,应按土方工程定额规定办法计算。4.土石方爆破在坚硬的土质和岩石上开挖沟槽,可采用炸药爆破方法,节省人力,施工速度快,根据土石层坚硬程度选用炸药类型和计算数量。对于钢筋混凝土的基础和构筑物拆除可采用无声爆破(静态爆破),此法不用炸药和雷管,采用静态破碎剂加水配制的泥浆,灌注到炮孔中,经一定时间后,在水化反应作用下体积膨胀产生较大的静横向膨胀力,使混凝土或岩石胀裂。此外也可用金属燃烧剂在炮孔中燃烧,释放出大量热能使气体膨胀产生极大的膨胀压力,将混凝土或岩石破碎。爆破施工必须绝对安全,严格执行有关规程。一、沟槽地基处理1.沟槽排水沟槽开挖后,往往地下水从沟底和沟壁渗出,甚至产生流沙。因此施工时必须及时排除积水,可采用明沟或轻型井点排水法。明沟排水是沟槽开挖到接近地下水位时,修建集水井和安装水泵,再继续挖沟槽到地下水位时,在沟底中线处挖排水沟,使水流入集水井,当挖深接近槽底时,将排水沟改设在沟底两侧,沟底坡度应坡477\n向集水井,集水井设在来水方向的沟槽一侧。轻型井点排水是沿沟槽一侧或两侧沉入深于沟底的多个井点管,井点管直径为50mm的镀锌钢管,长度5～7m,管下端连接滤水管,地上设总排水管连接各井管抽水。2.沟槽槽底处理沟槽槽底如为天然土基,一般不处理能满足承载要求,若为松软土层,应进行加固处理。如采用砂垫层或砂石垫层、灰土垫层、混凝土或钢筋混凝土、换土夯实以及打桩等方法处理,防止地基沉陷。二、沟槽质量要求与地沟砌筑地沟槽的中心线应符合设计要求,位置准确。挖土时土壤应堆积在沟槽同一侧离沟边500mm的工作带以外,以便管道排放、焊接和保温。沟底应按照管线做坡度,已挖好的沟槽底标高及坡度应进行测量,合乎要求后设支墩或支架。采用地沟敷设管道时,在沟槽中砌筑地沟(通行、半通行和不通行地沟);对直埋管道的补偿器及分支管阀门节点,也需砌一段地沟或检查井,以便正常运行及维修操作。三、下管与回填土为了减少在沟槽中进行管道焊接,大部分接口在沟边的枕木上进行,焊成较长的管段放入沟槽。焊接前,管内的砂土杂物应清除干净,管外壁应除净铁锈并刷防锈漆,每根管子两端留100mm长暂不刷防锈漆,待焊接和试压后再补刷。焊接时每节管子应对正中心,保持管道中心线成一直线。将管段放入沟槽或地沟中,简称为下管,常用下管方法有以下几种。(1)压绳下管人工压绳下管如图12-2,将管段两端各绕一根粗麻绳,将管段滚到沟边,两端统一慢慢放松麻绳将管段放入图12-2压绳下管沟中。478\n(2)用三脚架或四脚架下管在地沟顶上横放枕木,将要下沟的管段先放置在枕木上,然后支撑起挂有滑轮或导链的三脚架或四脚架,将管子微微吊起,抽去枕木,将管子慢慢放入沟内。见图12-3。图12-3脚架下管(3)起重机下管将起重机沿沟槽附近开动,逐一将管子起吊放入沟内。起重机的位置应与沟边保持一定距离,以免沟壁土壤受压塌方。见图12-4。图12-4起重机下管479\n第二节室外架空管道支架构筑管道架空敷设是将管道安装在支架上,支架按材质分为钢结构或钢筋混凝土结构,按高度分为高支架及低支架,如图12-5,高支架安装如图12-6。图12-5支架图12-6高支架安装1—高支架;2—安装拉紧绳;3—垫块;4—地脚螺栓;5—绞车;6—临时支撑当地下水位较高或地质条件较差时采用架空敷设,它便于检查维修,但对于供热管道热量损失较大,在安装方面节省了大量土方480\n工程与投资。钢结构支架或钢筋混凝土结构支架的加工制做与安装,一般土建施工单位承担。在实际施工中,为了加速施工进度和起重机械合理运用,支架安装与管道安装往往同时施工,采用流水作业。管道支架的施工质量,尤其是平面位置和标高,直接影响着管道安装,如果支架存在缺陷或者需要返工,则管道难以顺利安装。所以支架与管道如同时施工,在安装前对支架必须进行检查,检查支架的加工质量是否达到设计要求;支架安装是否牢固稳定;支架的位置与标高是否正确,支架的标高应与管道坡向一致,各支架标高或水平方向连线均不得呈“之”字形。为了安装操作方便和安全施工,架空敷设管道必须搭设脚手架,脚手架高度一般比管道标高低1m为宜,宽度约1m左右,如管道先安装后做绝缘层时,脚手架应加宽。脚手架一般沿管线一侧搭设,如果管道安装前已做好绝缘层,则不必沿管线搭脚手架,只需在支架处搭设脚手架即可。架空管道吊装如图12-7所示。图12-7架空管道吊装第三节顶管施工地下敷设的供热、燃气及给水管道,常常需要穿越不允许开挖沟槽的铁路、公路、河流以及构筑物,需采用顶管法施工。顶管常用的三种方式是:(1)人工顶管及从顶管中取出泥土的顶管481\n法;(2)不取泥土直接顶管法;(3)机械掘土及从顶管中取泥法。无论人工顶管或机械顶管,顶管前一般在顶管地段下游选择工作坑位置,工作坑的长、宽及深度和顶管管径、管长等有关,应满足操作需要,一般坑长应比一根管子长度大1～2m,坑的四周根据土质情况采取挡土设施。工作坑中后支撑板必须牢固,能承受千斤顶的反力,坑底用枕木铺平。人工顶管采用千斤顶及高压油泵系统为动力,推进顶管,即克服管壁在顶进时与土壤所产生的摩擦阻力,顶进时工作压力应不小于20MPa。以下介绍几种顶管的具体方法。1.人工顶管人工顶大直径管道(如燃气管)从顶管中取土时,先在工作坑中需顶管处挖土洞,然后把管节和导轨推入洞内,再从管内挖运泥图12-8顶管工作坑1—已顶进管节;2—待顶管节;3—环形顶铁;4—直顶铁;5—横顶铁;6—千斤顶;7—主顶铁;8—方木;9—基础;10—导轨;11—油泵;12—油管482\n土,挖一段顶一次,采用先挖后顶、随挖随顶法,连续作业。土洞的大小依据所顶管子的外径确定,一般洞的上半周较顶管外径大20mm左右,下半周与外径相同,使洞底管底平齐。管前土洞深度保持100～150mm左右。当第一节管子顶入土中余下0.8～1m时,开始焊接第二节管子。见图12-8。在顶进过程中,利用水准仪或激光准直仪测定顶管中线的方位及高程,第一节管子每顶进200～300mm时测定一次,第二节管子每顶进1000mm时测定一次,避免方向水平度与坡度出现偏差,发现偏差应及时校正。2.直接顶管法对于管径小于150mm的管子可采用直接顶管,即用千斤顶将管道直接挤进土层内如图12-9所示。在第一节管安装管尖,以利挤密土层,管尖锥度为1∶0.3。直接顶管法适用于较潮湿的黏土或砂质黏土。图12-9利用油压千斤顶挤密顶进1—千斤顶;2—垫铁;3—顶铁;4—枕木;5—夹持器;6—燃气管;7—管尖;8—千斤顶油管3.机械掘土顶管(1)大直径钢管采用旋转刀具推进掘土顶管,如图12-10所示,装有螺旋刀具的掘进机装在钢管前端,管子顶进时刀具旋转切削土壤,切下的土从管的后部运出,掘进速度可达2～3m/h。(2)水力掘土顶管,为了减小顶管时的阻力,用高压水枪射流将土冲成泥浆,泥浆由排泥管运出坑外。见图12-11。483\n图12-10螺旋推进钻土设施1—承重钢管;2—导向槽钢;3—支承钢板;4—电动机;5—减速器;6—螺浆刀图12-11水力掘进工具管1—刃脚;2—格栅;3—水枪;4—格栅;5—水枪操作;6—观察窗;7—泥浆吸口;8—泥浆管;9—水平铰;10—垂直铰;11—上下纠偏千斤顶;12—左右纠偏千斤顶;13—气阀门;14—大密封门;15—小密封门484\n第十三章管道施工质量通病及防治第一节管道连接的质量通病及防治一、螺纹接口渗漏1.现象及问题表现当管道通入介质后,螺纹连接口发生滴、漏现象。2.原因分析(1)螺纹连接口、螺纹未拧紧,连接不牢固。(2)螺纹连接处填料未填好、脱落、老化或填料选用不合适。(3)管口有裂纹或管件有砂眼。(4)管道支架间距过大,或受外力作用,使螺纹接头处受力过大,造成螺纹头断裂。(5)螺纹加工进刀过快,有断扣现象。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法以上问题的存在都会造成螺纹接头漏水,在找出漏水的真正原因后,才可对症进行处理。一般情况下,先用管钳拧紧螺纹;如还漏水应从活接头处拆下,检查螺纹及管件,如管件损坏应予以更换,然后重新更换填料用管钳拧紧。(2)预防措施①在进行管螺纹安装时,选用的管钳及链条钳规格要合适,用大规格的管钳拧紧小口径的管件,会因施力过大使管件损坏;用小规格的管钳拧紧大口径的管件,会因施力不够而拧不紧,发生螺纹连接口漏水;另外还需考虑阀门及配件的位置和方向,不允许因拧过头而用倒扣的方法进行找正。螺纹连接紧固时应根据管螺纹安装的规格按表13-1,选用合适的管钳,连接紧固。②螺纹连接处填料要缠紧,缠均匀,不得脱落,过期失效,485\n表13-1管螺纹安装管钳选用表名称规格/in.安装管螺纹地范围/in.121/2～3/4143/4～1管钳185/4～22472～3363～4363～5链条钳403～6483～8注:1in.=2.54cm。以下同。老化填料不得使用;另外填料的选用要符合输送介质的要求,以达到连接紧密的目的。③要认真把好材料及管件的质量关;认真检查管道及接头有无裂纹、砂眼、断扣、缺扣等缺陷;安装完毕,严格按规范要求进行强度试验和严密性试验,对接头处仔细认真检查,及时消除隐患。④管道支架、吊架的间距要符合设计规定或规范的要求;埋地管道管周围的覆土要用手夯分层夯实,防止局部外力撞击;另外,架空管道不得附加外力如悬挂重物、脚踩等,以免局部受力过大,造成螺纹头断裂。⑤螺纹加工严格遵守操作规程和标准要求,螺纹管道要在托架上装正、夹紧,进刀不得过快,随时用润滑油冷却润滑,防止偏扣、断扣及乱扣等现象的发生。二、法兰接口漏水1.现象及问题表现当管道通入介质后,法兰连接处发生滴、漏现象。2.原因分析(1)两法兰面不平行,无法上紧,从而造成接口处渗漏;(2)垫片的材质不符合管内介质要求,造成渗漏;486\n(3)法兰垫片厚度不均匀,或使用斜垫片、双垫片,造成渗漏;(4)螺栓紧固不紧或螺栓紧固未按对称十字交叉顺序进行,紧固不严,造成渗漏;(5)法兰焊口存在质量缺陷,造成焊口渗漏。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法针对法兰渗漏部位,检查出渗漏的真正原因,采取对症处理措施。如属两法兰面不平行造成渗漏,可采用将法兰割下,重新找正焊接;如属垫片不符合要求,应更换垫片;如属螺栓紧固不符合要求,可将螺栓松开重新按对称十字交叉顺序进行紧固;如属法兰焊口漏水,可采用补焊方法修补。(2)预防措施①向管端上法兰时,应采用法兰片,将法兰尺的一端紧贴管皮,另一端紧贴法兰面,然后定位焊三点。再用法兰尺从两个垂直方向进行检查,法兰尺与法兰密封面之间的间隙不得超过1～2mm。②法兰垫片的选用应符合设计和规范的要求。一般蒸汽管道选用石棉橡胶垫,使用前应在润滑油中浸泡,并涂以铅油或铅粉,以增加严密性。给水管道选用橡胶垫;热水管道选用耐热橡胶垫。③法兰垫片安装时,法兰密封面要清理干净,位置要对正,垫片表面不得有沟纹、断裂、厚薄不均等缺陷,可允许使用斜垫片及双层垫片。④法兰螺栓的紧固要对称成十字交叉顺序进行,分三次将螺栓拧紧,使各螺栓受力均匀。⑤法兰焊口渗漏的预防除选择正确的焊接规范和正确的方法施焊外,法兰的对口也应符合规范的要求。三、承插接口渗漏1.现象及问题表现当管道通入介质后,承插接口处有渗漏现象。2.原因分析487\n(1)管道承口或插口处有砂眼、裂纹等缺陷,造成渗漏;(2)管道对口时,接口清理不干净,填料与管壁结合不紧密,造成接口渗漏;(3)打口不密实,造成接口渗漏;(4)填料不合格或配合比不准,造成接口渗漏;(5)水泥接口养护不认真或冬季未采取保温措施,致使接口干裂或受冻,造成接口渗漏;(6)管墩设置不合适或填土夯实方法不当,使管道撞压受损,造成渗漏。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法针对管道承插接口渗漏,检查找出渗漏的真正原因,采取对症处理措施。如管道接口本身有砂眼或裂纹,应拆下予以更换;如由于填料同管壁结合不严、填料不密实、填料配合比不准或操作不当,造成接口渗漏,应慢慢剔去原填料,清理干净承插接口,重新捻入合格填料,并再次进行水压试验。(2)预防措施①金属承插管道在使用前应每根管进行认真检查,用小锤轻轻敲打,用听声音的方法判断管道是否有裂纹。特别对管道的承口及插口部分,更要仔细检查。如有裂纹应予以更换或将有裂纹部分截去。②管道对口前应认真清理管口,对涂有沥青的承口及插口用氧乙炔焰烧烤,用铁丝刷将接口清理干净,以保证填料同管壁的紧密粘着。③作承插接口的操作方法要正确,首先将油麻拧成麻股均匀打入,打实的油麻深度以不超过承口深度的1/3为宜。然后分层塞入填料,分层打实。打好的灰口表面应平整,外观呈现暗色亮光。④接口填料应按设计要求进行配制,常用的填料材料质量要求及配比是:填料油麻用丝麻经5%3号或4号石油沥青和95%2号汽油的混合液浸泡晾干而成。因油麻具有良好地防腐能力,且浸水后纤维膨胀,可防止水的浸透。纯水泥接口填料,用400号以上488\n硅酸盐水泥加水拌和而成。水泥与水的质量比为9∶1;石棉水泥接口填料,采用四级石棉绒和400号以上硅酸盐水泥调匀后加水拌和而成。石棉、水泥和水的质量比为27.3∶63.6∶9.1;膨胀水泥接口填料,采用膨胀水泥和干砂调匀后加水拌和而成。膨胀水泥、干砂与水的质量比为4∶4∶1。青铅接口填料为青铅。⑤承插水泥接口打口完成之后,应及时用湿泥抹在接口外面,春秋每天浇水至少两次;夏季要用湿草袋盖在接口上、每天浇水至少四次。冬季要用草袋盖住保温防冻。⑥管道支墩位置设置要合适、牢固,在管道转弯处要设置牢固的挡墩,以防弯头转弯处受介质压力作用而脱开;管道覆盖回填土时要分层予以夯实,但不得直接撞击管道。四、管口焊接缺陷或渗漏1.现象及问题表现管道焊缝外形尺寸不符合要求;或者存在咬边、烧穿、焊瘤、弧坑、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合等缺陷,或管道通入介质后焊口渗漏。2.原因分析(1)管道焊缝外形尺寸不符合要求具体表现为焊波宽窄不一,焊缝高低不平,焊缝宽度太宽或太窄,焊缝与母材过渡不平滑等。产生这些缺陷的原因主要是焊接坡口角度不当或对口间隙不均匀、焊接规范选用不当或施焊时操作不当、运条速度及焊条角度掌握不合适等造成的。(2)咬边不合格咬边是指焊缝边缘母材上被电弧或火焰烧熔出的凹槽。它的存在,大大降低了焊缝的机械强度,还会造成应力集中。产生这种缺陷的主要原因是施焊时,选用的熔接电流过大;电弧过长;焊工操作时,焊条角度掌握不当,运条动作不熟练造成的。咬边是立焊、横焊及仰焊的一种常见缺陷。气焊时若火焰能率过大,焊炬倾斜角度不合适,焊炬与运条摆动不当也会产生咬边缺陷。(3)烧穿烧穿是指在焊缝底部形成穿孔,造成熔化金属向下489\n流淌的现象。焊件烧穿主要发生在气焊上,薄壁管道焊接时,如焊工操作不当,极易发生烧穿焊件,造成熔化金属下淌结瘤的缺陷。(4)焊瘤焊瘤是指熔化金属流淌形成焊缝金属的多余疙瘩。形成焊瘤的主要原因是焊接电流过大;对口间隙过大;或是坡口边缘污物未清理干净等造成的。(5)弧坑弧坑是指焊缝收尾处产生的低于基本金属表现的凹坑。产生这种缺陷的主要原因是熄弧时间过短,或施焊时选用的焊接电流过大造成的。(6)气孔气孔是指焊接过程中,熔池金属高温时吸收的气体在冷却过程中未能充分逸出,而在焊缝金属的表面或内部形成的孔穴分圆形、长条形、链状、蜂窝状等形式。产生气孔的原因主要有:焊工操作不当;焊接电流过大;焊条涂料太薄或受潮;焊件或焊条上粘有油污等造成的。(7)夹渣夹渣是指残留在焊缝金属中的非金属夹杂物。产生夹渣缺陷的主要原因是:焊件边缘及焊层之间清理不彻底;焊接电流过小;坡口角度过小,操作不当未能将熔渣及时拨出等原因均会引起焊缝夹渣。(8)裂纹裂纹是指在焊接区域内出现的金属破裂现象,裂纹形式有纵向、横向裂纹及热影响区裂纹。发生裂纹的原因主要有:焊接材料化学成分不正确;熔化金属冷却太快;施焊时焊件膨胀和收缩受阻等因素均能造成焊接裂纹缺陷。(9)未焊透未焊透是指焊接接头根部未完全熔透的现象。未焊透缺陷产生的主要原因是:坡口角度或对口间隙过小,钝边过厚,根部难以熔透;焊接电流过小,焊接速度太快,从而不能充分熔合;焊件散热太快;双面焊时背面清根不彻底,或氧化物、熔渣等阻碍了金属间的充分熔合等。(10)未熔合未熔合是指焊缝中焊道与母材或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。产生未熔合的原因是焊接电流过小;施焊操作不当,焊条偏心;如母材坡口或前一焊道表面有锈斑或熔渣未清理干净时,也会形成未熔合缺陷。490\n3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法①对外形尺寸不符合要求的焊缝,如高度不够或过窄的焊缝应予以补焊;对高低不平或过宽的焊缝应给予打磨修整。②对于咬边深度大于0.5mm,连续长度超过25mm的焊缝应予以补焊。③对于烧穿、结瘤的焊缝应视情况给予打磨修补或铲除重焊。④对于弧坑、气孔或夹渣均应铲除缺陷,予以补焊。⑤对于焊缝中的裂纹、未焊透或未熔合均应将焊口铲除重新焊接。(2)预防措施①要防止焊缝外形尺寸偏差过大,除应选用正确地焊接规范和进行正确地施焊操作,掌握好运条速度和焊条角度外,还应根据表13-2的要求,严格控制好坡口角度及对口间隙。表13-2钢焊件坡口形式及尺寸钢焊件厚度坡口尺寸坡口名称坡口形式备注T/mm间隙c/mm钝边p/mm坡口角度α1～30～1.5单面焊Ⅰ形坡口——3～60～2.5双面焊3～90～20～265°～75°Ⅱ形坡口9～260～30～355°～65°Ⅲ形坡口12～600～30～355°～65°②预防咬边缺陷的主要措施是根据管壁厚度正确地选择焊接电流,控制好电弧长度;掌握合适的焊条角度和熟练的运条手法。气焊时要调整合适的火焰能率、焊炬与焊丝的摆动要协调配合好。③防止焊件烧穿的主要措施是:在施焊较薄管壁时要选用较小的中性火焰或较小的焊接电流;对口间隙要符合规范的要求。491\n④预防焊瘤的主要措施是:对口间隙要符合规范要求,选用焊接电流要合理;要控制好电弧长度;彻底清理干净坡口及其附近的污物。⑤预防弧坑的主要措施是:焊接收弧时,应使焊条在熔池处短时间停留,或作环形运条,使熔化金属填满熔池。当采用气体保护焊时,可使用焊机上的电流衰减,使焊接电流收弧时逐渐减小,通过填充金属添加,从而使收弧熔池填满。⑥预防焊缝气孔缺陷的主要措施是:施焊时选用合适的焊接电流和运条速度,采用短弧焊接;焊接中不允许焊接区域受到风吹雨淋;当环境温度在0℃以下时须采取焊口预热措施;焊条质量要符合要求,使用前应进行烘干;施焊前应清除焊口表面的油污、水分及锈斑等。⑦防止焊缝夹渣的主要措施是:施焊前要认真清理焊口表面的油污,彻底清理前一焊道的熔渣;选用合适的焊接电流,使熔池达到一定温度,防止焊缝金属冷却过快,以促使浮渣充分浮出;熟练正确操作,正确运条,促进熔渣和铁水良好分离;气焊时采用中性焰,操作中用焊丝将熔渣及时拨出熔池。⑧防止焊口裂纹的措施是:采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝金属中的含氧量;选择合理的焊接规范和线能量,如焊前预热、焊后缓冷等,改善焊缝及热影响区组织状态;施焊前焊条要烘干,认真清理焊口及焊材表面的油污。⑨防止未焊透缺陷产生的措施是:认真按照规范要求控制接头坡口尺寸,彻底清理焊根,选择合适的焊接电流和施焊速度。⑩防止未熔合缺陷产生的措施是:施焊时要注意焊条或焊炬的角度,运条摆动要适当;选用稍大的焊接电流或火焰能率,焊接速度不宜过快;仔细清理坡口及前一焊道上的熔渣或脏物。五、焊口位置不合适1.问题表现管道焊口位置不符合要求,影响维修及正常使用。2.原因分析492\n对管道焊口位置要求的规定不了解或执行不认真,排管时考虑不周全造成的。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法对不符合位置要求的焊口进行返工,使其焊口位置符合规定要求。(2)预防措施在管道排管时,对其焊口的位置应予以足够的重视。使管道焊口的位置符合规范的要求: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150mm时;不应小于管子外径。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。卷管的纵向焊缝应放在管道中心垂线上半圆的45°左右处,以方便检修,操作;纵向焊缝应错开,当管径小于600mm时,错开的间距不得小于100mm,当管径小于600mm时,错开的间距不得小于300mm。给水排水管道环向焊缝距支架净距离不应小于1000mm;工业金属管道环焊缝距支、吊架净距离不应小于50mm;需热处理的焊缝距支、吊架距离不得小于焊缝宽度的5倍,且不得小于100mm。在管道焊缝位置及其边缘上不得开孔,如必须开孔时,焊缝应经无损探伤检查合格。管道上任何位置不得开方孔,不得在短节上或管件上开孔有加固环的卷管,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100mm。加固环距管子的环焊缝不应小于50mm。第二节阀门、管件安装的质量通病及防治一、阀门填料函处泄漏1.现象及问题表现当管道通入介质后,填料函处发生介质泄漏现象。2.原因分析(1)压盖压的不紧。(2)填料老化,造成填料同阀杆不能紧密接触。(3)装填料的方法不对或填料未填满。493\n3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法首先压紧填料压盖,如泄漏还在继续,可考虑增加填料;如泄漏现象还不能消除,则应用更换填料的办法予以处理。(2)预防措施①向阀门填料函压装填料的方法要正确,对小型阀门只需将绳状填料按顺时针方向绕阀杆装满,然后拧紧填料压盖即可;对于大型阀门填料应采用方形或圆形断面,压入前先将填料切成填料圈,然后分层压入,各层填料圈的接头应相互错开180°。压紧填料时,应同时转动阀杆,一方面检查阀杆转动是否灵活,同时检查填料紧贴阀杆的程度。②对填料要认真检查,防止使用老化失去弹性的填料;如阀杆有锈蚀现象,应清理干净。二、阀门关闭不严1.现象及问题表现当管道通入介质后,阀门关闭不严,有介质泄漏,影响使用。2.原因分析(1)密封面损伤或有锈蚀现象。(2)杂质堵住阀芯。(3)阀杆弯曲,上下密封面不对中。(4)关闭操作不当,致使密封面接触不好。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法首先轻轻启闭几次。仍不能消除缺陷时,应关闭前面的阀门,放净介质,将泄漏阀门拆下进行解体检查。如经修理或研磨仍不能消除缺陷时,则应对关闭不严的阀门予以更换。(2)预防措施①对由于密封面损伤或锈蚀造成的关闭不严,一般应将阀门拆开,对密封面进行研磨,以消除缺陷。②对于黏附在密封面上的杂质清理,可将阀门开启,排出杂污,再将阀门关闭;有时可轻轻敲打,直至杂污排出。494\n③对于阀杆弯曲造成的关闭不严,应将阀杆拆下调直或予以更换。④对于关闭不当造成的关闭不严,可缓慢反复开启、关闭几次,缺陷即可消除。三、疏水器排水不畅、漏汽过多1.现象及问题表现当疏水器投入运行后,排水不畅,漏汽过多。2.原因分析(1)安装不当或管路杂质使疏水器堵塞,致使排水不畅。(2)疏水器漏汽过多的主要原因是由于阀芯和阀座磨损,排水孔不能自行关闭。3.纠正方法及预防措施(1)疏水器安装前应仔细检查,管路要认真冲扫以清除系统泥砂,焊渣等脏物;安装时应直立安装在低于管路的部位,不可倾斜,以便于阻汽排水动作的正常进行。(2)疏水器漏汽过多,如是阀芯和阀座磨损漏汽,则应对其密封面进行研磨;如排水孔不能自行关闭,可检查是否有污物堵塞可对其进行清理,如缺陷仍不能消除则应对疏水器予以更换。四、п形补偿器投运时管线挪位1.现象及问题表现п形补偿器投运时管线挪位,支座偏斜,甚至接口开裂,严重影响使用。2.原因分析(1)补偿器两边未设固定支架或补偿器安装位置不居中。(2)补偿器安装时未按要求作预拉伸。(3)补偿器制作不符合要求。3.纠正方法及预防措施(1)补偿器安装的位置要符合设计要求,两边应设牢固的固定支架,且安装位置要居中。这样管道系统投运时的热伸长才会有方向地向补偿器延伸,由补偿器来集中补偿。从而防止了管线无序地495\n挪位及支座的偏斜(对于热力管道的支座安装规范要求:其安装位置应从支承面中心向位移反方向偏移,偏移量应为位移值的1/2。)。(2)补偿器在常温下安装时按规定要进行预拉伸,以使伸缩能力得以充分利用。拉伸方法如图13-1所示,拉伸前应将两边固定支架安好焊牢,补偿器一端与接管之间预留出补偿量的ΔL/2间隙,然后用带螺栓的拉管器进行拉伸,如图13-1(a)所示;或用千斤顶将垂直臂顶开,如图13-1(b)所示,到位后进行焊接。图13-1补偿器冷拉示意图1—带螺栓的冷拉工具;2—千斤顶(3)补偿器的制作,其尺寸要符合设计要求。四个弯头要处在同一平面上,两个垂直臂要等长,这样就可有效地防止投运时产生横向位移及由此造成的支座偏斜。五、波形补偿器安装时未严格进行预拉或预压1.现象及问题表现管道系统投运后,不能保证正常伸缩。2.原因分析(1)波形补偿器安装时,未进行常温下的预拉或预压。(2)预拉或预压方法不当,各波节受力不均。(3)波形伸缩器安装的方向不对。3.纠正方法及预防措施(1)波形补偿器的预压式预压应根据补偿零点温度来定位,补偿零点温度就是管道设计达到最高温度及最低温度的中点。当安装时环境温度等于补偿零点温度时,波形补偿器可不进行预拉或预压。当安装时的环境温度高于补偿零点温度时,应进行预压缩。当安装时环境温度低于补偿零点温度时,则应进行预拉伸。其拉伸量496\n或压缩量应按设计要求进行。(2)波形补偿器的拉伸或压缩方法要正确,施加作用力应分2～3次进行,逐渐增加,作用力的中心线要同波形补偿器的中心线相一致,不得偏移或歪斜,尽量使各波节受力均匀。(3)波形补偿器在水平管道上安装时,应使补偿器内套有焊缝的一端处于介质流动方向的上方;在垂直管道安装时,内套有焊缝的一端应置于上部。以防管路中的凝结水进入波谷,造成补偿器冻裂。六、套筒补偿器渗漏1.现象及问题表现套筒补偿器在系统投运后有渗漏现象发生。2.原因分析(1)投运后补偿器中心线同管道中心线不一致。(2)填料填放方法不当。3.纠正方法及预防措施(1)套筒补偿器安装时,应严格按管道中心线安装,不得偏斜;为防止补偿器运行时发生偏离管道中心线的现象,应在靠近补偿器两侧的管道上安装导向支座。(2)套筒补偿器填料的填放方法要正确:填绕的石棉绳应涂覆石墨粉,并逐圈压入、压紧,要使各圈接口相互错开。填料的厚度应不小于被偿器外壳与插管之间的间隙。七、煨制弯管椭圆率超标或出现皱折1.现象及问题表现D大-D小煨制弯管的椭圆率为:。当管径小于或等于100mmD大时超过10%;当管径大于100mm时超过8%。皱折不平度:当管径小于或等于100mm时大于4mm;当管径125～200mm时大于5mm;当管径250～400mm时大于7mm。2.原因分析(1)热煨弯管内灌砂不实,加热温度控制不准。497\n(2)冷煨弯管时胎具不合适。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法当煨制弯头椭圆率或皱折不平度超过标准要求时,只能报废,另行煨制。(2)预防措施①采用加热方法煨制弯管时,为了减少圆管断面的变形,需向管内灌入经加热烘干的河砂,并随灌随敲打管壁,以保证干砂充满填实。另外,对煨弯管段的加热温度要控制在850～950℃范围内,过高、过低都会影响弯管的质量。②采用冷弯煨制弯管时,胎具选用要合适;对于较薄管壁煨制弯管时,为了防止断面变形,应采用管内灌砂、充满夯实,再选配合适胎具,进行煨制。第三节暖燃管道施工的质量通病及防治一、碳钢管投运后堵塞1.现象及问题表现管道投运使用后,管内介质流量过小或不流通。2.原因分析(1)管道投运前吹扫、冲洗不彻底或未清理,焊渣、泥砂等杂物堵塞管道;(2)阀件的阀芯脱落,旋起阀柄,而阀芯不能提起,阀门仍为关闭状态;(3)管道螺纹联接时,将填料旋入管内。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法①对于管内污物或填料造成的堵塞大都表现为介质流量过小或不通畅。要治理管道堵塞,首先要判定堵塞部位,卸开或割开清理后再封堵好;②如属阀芯脱落堵塞系统,可将阀门后盖打开,取出阀芯重新装好销牢。498\n(2)预防措施①为防止焊渣流入管内,管道对口间隙应符合规范的要求;对清洁度、平整度要求较高的管道,宜采用氩弧焊打底;在管道安装完毕投运使用前,要彻底冲洗和吹扫管道,以清除泥砂、焊渣等污物,防止投运后聚积在转弯、变径、阀件等部位,造成堵塞。②对螺纹联接管道,所用密封填料要适量,特别是管径较小时,更要防止麻丝旋入管内。③对采用装砂热煨的弯管,要轻轻敲打,仔细检查粘贴在管内壁的砂粒,要彻底清理干净,才能安装。④对于有可能进入异物的管道,每次下班都要将管口封堵好,以防异物及小动物进入堵塞管道。二、采暖水平干管的偏心异径管安装使用不符合要求1.现象及问题表现热水采暖水平干管变径处采用下平的变径接管做法;蒸汽采暖水平干管变径处采用上平的变径接管做法,造成暖气不热。2.原因分析热水采暖水平干管为了有利于空气排除,大都采用“抬头走”的敷设形式。水平干管变径处应采用上平的偏心大小头,否则,变径处易造成空气积存,从而影响热水系统的正常循环,造成暖气不热。蒸汽采暖水平干管为了有利于排除凝结水,大都采用“低头走”的敷设形式,水平干管变径处采用下平的偏心大小头,当错误地使用上平大小头时,该处极易造成凝结水存积,从而引发水击或影响蒸汽系统的正常循环,造成暖气不热。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法热水采暖水平干管上的变径管应改成上平的变径接管做法,如图13-2(a)所示。蒸汽采暖水平干管上的变径管应改成下平的变径接管做法,如图13-2(b)所示。(2)预防措施认真学习采暖专业基础理论知识和规范、标准,弄清热水采暖排净空气、蒸汽采暖排除凝结水是主要矛盾。正499\n图13-2变径接管作法确处理好热水采暖的窝气问题和蒸汽采暖的积水问题,实现系统的正常循环。三、散热器安装缺陷1.现象及问题表现(1)挂装散热器安装不稳固或带足散热器着地不平稳。(2)散热器距墙面距离不符合规范要求。(3)散热器接口处渗漏。(4)散热器接管处渗漏。2.原因分析(1)挂装散热器的托钩数量不够或安装不牢固、强度不够;带足散热器着地不实,未垫稳。(2)预埋托钩尺寸不对或连接散热器的支管来回弯角度不对,造成散热器距墙面尺寸不一致。(3)散热器接口漏水一般都是由于存放和运输不当,使散热器组对接口承受过大的弯曲外力造成的。(4)散热器接管处渗漏一般都是由于活接头垫片、接口填料不符合要求或支管来回弯角度不对,而强行同散热器组装,使接管处受力不均造成的。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法针对安装存在的缺陷,拆下散热器,返修处理重新安装。如支管来回弯角度不合适,可用气焊烘烤予以调整,然后重新接管。(2)预防措施①散热器支、托架数量及散热器中心与墙表面的距离应符合500\n表13-3及表13-4的要求。散热器托钩栽入墙内的深度不得小于120mm,堵洞要严实牢固。对落地安装的散热器,各足均应平稳着地,如需加垫调整时,应使用铅垫。表13-3散热器支、托架数量表上部托钩下部托钩散热器型号每组片数总计或卡架数或卡架数12132～412360型5224623572461——22——33～4——43～8123圆翼型9～1213413～1624617～2025721～24268扁管片、板式1224每根长度小于1.4m2串片式长度为1.6～2.4m3多根串联,托钩间距不大于1m注:1.轻质结构时,散热器底部可用特制金属托架支撑。2.安装带足的柱型散热器,所需带足片的数量为:14片以下为2片;14～24片为3片。表13-4散热器中心与墙表面距离扁管板式串片式散热器型号60型M132型四柱型圆翼型(外沿)平放竖放中心距墙表115115130115809560面距离/mm②为了保证散热器中心距墙表面的距离,在预埋托钩时就要计算好,控制好托钩中心到墙面的尺寸。501\n③散热器组对好后,应按要求进行水压试验;散热器应直立搬运或存放。如需平放时应保证各接口受力均匀。④连接散热器支管的来回弯,中心距离要准确,角度要保证,不允许强行组装。四、煤气管道安装的缺陷1.现象及问题表现(1)管道接口填料不符合规定。(2)管道坡度、坡向不符合规定。(3)引入管立管上下不加三通和堵头。2.原因分析煤气管道有可燃、易爆的危险,在施工中应严格遵照煤气管道施工的有关技术规定,保证使用安全可靠这是煤气管道施工第一位的大事。但在实际施工中,对煤气管道可燃、易爆的危险性认识不够,往往将煤气管道混同为一般介质管道的施工,从而产生不应有的缺陷。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法对于煤气管道施工中不符合技术要求的缺陷,应返工重新安装。(2)预防措施①煤气管道的严密性要求必须保证,这是保证使用安全的前提。因此接口用的密封材料必须符合下列要求:螺纹联接时,应用白厚漆、黄粉甘油或聚四氟乙烯生料带作填料,不得使用麻丝作填料;法兰连接时的法兰垫片,如设计无规定时,当管径小于300mm可采用3～5mm石棉橡胶垫;管径为300～400mm可采用3～5mm涂机油石墨的石棉纸垫;铸铁管承插连接时,可采用石棉水泥或青铅作接口填料。当采用石棉水泥接口时,每隔几个接口应有一个铅口,以增加煤气管道系统的弹性。②煤气管道会有冷凝水产生,因此管道敷设要保证坡度。坡度要求:室外坡度不小于0.003;室内坡度不小于0.002;坡向要求是:小管坡向大管,室内坡向室外,室外坡向排水器,煤气表前502\n坡向引入管,煤气表后坡向用户。③为了便于排水和管道疏通,煤气管道引入管立管上、下两端应装设三通和堵头。第四节管道防腐、保温施工的质量通病及防治一、漆膜返锈1.现象及问题表现金属管道涂漆后,漆膜表面逐渐泛出黄红色锈斑、并逐渐起鼓、破裂、剥落。2.原因分析(1)管道除锈不彻底或管表面水分及污染物未清理干净。漆膜附着不牢,造成返锈。(2)刷涂过程中,漆膜有针孔、气泡等缺陷或有漏涂的空白点。(3)未按设计要求分层刷涂,漆膜太薄,受潮气或腐蚀性介质侵蚀,产生针蚀而引发扩展成大面积锈蚀。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法凡已发生返锈的漆膜,应予以铲除,并认真除锈,重新按设计要求涂刷涂料。(2)预防措施①管道涂漆前,必须彻底清理管子表面的水分、泥土及锈蚀物,使管道表面露出金属光泽。为防止再次生锈,应及时涂刷底漆。②管道刷涂涂料要按设计要求进行,保证刷涂的层数和涂料的质量。③管道刷漆要均匀,防止漏刷和针孔、气泡等缺陷发生。二、漏刷1.现象及问题表现管道除锈刷油后,有个别部位、特别是靠墙、贴地面不好操作的部位涂料漏刷,发生锈蚀,影响管道的使用寿命。503\n2.原因分析(1)由于管道靠墙、贴地不好操作,操作者质量意识不强,造成这些部位涂料漏刷。(2)管道安装作业,违反施工程序,管道设备不刷防锈漆就进行就位、安装,造成有些部位的管道涂料无法再刷,如管道过墙、穿楼板及管道同支架接触处、组装好的散热器、安装好的箱、槽底部等。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法管道或设备某些部位涂料漏刷,产生锈蚀就会严重影响整个系统的使用寿命,危害很大。因此,管道和设备凡是涂料漏刷的部位必须补刷。(2)预防措施①严格按照施工程序进行施工作业。管道和设备安装前必须在地面刷好底漆,安装完后再刷面漆,这样就避免了不便操作部位的涂料漏刷现象,保证了工程质量。②对于管道和设备的靠墙、贴地部位,随时用小镜反照检查,发现涂料漏刷部位,立即补刷。三、涂料流淌1.现象及问题表现在水平管底部及立管式设备的立面,有涂料流淌明显的痕迹。2.原因分析(1)涂料调和时稀释剂添加过多,降低了涂料的黏度,从而影响了同金属表面的附着力,造成流淌下坠。(2)涂料施工作业时,环境温度过低,湿度过大,漆膜干燥慢,易产生流淌。(3)涂料涂刷时操作不当或油漆蘸的太多,刷出的漆膜太厚,由于漆的自重造成下淌、流坠。(4)涂料喷涂时,选用的喷枪喷嘴口径太大,喷枪离喷涂物体太近,喷枪的气压太大或太小,都会造成涂料下淌、流坠。3.纠正方法及预防措施504\n(1)纠正方法①流淌的涂料未干燥时,可用铲刀将油坠铲除,再用同样的涂料满刷一遍。②如流淌的漆膜已经干透,对于轻微的油坠可用砂纸磨平,再满刷涂料一遍。(2)预防措施①稀释剂的添加要边搅边加,适当为止。②管道及设备涂装时环境温度要适当,一般以15～20℃,相对湿度为50%～75%为宜。③涂漆时操作要均匀,涂刷蘸漆不宜过多,漆膜不要太厚,一般应为50～70μm。④当采用喷枪喷漆时,选用喷嘴要合适,喷枪离喷涂物的距离要适当,气压应为0.2～0.4MPa为宜。四、管道保温效果不良1.现象及问题表现管道保冷层外表面夏季存在结露返潮;保温热管道表面冬季存在过热现象。2.原因分析(1)保温材料本身不合格,如保温结构厚薄不均,密度太大等都会降低保温效果。(2)保温材料受雨水侵袭,造成含水分过多;或由于保温层外防潮层被破坏,接口不严,被雨水和潮气侵入,致使保温材料热导率增大,从而大大降低了材料的保温性能。(3)保温层被损坏,或保温材料接口不严,有漏保缺陷存在或保温材料填充不实,有空洞现象。3.纠正方法及预防措施(1)纠正方法①属材料不合格造成的保温效果差,应拆掉改换合格保温材料重新保温。②对于受雨水侵袭的保温结构,应拆除防潮层,使其干燥,505\n然后再做防潮层。③对于保温层损坏、接口不严、漏保的部位应予以补保,保证严实不漏。(2)预防措施①严把保温材料的采购、检查、验收关,必要时须抽样鉴定。不合格者不允许使用。②受雨水侵袭的保温材料,使用前要晒干,除去水分。③施工过程中要做好成品保护;施工中严格按要求进行操作,松散材料应填充密实,接口要严密不漏保,并要捆扎牢固;防潮层缠裹应从低处向高处进行,应搭接缠紧,搭接宽度为30～50mm,缝口应在侧面朝下以防雨水进入。506\n第十四章建筑设备施工安全技术第一节安全条例在施工现场的建筑安装人员必须遵守如下条例:(1)经过安全技术培训或三级安全教育,每周、每天班前建立安全会制度;(2)进入施工现场必须穿工作服、劳保鞋和头戴安全帽;(3)在3m以上空间作业,如无防护网等安全设施时,必须系好安全带;保险钩应扣好挂牢,作业时应防止零件材料和工具等物体向下脱落,禁止上、下抛送材料和工具;(4)操作各种电动机械设备,应先检查电器开关及接地装置是否正常,情况正常方能启动使用;(5)不得随意操作他人管辖的机械设备;(6)在施工危险区,如起重吊臂或拔杆下不得站人;(7)使用工具时应先检有无损伤或松动,按操作规格使用,不违章作业;(8)爱护工具,工具的规格应和安装对象相对应,不得乱用;(9)重视文明生产,各种设备、材料及废料放置有序,及时清除现场杂物,通行方便安全。第二节安全技术和安全措施一、工具、机具操作安全技术(1)各种工具都有安全操作技术要求。使用工具前先进行检查,必须合格才能使用。比如最简单的工具手锤(榔头),锤头使用日久经常受震动及空气干湿变化的影响,可能产生松动,使用松动的手锤,操作时容易产生工伤事故,不仅使用前检查,在操作过507\n程中也应检查其牢固性。同时手握锤把操作时不应戴手套。(2)使用电动工具,应检查有无漏电现象和接地装置是否完好,对电器设备应防雨防潮,大雾天气及空气湿度很高时操作电器设施要谨防漏电,操作人员应戴绝缘手套和穿绝缘胶鞋。(3)使用电动机械设备,应在空负载条件下启动,并缓慢加大负载,以免损伤机械。(4)各种工具均有不同规格和使用范围,如管钳、活扳手、改锥、绞板板牙、钢锯条等,应根据操作对象的规格选择合适的工具,否则既影响施工质量、又容易损坏工具,甚至产生工伤事故。使用活扳手拧紧螺栓或用管钳拧紧管螺纹接口时,不允许在手柄上加套管增长力臂;也不能用它们代替手锤敲击。(5)操作钻床时不可戴手套;使用套丝机、砂轮机、卷板机、咬口机等旋转机械时,均应注意手、衣服和女工长发、发辫不可接近旋转部位。(6)手锤的锤底、尖嘴凿、扁凿、捻凿头顶端应为平面,当使用日久形成球形面后就不能再继续使用,应磨平端面,有油脂时应及时擦除,以免用时打滑。(7)使用射钉枪时,不论是否装有弹药,禁止枪口对着人。射钉枪用毕后,枪内不能存留弹药。二、空中作业安全技术一般把离地面(或楼板)3m以上称为空中(或高空)作业,从事空中作业的人员要求身体健康、技术熟练,并按规定作业。(1)对患有严重心脏病、高血压、贫血症及其他不适于空中作业的人,不得从事高空作业。(2)空中作业必须系上安全带。为空中作业搭设的脚手架、跳板必须牢固可靠、两侧面应有栏杆扶手。(3)登高使用梯子,梯子顶端应用绳索或铁丝系在牢固的建筑构件上,梯子脚部采取防滑措施(如包扎麻布等),竖立角度不应大于60°和小于35°。开脚双梯之间应绑牢拉紧绳,防止两梯滑开。(4)在顶棚内安装时应搭设脚手架或跳板,人不能在顶棚装饰508\n板上站立和通行;如需在顶棚内焊接时,要采取防火灭火措施。(5)空中作业使用工具、零件应放在工具袋内,系在绳索上上下传递,不允许抛上抛下。(6)室外高空作业,遇有恶劣气候应停止空中作业。三、焊接安全技术安装工程中,焊接技术应用广泛,从事安装工作的人员了解焊接安全防护知识是很必要的。(1)手工电弧焊接手工电弧焊接时,面罩是重要防护用具,保护面部和眼睛不受强烈的弧光烧伤,减轻烟雾对呼吸器官的损害。身体应穿焊接防护服、手套绝缘鞋及护脚盖,防止弧光及飞溅金属烧伤。(2)氩弧焊接用氩弧焊接时,应加强防护措施,它产生的紫外线比手工电弧焊强5～10倍,并且还有臭氧、氮氧化物、金属烟雾及微量放射线产生。有些人会产生头昏、头痛、疲倦、咳嗽等反应。焊接场所及打磨钍钨棒处要通风良好。施焊点周围最好用不透光板材围挡,以免强烈弧光损伤他人。(3)射线探伤对焊接口用X射线或γ射线探伤时,应划出警戒区,非探伤人员严禁入内。(4)塑料管、非金属管焊接硬聚氯乙烯塑料管加热焊接时,会产生有害气体。应有良好的通风。用电热式热空气焊枪时,应先开压缩空气阀,然后开加热电源,停用时先关电源,再关闭压缩空气。(5)气焊用氧气焊接时,氧气瓶口要严防沾染油脂,乙炔发生器必须有防止回火的保险罐,氧气瓶与乙炔发生器应有5m以上距离,离火源应有10m以上距离。(6)铅管焊接及铸铁管铅接口铅属于有毒金属,人体吸收过3量的铅能产生铅中毒,危害健康(铅烟浓度应<0.03mg/m),铅3尘浓度应<0.05mg/m,所以铅作业时应注意下列事项。①用铅板或铅管下料时,其表面可甩水润湿,工作场地宜洒509\n水保持潮湿,以免含铅灰尘飞扬,操作时应戴口罩及手套,饮料及食物不得放在铅加工场所。②铅焊接用氢氧焰,点火时应将氢气发生器中的空气全部排净,不得带火种(如抽烟)检查刚放空和经洗涤的氢气发生器,以防爆炸。氢氧焰焊炬及输气橡胶管必须严密不漏气。③铸铁管承插口灌铅前,管口必须干燥、卡箍严密不漏铅。熔铅时,水滴不能落入铅锅,以免蒸气放炮及铅液飞溅。④铅作业完毕后应洗澡更换衣服及漱口,防止铅尘污染及扩散。四、消防安全事项(1)建筑安装工地应设立消防装置,如设消防水源、灭火器及砂箱等。对一般物品着火可用如上三种器材:对于油类物品着火,可用砂土及泡沫灭火器,严禁用水;对于电气设备着火,应切断电源并用干式灭火器扑灭,禁止用水和泡沫灭火剂,以免触电。(2)在易燃易爆厂房及油库安装需焊接或明火作业时,要采取隔离、通风等防范措施,并办理动火签证后方可施工。对于能自燃及易燃物品,应存放在危险品库房内,领料时严禁带入火种。(3)易爆物品仓库应符合防爆、防雷、防火要求,并与居住区保持安全距离。(4)各工程用雷管、炸药、射钉枪弹药等应由专人负责保管,严禁放在宿舍、办公室等公共场所。(5)当发生火灾时,应立即向消防部门报警。五、起重吊装安全技术大型重物起重吊装工作,应由受过专业训练的起重工作人员担任,起重机械由专职驾驶人员操作。吊装时应遵守安全规程并注意以下事项。(1)正确选用、使用起重吊装机械起重机械应标明有最大荷重量及起重速度,并根据需要安设卷扬限制器、起重控制器、联所开关等安全装置。起吊选用钢丝绳规格合适,每个绳股中断丝根数510\n不得超过标准。起重吊装工作应由专职人员指挥,其他人坚守岗位按指挥信号行动。(2)卷扬起重机卷扬起重机操作时,钢丝绳卷在卷简上不得扭转、折弯、压绳等现象,卷扬起重机锚固定要牢固,电器设备要有必要的接地保护线或其他有效的保护装置。(3)临时起重装置采用独脚拔杆起重时,拔杆、滑轮及钢丝绳必须符合起吊重量要求和无损伤;缆风绳地锚牢固。起吊重物时,不准人和重物同机升降。起重臂或重物下人不得通行或停留,重物也不得在空中悬吊停留过久。(4)在重物吊装区域内不应有障碍物注意起重机吊臂与四周架空电线保持安全距离;起吊的设备重物应绑扎牢靠、防止脱落。六、爆破施工安全技术(1)爆破施工必须严格执行爆破操作规程。炸药、雷管储存与装运必须严格执行公安部门的规定。(2)爆破施工从组织上应成立指挥系统和确定指挥信号。(3)装填炸药应根据设计规定的炸药品种、数量和位置。(4)雷雨闪电的天气,停止爆破作业。(5)施工爆破区要设醒目的危险区标志、设专人警戒守卫。(6)对于未爆炸的瞎炮(拒爆)应判明原因后妥善处理。七、其他安全事项1.各种管道的严密性试验及强度试验的安全要求(1)压前应检查管道与支、吊架间的紧固性及支吊架栽埋是否牢固;埋地的铸铁管道转弯、分支处应设置挡墩、管端堵头顶固可靠。(2)试验压力符合设计或施工验收规范标准,不得擅自增、减压力,但高层建筑应考虑介质静压影响,液压管道系统应以最低点的设备、阀门及管件的承压能力为限,防止超压破裂。(3)压力试验时,加压应缓慢,使系统中压力缓慢上升,不可操之过急,以利排除空气和及时发现渗漏和进行处理。(4)用蒸汽吹洗管道,排汽管应接至室外安全地点,管口应朝511\n上倾斜。2.管道除锈及清洗时的安全要求(1)管道除锈或清洗使用的各种酸(硫酸、硝酸、盐酸等)、碱或溶剂应妥善保管,操作人员应按规定穿戴防护服和防护用具。配制酸溶液应遵守操作规程,以免酸液飞溅烧伤皮肤。(2)使用脱脂溶剂或酸液脱脂去污时,应有良好通风或排毒设施。操作人员应带防护眼镜、穿毛料或纯丝工作服、耐酸橡胶高筒靴和手套;废液应妥善处理。3.应预防突发而至的自然灾害(1)高空结构安装时,应预防突发性暴风袭击,杆件不致脱落破坏,要防止雷击。(2)夏季室外施工,既要采取防洪措施,也要采取防暑降温措施。(3)冬季施工要采取防寒防冻保温措施,用煤炉或煤气采暖应防止中毒事故。512\n第十五章施工组织设计的编制第一节施工组织设计的作用及任务一、施工组织设计的定义施工组织设计是施工单位安排施工准备和组织、规划施工全面性的技术、经济的文件,是指导施工单位现场施工的法规。施工组织设计是施工单位为组织、规划、指导某一具体工程项目的施工而编制的现场施工组织的设计文件,它是建筑、安装企业施工管理工作的重要组成部分,是保证按期、优质、低耗地完成建筑安装工程施工的重要措施,是施工企业对施工工程项目实行科学管理的重要环节。二、施工组织设计的作用施工组织设计是施工单位在充分调查研究施工工程现场的客观状况、了解设计院施工图设计的具体要求并根据施工企业自身的技术力量、装备现状的基础上组织编制的。它的作用如下:①全面规划、布置施工生产活动;②制订先进合理的施工技术措施和施工组织措施;③确定经济合理又切实可行的施工方案;④节约地使用人力、物力、财力,主动调整施工中的薄弱环节,及时处理施工中可能出现的矛盾和问题;⑤加强施工现场各方面的协作配合,保证有节奏地、连续地施工,全面地完成施工任务;⑥促进企业以最少的人力、物力和资金消耗,采用先进、科学的管理手段,实现施工项目最优的经济效益和社会效益。三、施工组织设计的任务施工组织设计的主要任务是:513\n①确定施工工程项目开工前必须完成的各项施工准备工作;②计算施工工程项目的实物工程量,并据此合理地部署施工力量,确定人力、施工机具、材料的需用量和供应方案;③从工程施工的全局出发,确定技术上先进、经济上合理的施工方法和技术组织措施;④选定有效的施工机具和合理的劳动组织;⑤合理地安排施工程序和施工方案,编制合理的施工进度计划;⑥对施工现场的总平面和空间进行合理的部署,以便统筹利用;⑦制订确保工程质量、安全生产、物资节约的组织技术措施;⑧确定各项技术经济建设指标。第二节编制施工组织设计的原则为了实现上述施工组织设计的任务,充分发挥施工组织设计的作用,在编制过程中必须遵循以下十条原则。(1)认真贯彻党和国家对基本建设的各项方针、政策,认真执行国务院颁布的《建设工程质量管理条例》的要求,严格遵守基本建设程序和施工程序,科学地安排施工顺序,进行工序排队,在切实保证工程质量的基础上,加快工程施工进度,缩短工期,根据建设单位基建施工进度计划的要求配套地组织工程施工,以便使建设项目早日交付投运启用。(2)严格执行国家颁布的建筑安装工程施工验收规范及建筑安装工程质量检验评定标准,认真遵守施工操作规程,积极采用国内、外先进施工技术和科学地管理方法,确保建设项目的工程质量和施工安全,组织文明施工。(3)努力贯彻建筑安装工业化的方针,加强系统管理,不断提高施工机械化和预制装配化程度,努力提高劳动生产率。(4)合理安排施工生产计划,用统筹法组织平行流水作业和立体交叉作业,不断加快工程施工进度。514\n(5)认真落实季节性施工措施,确保全年连续、均衡地组织施工。(6)尽可能地利用正式工程、原有建筑和设施作为施工临时设施,尽量减少大型临时设施的规模。(7)积极推行工程项目管理,努力提高施工生产力水平;一切从实际出发,做好人力、物力的综合平衡,组织均衡施工作业。(8)因地制宜,就地取材,尽量利用当地资源,减少物资运输量,节约费用开支。(9)精心地进行施工现场的平面规划,节约施工用地,力争不占或少占耕地。(10)认真进行对诸多方案的技术经济比较,选择出最优方案,以使企业在该工程项目上取得最佳的经济效益和社会效益。第三节施工组织设计的分类及编制的内容和依据一、施工组织设计的分类施工组织设计是一个总的概念,根据拟建工程设计阶段和规模的大小、结构特点、技术复杂程度及施工条件,应相应地编制不同范围和深度的施工组织设计。目前,在实际工作中,通常编制的施工组织设计有以下三种。1.施工组织总设计施工组织总设计是以一个大型建设工程项目(建设单位)或在用建筑群为对象,在初步设计或扩大初步设计阶段,对整个建设工程在总体战略部署、施工工期、技术物资、大型临时设施等方面进行规划和安排,以保证施工准备工作按程序,合理、有效地进行。它是指导整个建设工程施工的一个全面性的技术经济文件,是施工企业编制年度施工计划的依据。施工组织总设计因涉及整个建设工程全局,内容比较概括、粗略。2.施工组织设计施工组织设计是以某个建设工程项目的一个单位工程为对象,当施工图到达以后,在单位工程开工之前对该工程所做的全面规划515\n和安排,如确定采用的施工组织、施工方法和技术措施等。由直接施工的项目部组织编写,其内容要比施工组织总设计详细、具体,是指导该单位工程施工的技术经济文件,是施工项目部编制施工作业计划和制定季度施工计划的重要依据。3.施工方案施工方案亦称施工设计,是以一个规模较小的单位工程或以某个难度较大、技术复杂的分部(分项)工程,或以新技术项目为对象,内容比施工组织设计更简明、具体,具有更强的可操作性。施工方案主要围绕工程特点对工程施工中的主要工序,在施工方法、时间配合和空间布置等方面进行合理规划和安排,以保证施工作业的正常、有序地进行。对单体设备、操作工艺相同的安装项目一般编有标准工艺卡或作业指导书,重点说明施工工序和技术要求。为了减少重复劳动。在编制施工方案时可以采用。当采用标准工艺卡或作业指导书时,只须附上根据施工现场实际对空间布置及施工进度所做的具体安排。施工组织总设计、施工组织设计及施工方案分别适用于建设工程不同的对象和范围;对于同一个建设工程三者之间有着紧密的联系:前者涉及工程的整体和全局,后者是局部;前者是后者编制的依据,后者是前者的深化和具体化。二、各类施工组织设计编制的内容和依据编制施工组织设计的目的是为了有效地指导和组织管理施工。因此,不论哪一类施工组织设计,都必须抓住重点,在编制内容上要突出两个方面:一是工程施工必需的准备,研究工程施工必须具备的物质方面和组织方面的客观条件加具体指导工程施工准备工作的实施;二是规划施工活动,研究施工方案及实现方案的有关施工技术、施工组织,采取快速、优质、低耗地完成施工工程的措施。这两个方面的内容有规律地联系在一起,对工程施工准备和工程施工过程实施科学管理。由于建设工程的性质、工程规模的大小、工程复杂程度,工程工期的长短、现场的施工条件、建设地区自然条件和经济条件的不516\n同,各类施工组织设计编制的内容和深度、繁简程度和侧重点等都应该有所区别。要以满足实际施工需要为原则,不要搞形式主义。不论哪一类施工组织设计都必须具备以下七个方面的基本内容:(1)工程概况;(2)施工技术方案;(3)施工进度计划;(4)技术物资需用量及供应计划;(5)施工准备工作计划;(6)施工现场平面规划;(7)主要经济技术指标计算和分析。各类施工组织设计编制的具体内容和依据如下。1.施工组织总设计编制的内容和依据施工组织总设计的内容和编制深度,视所承建工程的性质、规模大小、施工的复杂程度、工期要求、施工现场条件及当地自然条件和经济条件的不同而有所不同,但都应突出“规划”和“控制”的特点。施工组织总设计一般应包括以下主要内容。(1)工程概况①工程名称、地点、建设单位、承建的工程内容、性质、主要实物工程量、工程总造价、建设工程总工期、工程的质量目标等。②上级对该工程的批件。③建设地区的自然条件及技术经济条件。④工程的特性、工艺要求、主要工艺流程,施工的关键过程和特殊过程,涉及的新工艺、新技术及技术难点。(2)施工部署和主要单位工程施工方案的确定主要包括施工任务的组织分工和安排,主要单位工程的施工方案、主要工种工程的施工方法等。(3)施工总进度计划包括建设工程总进度、主要单位工程综合进度和土建配合施工进度、如属跨年工程还应编制逐年工程进度计划。施工总进度计划,用以控制整个建设工程的总工期及各单位工程的搭接关系和延续时间。517\n(4)技术、物资供应计划。(5)劳动力组织、技术培训和各工种劳动力的需用计划。(6)保证工程质量和安全生产的技术、组织措施。(7)施工准备工作计划主要包括对建设地区自然条件及技术经济条件等的调研,掌握设计进度和意图,编制施工组织设计和研究有关施工技术措施,新工艺、新技术、新材料的试验,技术培训、物资和施工机具的申报和准备等。(8)附属企业及大型临时设施规划。(9)施工现场总平面规划就是把建设地区已有的和拟建的地上或地下建筑物、构筑物及施工所需的各项设施,如材料仓库、运输路线、附属生产企业、供水、排水、供电及临时建筑物等,合理规划设计后绘制在施工现场总平面图上。施工现场总平面规划是具体指导整个施工现场进行有组织,有计划实现文明施工的在平面和空间的规划部署方案。(10)整个建设工程的总包单位、分包单位、建设单位三方配合协作关系及各自的职责。(11)主要经济技术指标分析用以评价该施工组织设计的技术经济效果,并作为今后考核的依据。施工组织总设计的编制依据如下。(1)计划文件如国家批准的基本建设计划文件,分期分批投产的期限要求;投资计划和工程所需材料、设备的订货计划;建设地点所在地区主管部门的批件;施工单位的中标文件等。(2)设计文件如批准的初步设计或技术设计图样资料、设计说明书及总概算等。(3)建设地区的调查研究资料如建设地区的气象、地形、地质、地方资源等资料及交通运输条件和公用设施等。(4)有关上级的指示及国家现行的关于基本建设的规定如国家现行的关于建筑安装工程的施工验收规范、质量检验评定标准及法规,建设所在地区颁发的关于安全、消防、环境保护等方面的要求及规定等。518\n(5)定额文件如概算指标、概算定额、预算定额、工期定额及劳动定额等。(6)相应工程的经验资料指类型相似或近似工程的相应资料及经验材料。(7)土建公司(或其他单位)编制的该工程施工组织总设计。2.施工组织设计编制的内容和依据施工组织设计是以单位工程为对象,根据现场施工的实际条件及施工组织总设计对该单位工程所提出的条件和要求编制指导该单位工程施工的施工组织设计文件,是施工组织总设计在该单位工程的具体化。施工组织设计一般应包括以下内容。(1)工程概况单位工程地点、建筑面积、结构型式、工程特点,实物工程量、建筑安装工作量、工期要求等。(2)施工技术方案包括确定主要项目的施工顺序和施工方法的选择;主要安装施工机械的选用及有关技术、质量、安全季节性施工技术措施等。(3)施工进度计划包括划分施工项目、计量工程量、计算劳动量和机械台班量,确定分项、分部工程的作业时间,同时考虑各工序之间的搭接关系,编制施工进度计划并绘制施工进度网络图表等。(4)各工种劳动力需用计划及劳动组织。(5)材料、加工件需用计划及施工机械需用计划。(6)施工准备工作计划包括为该单位工程施工所作的技术准备、现场准备、机械、设备、工具、材料、加工件的准备等,并编制施工准备工作计划图表。(7)施工平面规划图用来表明该单位工程所需施工机械、现场强制加工件加工场地、加工件堆放场地、施工大宗材料及五金电料配件等堆放场地及现场临时运输道路。临时供水、排水、供电、供热管线和其他生活、办公临时设施的合理布局,并绘制成施工现场平面规划图,以便按图进行该单位工程现场施工平面的布置和519\n管理。(8)确定技术经济指标施工组织设计编制的依据如下。①施工图包括本工程的全部施工图、设计说明书以及设计规定采用的标准图。②土建的施工进度计划根据土建单位的施工进度计划确定相互配合交叉施工的要求以及对该工程的开、竣工时间的规定和二期要求等。③施工组织总设计施工组织总设计对该单位工程的规定和要求。④国家现行的有关法规、规范、标准、规程及上级有关指示,省、市地区的操作规程、工期定额、预算定额和劳动定额等。⑤设备、材料申请订货资料(引进设备、材料的到货日期)。⑥类似工程的经验资料及有关技术创新的成果材料等。3.施工方案编制的内容和依据施工方案是简化的施工组织设计,它的编制对象是针对难度较大,施工工艺比较复杂、技术和质量要求较高,或采用新技术、新工艺的分部(分项)工程或专业工程。如锻压车间的2000t水压机安装、锅炉房的散装锅炉安装等。因水压机、锅炉属大型重要关键设备,技术、质量要求高,安装工艺复杂,因此就必须单独编制水压机、锅炉安装的施工方案。对一条地形复杂的大口径上水外线,因工种单一,也可编制施工方案。施工方案的内容基本上与单位工程施工组织设计内容相同,但要比单位工程施工组织设计简单,重点应突出施工技术、组织措施和施工方法。施工方案编制一般应包括以下内容:(1)工程概况的简要说明;(2)主要的施工方法和技术组织措施;(3)施工进度计划安排;(4)确保工程质量和安全生产的措施;(5)主要劳动力、材料、机具、加工件计划;520\n(6)施工区域的平面布置图。施工方案编制的依据是:(1)施工图该项目的全部施工图、设计说明书及设计规定采用的标准图;(2)国家现行的规范、标准、规程,预算定额、工期定额、劳动定额等;(3)施工组织设计对该工程项目的规定和要求;(4)土建的施工作业计划及相互交叉配合施工的要求;(5)类似工程项目的经验资料等。第四节施工组织设计主要组成部分的编制一、施工技术方案的选择和确定施工技术方案是施工组织设计的一个重要的组成部分,也是编制施工进度计划和绘制施工现场平面图的依据。确定的施工技术方案是否先进、合理、经济,直接影响着工程的进度、施工工程的质量和项目的经济效益。编制施工技术方案通常包括以下三个方面的内容。1.施工顺序确定确定施工顺序是为了按照施工的技术规律和合理的组织关系,解决各项目之间在时间上的先后和相互搭接问题,以做到保证工程质量、施工安全、充分利用施工作业空间,争取时间,实现合理安排工期的目的。它对于降低工程成本,提高工程质量、缩短工期;提前获得基本建设投资效益,具有重要的意义。施工顺序的编排要求和方法如下。(1)整个建设项目的施工顺序安排,主要应根据工程投产顺序和各单位工程的施工工期的长短以及是否有利于以后的工程施工的顺利进展为原则进行安排确定。一般按生产工艺流程先投产的、工程量大的、施工周期长的应先行安排施工。(2)单位工程施工顺序的安排,应根据工程和工种技术要求进行确定。主要应考虑施工工序的衔接,要符合施工的客观规律,防521\n止颠倒工序,避免造成相互影响和重复劳动。一般应该按先土建施工,后管线设备安装,如水泵的安装,应先进行设备基础施工,再进行设备的吊装,最后才能进行配管,这就是按工程的技术要求来编排施工顺序;承插给水铸铁管道的安装,则是按工种技术要求编排施工顺序,它是在水泥接口施工完毕,并经过一段时间养护、接口强度达到一定要求,管道充水一定时间后才可进行水压试验。(3)根据工程本身特点确定施工顺序。例如,室外排水管道施工,应先从全线的下游和出口部位开始。而室内雨水排水管道的施工则先从屋面天沟雨斗承接斗开始,然后依次安装悬吊管、联接管、雨水立管及地下排出管。(4)根据有利于成品保护的原则确定施工顺序。例如,先进行埋地工程的施工,后进行地面工程的施工;先高空部分工程施工,后地面部分工程施工,这样可以防止后面工序施工对前面工序完成产品的损坏或污染;有利于成品保护。(5)根据有利于后续工序施工作业的原则安排施工顺序。对于设备安装工程,应先安装机械设备,后进行管道和电气的配管、布线;对于机械设备安装,应先安装体积大、质量重的关键主要设备,后安装普通一般的机械设备。管道安装工程应先安装于管,后安装支管;先安装大口径管道,后安装小口径管道;先安装支架上靠里面的管道,后安装靠外面的管道。这样不仅施工操作方便,也可防止后续施工对前面施工工程的损坏,有利于成品保护。2.施工劳动组织的部署施工组织实际上就是在工程施工中对施工力量的部署。对于建筑安装工程的施工,一般都是按分部,分项工程进行组织的。而每一个分部或分项工程的施工,大都由一个或数个专业施工班组来承担,班组内根据工程施工需要配备一定数量的辅助工种(如电焊工、气焊工、油漆工等),具体采用何种施工组织形式必须根据工程对象和现场实际情况来确定。一般组织施工的形式有依次施工、流水施工、交叉施工这三种形式,具体采用哪种组织施工的形式同施工的组织一样,需根据工程对象和现场实际来选定。522\n3.施工方法的选择主要项目(或工序)的施工方法是施工技术方案的核心。选择施工方法时首先要根据工程特点,找出哪些项目(或工序)是主要项目(或工序),以便在施工方法选择时重点突出、确实能够解决施工中的关键问题。主要项目(或主要工序)的确定不是固定不变的,而是随工程的不同而异,不能千篇一律。建筑安装工程的施工方法也是多种多样的,即便是同一个施工项目,也可能采用多种施工方法来完成。如设备吊装有分件吊装,组合吊装和整体吊装;管道吊装同样也可采用多种起吊方法来完成。究竟采用何种施工方法、必须结合工程施工现场的实际条件和企业的技术能力、管理水平、装备状况。所选择的施工方法必须满足技术的合理性、经济性和实现可能性的原则。其具体要求如下。(1)技术合理性,包括施工的可能性和先进性例如,锅炉在低于+5℃的环境温度下进行水压试验时,必须采取相应的保温防冻措施;室内排水管道施工,上、下两层卫生用具不在同一铅垂位置时,允许用一段不太长的水平管将不对直的立管连接在一起,但在联接后的第一层应设立管检查口,或用两个斜三通连接,拐弯处分别设检修口。(2)施工方法的可能性取决于工程施工现场的实际条件例如,管道穿越高速公路、铁路、机场跑道及建筑物时,一般都采用顶管法施工;大口径管道安装时,一般都采用吊车吊装;但当施工现场狭小、上空又有高压电线路等障碍物时,就应采用其他吊装方法进行施工。(3)施工方法的先进性应体现在以下几个方面简化了施工工艺或施工过程,减轻工人的劳动强度,提高劳动效率、减少劳动力和机械台班的用量,尽量使用企业现有的机械、减少材料消耗、提高工程质量,加快工程进度等。对于同一施工项目,采用几种施工方法进行施工在技术上可能都可以办到,但在其先进性上会相差甚大。因此,施工方法的选择主要在于施工方法先进性的选择。(4)施工方法的经济性经济性要表现在施工方法本身所消耗523\n的人力、技术资源的经济性、同时还应考虑由于提前竣工对施工单位带来的经济利益和早日投入使用对国民经济发展所带来的社会效益。(5)要认真进行对诸多施工方法的技术经济比较,从中选出最佳施工方法。施工技术方案的选用是否先进、合理、经济,直接影响着工程的质量、施工的工期和工程的成本,因此,一定要在拟定的多种施工技术方案中进行技术经济比较,从中选择出在技术上是先进的,能确保工程质量,且工期合理,在成本费用上是经济的最优方案。施工技术方案的技术经济比较通常从定性和定量两个方面进行。(1)定性分析方法定性分析法是根据经验对施工技术方案从先进性、安全性、操作上的难易等方面进行比较分析,从中选出较优的方案。定性分析法比较方便,但由于方案比较不能量化,因此不够准确,决策容易受人为主观因素的影响和制约。(2)定量分析方法施工技术方案的技术经济比较,在实际工作中广泛采用多指标比较法。该法简便实用,因此也采用较多。采用多指标比较法时对指标的选用要适当,要注意可比性。采用定量分析法确定技术方案时,有两种情况要分别处理。①其中一个方案的各项指标均优于另一个方案,优劣对比是一目了然、确定无疑的,则该方案即为选用方案。②通过计算,几个方案的指标优劣有穿插、一时难以确定。如对比的方案要全面考虑成本、工期、材料消耗、劳动力消耗、资金占用等指标,而且这些指标大多是相互联系和相互制约的,如何评价多指标方案的优劣,最为简便的方法有以下四种:即加权和法、加数和法、各次计分法和指标分层法。二、施工进度计划的编制施工进度计划的编制,应在满足建设单位工期要求的前提下,在依据确定的施工技术方案,对工程所需的材料、成品、半成品、附件及设备的供应情况;能够投入的施工劳动力、施工机械设备数524\n量及其效率,协作单位配合施工的能力;施工季节及施工现场条件等诸多因素进行综合研究的基础上,对工程的施工顺序,各个工序的延续时间及工序之间的搭接关系,工程的开工时间、竣工时间及施工总工期作出安排。编制施工进度计划的目的在于合理安排施工进度、做到协调、均衡、连续地组织施工,为施工计划的编制提供可靠的依据,同时也是编制劳动力计划、材料供应计划、加工件计划和机械需用计划的依据。因此,施工进度计划是施工组织设计中一项非常重要的内容。1.编制施工进度计划的依据(1)已经确定的施工技术方案。(2)国家对工程竣工投产的工期要求或施工组织总设计对该单位工程的工期要求。(3)现场的施工条件(包括设备、材料、劳动力、施工机具、构配件的供应情况、土建的施工进度安排及现场施工准备情况等)。(4)有关的工程预算及定额资料。2.编制施工进度计划的原则(1)施工进度计划必须与已确定的施工技术方案相吻合,满足建设单位的工期要求,照顾各工序间的衔接关系,按顺序组织均衡施工。(2)首先安排工期最长、工程量最大、技术难度最高和占用劳动力最多的主导工序。(3)优先安排易受季节条件影响的工序,尽量避开季节因素对施工的影响。3.用网络图法编制施工进度计划,施工进度计划编制的方法很多,通常有:平行流水作业法和网络图法,条状日历进度表、座标曲线指示施工进度表等,一般广泛采用的是网络图法。用网络法编制施工进度计划是华罗庚教授统筹法理论在计划管理中的实际应用,它克服了条形图的片面性,它通过工序流线图表达计划进度。工序流线图是个网状图形,故称网络图,其优点如下。525\n(1)网络图把施工对象的各有关施工过程组成一个有机的整体,因而能全面、明确地反映出各工序之间的相互制约和相互依赖的关系。(2)网络图可以进行各种时间参数的计算,并依计算结果,能从繁多的施工环节中,找出影响工程进度的关键工序,便于在组织施工时集中:精力抓住主要矛盾,通观全局,统筹兼顾,进行合理的计划安排和计划调整工作;确保按期竣工,避免盲目抢工。(3)用网络图法编制施工进度计划,提供了一套计划调整和优选的科学方法,便于从许多可行方案中,根据不同评价指标选择最优方案。同时为计划执行期间的控制管理及调整工作提供了简便、有效的途径。(4)通过网络图能清楚地反映出各工序的机动时间,可以更好地运用和调配人力与机械,节约人力、物力,达到降低成本的目的。(5)网络图可以用电子计算机对复杂的计划进行计算、调整和优化,实现计划管理的科学化,从而提高了计划管理的工作效率和质量。用网络图编制单位工程施工进度计划的方法和步骤如下。(1)熟悉图样,调查研究,分析情况编制施工进度计划前,必须全面熟悉和认真审阅施工图纸,了解技术要求,摸清施工条件,做到心中有数。(2)确定施工顺序施工工序流线图的繁简程度,以满足施工需要为原则。供领导参考使用的工序流线图,工序可划分得粗一些,以便图面简洁、清晰、一目了然,便于抓住关键。而供具体指导施工的技术人员和生产调度人员使用的工序流线图,工序则应适当的划分细一些,便于及早发现问题,解决矛盾,正确指导施工。对于复杂的或工期长的工程,工序流线图也可以分阶段绘制,由粗到细,逐步发展。先编一个粗的工序流线图,作为控制性的单位工程施工进度计划,随着工程的进展,再按分部工程或分项工程编制较细的工序流线图。(3)计算工程量工程量计算方法同施工图预算相同,当施工526\n图预算已经编制,就可直接采用施工图预算中的工程量。使用时应注意计量单位的变换。整个工程量计算出来之后,还应按照施工工序的划分,列出分段工程量。套用定额,计算劳动力和机械台班需用量。其计算按下公式进行:某分项(工序)工程量某分项(工序)工程所需劳动量=某分项(工序)产量定额=某分项(工序)时间定额×某分项(工序)工程量某分项(工序)工程量某分项(工序)工程所需机械台班用量=某分项(工序)产量定额=某分项(工序)时间定额×某分项(工序)工程量(4)确定各工序的延续时间根据劳动力和机械需用量、各工序每天可能出勤人数、机械数量及工作面的大小,即可确定出各工序的作业时间。对于采用新技术、新材料、新工艺、或出勤人数不易确定时,可采用估算法预计该工序的作业时间。(5)绘制工序流线图草案。(6)计算时差并确定关键线路和总工期时差就是每个工序最早可能开工时间与该工序最迟必须开工时间的差。(7)关键线路就是指支配和影响着工程进度,在工序流线图中,需要工期最长的工序线。(8)检查与调整对已绘好的工序流线图可以从以下几个方面进行检查。①总工期是否符合要求。②各工序安排的时间和顺序能否保证工程质量和安全施工的要求。③劳动力使用是否均衡。④材料、机械、加工件、零配件供应能否满足要求。对检查中发现的某些问题,可采取相应的技术措施加以调整解决;如采取技术措施还难以满足要求时,则要调整施工进度计划。527\n图15-1是按已确定的各工序时间绘制的10t锅炉本体安装网络图。图中双线为主要矛盾线,从图中可知锅炉本体安装工程施工工期为54天。图15-1锅炉本体安装网络图实践证明、采用网络图法编制施工进度计划、可以选择最优的施工顺序,缩短施工工期、提高劳动生产率和降低工程成本。三、技术、物资供应计划的编制技术、物资供应计划是实现施工技术方案和施工进度计划的物质保证。施工进度计划确定以后,必须根据施工进度计划的要求,提出技术、物资供应计划。技术物资供应计划的内容,一般应包括以下几个方面。1.劳动力需要量计划的编制劳动力需要量计划是根据施工进度要求反复平衡以后确定的。施工进度计划中的劳动力平衡图是劳动力需要量计划的数量依据;劳动组织提出了施工中各工种工人的技术等级要求(主要是高级工),它是对劳动力的质量要求。劳动力需要量计划从数量和质量两个方面,保证施工活动的正常进行。2.施工机具需要量计划的编制施工机具需要量计划主要是根据施工技术方案和施工进度计划所规定的施工期限来确定。其内容应包括施工机械工具及周转材料。528\n施工机械分为通用施工机械和专用施工机械两部分。通用施工机械在编制机具计划时只提出型号、数量和需用日期即可。对于专用施工机械需绘出设计图纸,提出材料预算,专门加工制造。3.设备进场计划和材料、零配件供应计划施工中的安装工艺设备和材料、零配件必须按施工进度计划要求的时间组织供应,以保证施工的顺利进行。对于编有施工预算的单位工程,可用施工预算代替技术、物资供应计划,但应在说明书中注明物资供应的具体日期。四、施工准备工作计划的编制施工准备工作计划,是施工准备工作的一项重要内容,也是绘制施工现场总平面图的基础资料。其主要内容包括施工现场临时用电、用水、用汽、仓库、生产基地和生活福利设施的计划。1.施工用电计划保证施工用电是进行正常施工的前提条件,因此编制好施工用电计划是很重要的。编制施工用电计划的步骤是:(1)确定施工现场的动力和照明用电量总用电功率(kW)可按下式计算:cabP=1.10(K1∑P+K2∑P+K3∑P)(15-1)c式中∑P———全部施工用电设备需用功率的总和;a∑P———室内照明设备额定容量的总和;b∑P———室外照明设备额定容量的总和;K1———全部施工用电设备同期使用系数,按用电设备台数在1～0.6间选用;用电设备越多,K1值越小;K2———室内照明设备同期使用系数,一般采用K2=0.8;K3———室外照明设备同期使用系数,一般采用足K3=1;1.10———用电不均匀系数。(2)电源选择选择电源最经济的方案是利用施工现场附近已有的高压线路或变电所供电,但事先需向供电部门申请。如工地附近电源可以满足施工用电时,变压器的容量(kVA)可按下式计算:529\nKPW=(15-2)0.75式中P———变压器服务范围内的总用电量;K———功率损失系数。计算变电所容量时,取1.05;计算临时发电站时,取1.10。根据计算出的总用电量,参照变压器规格表选用变压器。(3)确定电源供给点,进行供电线路的布置。(4)计算确定配电导线导线断面可根据电流强度进行选择,然后以电压损失及力学强度加以核算。(5)绘制施工现场供电平面图。2.施工供水计划施工用水包括生产、生活及消防用水这三部分,在确定施工现场临时用水时,主要解决以下问题:(1)供水量的确定①一般生产用水量(L/s)计算:1.1∑Q1N1K1q1=(15-3)t×8×3600式中q1———生产用水量(L/s);Q1———最大年度(或季度、月度)工种工程量,可由总进度计划表及主要工种工程量表中求得;N1———各工种工段施工用水定额;K1———每班用水不均衡系数;t———与Q1相应的工作延续时间(天数)按每天一班计算;1.1———未考虑到的用水量修正系数。②施工机械用水量(L/s)计算:1.1∑Q2N2K2q2=(15-4)t×8×3600式中q2———施工机械用水量(L/s);Q2———同一种机械的台数(台);N2———该种机械的台班用水定额;530\nK2———施工机械用水不均衡系数;1.1———未考虑到的用水量修正系数。③生活用水量(L/s)计算:1.1∑Q3N3K3q3=(15-5)t×8×3600式中q3———生活用水量(L/s);N3———每人每日生活用水定额;K3———每日用水不均衡系数;1.1———未考虑到的用水修正系数。④消防用水量计算:消防用水量q4应根据施地的大小和居住人数查消防用水定额确定。⑤总用水量计算:总用水量Q应根据下列三种情况考虑:当(q1+q2+q3)≤q4时则q4(失火时停止施工);当(q1+q2+q3)>q4时则Q=q1+q2+q3(失火时停止施工)。以上适用于工地面积小于10公顷的工地。当施工工地面积大于10公顷时,只考虑一半工地施工,则用水量为:1Q=q4+(q1+q2+q3)(15-6)2(2)选择水源确定水源应尽可能的利用现有的城市给水系统或利用已建成的该工程永久性的给水系统。(3)布置给水管网如有可能尽量地利用永久性管网,因为这是最经济的方案。如必须设置临时管网,通常采用环状式或枝状式两种。3.工地仓库的确定仓库是储存施工材料、工具、设备的地点。决定仓库的因素很多,如材料、设备的需用量,施工地区的运输能力及具体条件531\n都直接影响着工地仓库的设置。工地仓库设置主要应解决以下问题:(1)根据物资供应情况确定仓库的性质。仓库按用途分中心库、现场库和专用库;按结构分露天库、棚式库和封闭式库三种,具体采用何种形式,应根据实际情况选定。工地仓库应尽量设在交通方便的地方,并全面考虑防火、防水、防潮、防爆的要求。(2)计算并确定仓库的贮备量。(3)根据贮备量及某种材料单位面积的贮备定额,即可计算出某种材料所需的仓库面积及仓库总面积。(4)进行仓库的设计和定点。4.工地加工厂的设置工地加工厂应根据工程对象的具体要求来确定设置。应在充分发挥后方基地作用,尽量采用集中加工预制,尽量减少现场加工作业的前提下合理安排。加工厂的面积,可根据加工任务量查有关资料确定。5.临时设施的确定现场临时设施的确定,取决于现场的职工人数和施工期限的长短。一般现场临时设施包括行政管理和辅助生产用房(如办公室、警卫室、汽车库及修理间等)、居住用房(如职工宿舍、招待所)及生活福利用房(如食堂、开水房、医务室、托儿所、理发室、浴室等)。临时设施搭建应首先考虑尽量利用永久性建筑物,以减少临设工程的搭建。如工期较长,一般在三年以上的施工现场可以考虑设备永久性的临设工程。五、施工平面图的设计施工平面图是布置施工现场的依据,施工平面图设计的目的是为了正确解决施工区域的空间和平面的组织;处理好施工过程中各方面的关系,使施工现场的各项施工活动都有秩序和顺利地进行,实现文明施工,节约土地,减少临时设施费用。因此,搞好施工平面图设计,是施工组织设计中一项十分重要的工作。施工平面图设计总的要求是:(1)布置要紧凑,占地要少,尽量不占或少占农田。532\n(2)尽量减少二次搬运。(3)临设工程在满足使用的前提下,尽量利用已有的材料,多用装备式结构,以节约临设费用。(4)有利于生产,方便于生活,同时在安全消防、环保、市容、卫生等方面符合国家的有关规定和法规。施工平面图设计的依据是建筑总平面图、施工图。本工程的总进度计划及主要工程项目的施工方案等。施工平面图设计可分为施工区和生活区两部分进行。对施工区的平面图设计,一般按以下步骤进行:(1)根据施工方案要求,确定主要施工机械设备的位置。(2)规划待安装设备、材料、构件的堆放位置。(3)规划运输线路。(4)确定仓库和加工厂的位置。(5)进行现场供水、排水及供电线路的布置。对于生活区的平面设计应考虑施工区同生活区分开布置,但不宜相距太远;生活区宜集中布置,以便于集中管理和安排服务性设施;生活区必须考虑防火和卫生的要求;办公室一般设置在施工区比较合适,但如施工区同生活区相距较近,亦可设置在生活区,视现场具体情况而定。第五节施工组织设计的编制程序和审批程序对于大中型建设项目和民用建筑群,一般由公司总工程师组织编制施工组织总设计;小型项目和一般工程,由工程处主任工程师组织编制施工组织设计或施工方案(一般施工方案由施工队(项目部)技术负责人组织编写)。工业设备安装工程、机械化施工工程均应单独编制施工组织设计。各类施工组织设计编制完毕,应报编制单位的上级审批。未编制施工组织设计的工程项目一律不许开工。编制了施工组织设计,必须认真执行。现场的施工活动,必须按照施工组织设计的要求进行。施工管理、计划管理、技术管理、物资供应和附属加工企业都必须按照施工组织设计规定的内容和要533\n求来安排布置各自的工作。如施工条件发生变化,施工方法有重大变动,施工组织设计应及时修改补充,经原审批部门批准后,按修改后的方案执行。各级生产和技术负责人,是施工组织设计实施的组织领导者。在检查施工计划和施工活动时,要对施工组织设计的执行情况进行检查;发现问题及时提出改进意见,对不执行施工组织设计而造成事故者,要追究责任。施工组织总设计编制程序见图15-2;图15-2施工组织总设计编制程序图单位工程施工组织设计编制程序见图15-3。施工组织设计是施工管理工作中一项很重要的工作,也是决定施工任务完成好坏的关键。编制过程中必须采用科学的方法,对较复杂的建设项目,要组织有关人员多次讨论、反复修改,最终达到施工组织设计优化的目的。施工组织设计在编制过程中,为了方便534\n图15-3单位工程施工组织设计编制程序图使用,直观、明了,应尽量减少文字叙述,多采用图表。施工组织设计编制过程中要防止以下几种偏差。(1)对施工现场不做具体、细致的调查研究,致使施工组织设计脱离现场实际,基层难以执行,结果使施工组织设计成为应付开工的一种形式,失去指导施工的作用。(2)不管工程对象大小,结构复杂程度,一律表格一大套,文字一大堆;重点不突出,结果成效甚微。(3)只抓编制,不抓贯彻执行。不是严格按照施工组织设计的要求组织施工,而是抛开施工组织设计,盲目、随意进行施工。以上几种情况,都使施工组织设计失去意义,起不到指导、组织施工的重要作用,必须予以纠正。535\n附录1流体输送运用无缝钢管规格管壁厚(mm)外径2.52.83.03.54.04.55.05.56.06.57.0(7.5)8.0(8.5)9.0(9.5)101112(13)14(15)16(17)18(mm)理论质量(kg/m)321.762.022.152.462.763.053.333.593.854.094.324.534.74————————————382.192.432.592.983.353.724.074.414.745.055.355.645.92————————————422.442.702.893.353.754.164.564.955.335.696.046.386.717.027.327.607.88————————402.622.913.113.754.044.494.935.365.776.176.566.947.307.657.998.328.63————————502.933.253.484.014.545.055.556.046.516.977.427.868.298.709.109.499.86————————54——3.774.364.935.496.046.587.107.618.118.609.089.549.9910.4310.8511.67———————57——4.004.625.235.836.416.997.558.108.639.169.6710.1710.6511.1311.5912.4813.3214.11—————60——4.224.885.526.166.787.397.998.589.159.7110.2610.8011.3211.8312.3313.2914.2115.0715.88————63.5——4.485.185.876.557.217.878.519.149.7510.3610.9511.5312.1012.6513.1914.2415.2416.1917.09————68——4.815.576.317.057.778.489.179.8610.5311.1911.8412.4713.1013.7114.3015.4616.5717.6318.6419.6120.52——70——4.965.746.517.278.018.759.470.1810.8811.5612.2312.8913.5414.1714.8016.0117.1618.2719.3320.3521.31——73——5.186.006.817.608.389.169.9110.6611.3912.1112.8213.5214.2114.8815.5416.8218.0519.2420.3721.4622.4923.4824.1476——5.406.267.107.938.759.5610.3611.1411.9112.6713.4214.1514.8715.5816.2817.6318.9420.2021.4122.5725.6824.7425.7583———6.867.798.719.6210.5111.3912.2613.1213.9614.8015.6216.4217.2218.0019.5321.0122.4423.8225.1526.4427.6728.8589———7.388.389.3810.3611.3312.2813.2214.1615.0715.9816.8717.7618.6319.4821.1622.9924.3725.8927.3728.8030.1931.5295———7.908.9810.0411.1012.1413.1714.1915.1916.1817.1618.1319.0920.0320.9622.7924.5626.2927.9729.5931.1732.7034.18102———8.509.6710.8211.9613.0914.2115.3116.4017.4818.5519.6020.6421.6722.6924.6926.6328.5330.3832.1833.9335.6437.29108————10.2611.4912.7013.9015.0916.277.4418.5919.7320.8621.9723.0824.1726.3128.4130.4632.4534.4036.3038.1539.95114————10.8512.1513.4414.7215.9817.2318.4719.7020.9122.1223.3124.4826.6527.9430.1932.3834.5336.6238.6740.6742.62121————11.5412.9314.3015.6717.0218.3519.6820.9922.2923.5824.8626.1227.3729.8432.2634.6236.9437.2141.4343.6045.72\n续表管壁厚(mm)外径2.52.83.03.54.04.55.05.56.06.57.0(7.5)8.0(8.5)9.0(9.5)101112(13)14(15)16(17)18(mm)理论质量(kg/m)127————12.1313.5915.0416.4817.9019.3220.7222.1023.4824.8426.1927.5328.8531.4734.0336.5539.0141.4343.8046.1248.39133————12.7314.2615.7817.2918.7920.2821.7523.2124.6626.1027.5228.9330.3333.1035.8138.4141.0043.6546.1748.6351.65140—————15.0416.6518.2419.8321.4011.9624.5126.0427.5729.0830.5732.0634.9937.8840.7243.5046.2448.9351.5754.16146—————15.7017.3919.0620.7222.3624.0025.6227.2328.8230.4131.9833.5436.6239.6642.6445.5748.4651.3054.0856.82152—————16.3718.1319.8721.6023.3225.0326.7328.4130.0331.7433.3935.0238.2541.4344.5647.6550.6853.6656.6059.48159—————17.1518.9920.8222.6424.4526.2428.0229.7931.5533.2935.0336.7540.1543.5046.8150.0653.2756.4359.5362.59168——————20.1022.0423.9725.8927.2929.6931.5733.4335.2937.1338.9742.5946.1749.6953.1756.6059.9863.3166.59180——————21.5923.7025.7527.7029.8731.9133.9335.9537.9539.9541.9245.8549.7253.5457.1361.0464.7168.3171.91194——————23.3125.6027.8230.0032.2834.5036.7038.8941.0643.2345.2849.6453.8658.0362.1566.2270.2474.2178.13203————————29.1431.5033.8336.1638.4740.7743.0545.3347.5952.0856.5260.9165.9469.5473.7877.9782.12219————————31.5234.0636.6039.1211.6314.1246.6149.0851.5456.4361.2666.0470.7875.4680.1084.6989.23245—————————38.2341.0943.8546.7619.5652.3855.1757.9563.4868.9574.3879.7685.0890.3695.59100.77273—————————42.6445.9249.1052.2855.4558.6061.7364.8671.0777.2483.3689.4295.44101.41107.33113.20299———————————53.9157.4160.8964.3767.8371.2778.1384.9391.6998.40105.06111.67118.23124.74325———————————58.7462.5466.3570.1473.9277.6885.1892.63100.03107.38114.68121.93129.13136.23351————————————67.6771.8075.9180.0184.1092.23100.32108.36116.35124.29132.19140.03147.82377——————————————81.6886.1090.5199.29108.02117.00125.33133.91142.44150.93159.36402——————————————87.2191.9596.67106.06115.41124.71133.94143.15152.30161.40170.45426——————————————92.5597.57102.59112.58122.52132.41142.25152.04161.78171.47181.11450——————————————97.87103.20108.50119.08130.61140.09150.52160.90171.24181.52191.76(465)——————————————101.10116.48112.20123.15134.05144.90155.70166.46———480——————————————104.52110.22115.90127.22139.49149.71160.80172.00———500——————————————108.90114.91120.83132.65145.41156.12167.79179.40———530——————————————115.62121.94128.23140.78154.29165.74178.14190.50———(550)——————————————120.07126.62133.10116.21159.20172.15185.05197.90———560——————————————122.28128.97135.63148.92163.16175.36188.50201.60———600——————————————131.17138.34145.50159.78175.00188.18202.31216.39———630——————————————137.81145.36152.89167.91183.88197.80212.67227.49———注:本表节选于GB/T8163—1999。\n附录2方型补偿器的补偿能力公称直径/mm补偿能力型号20253240506580100125150200250ΔL/mm外伸臂长H=A+2R/mm1450520570—————————2530580630670————————303600760820850————————4760820850————————15706507207607908609301000————26907508308708809109301000————503790850930970970980980—————4106011201140105012401240—————1680790860920950105011001200138015301800—2830930102010701080115012001300138015301800—753980106011501220118012201250135014501600——4135014101430145014501350145015301650——178091098010501100120012701400159017302050—297010701170124012501330140015301670183021002300100311401250136014301450147015001600175018302100—4—1600170017801700171017201730184019802190—538\n续表公称直径/mm补偿能力型号20253240506580100125150200250ΔL/mm外伸臂长H=A+2R/mm1—1100126012701310140015701730192021202500—2—133014501540155016601760192021002280263028001503—156017001800183018701900205022302400270029004———2070217022002200226024002570280031001—1240137014501510170018302000224024702840—2—154017001800181020002070225025002700308032002003——20002100210022202300245026702850320034004————272027502770278029503130340037001——153016201700195020502230252027803160—2——19002010204022602340256028003050350038002503————237025002600280030503300370038004—————3000310032303450364040004200注:ΔL是按安装时冷拉ΔL/2计算的。如采用折皱弯头,补偿能力可增加1/3～1倍。539\n附录3燃气管道施工常采用的法规、规范、规程一览表法规中华人民共和国建筑法中华人民共和国招标投标法建设工程质量管理条例建设工程安全生产管理条例城市燃气安全管理规定城市燃气管理办法燃气燃烧器具安装维修管理规定特种设备安全监察条例石油天然气管道保护条例城镇燃气工程设计、施工及验收规范城镇燃气设计规范(参照GB50028—2002)城镇燃气输配工程施工及验收规范(参照CJJ33—1989)城镇燃气室内工程施工及验收规范(参照CJJ94—2003)石油(原油)天然气管道工程设计、施工及验收规范原油和天然气工程设计防火规范(参照GB50183)原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范(参照＄Y/T0015—1998)石油天然气管道跨越工程施工及验收规范(参照SY0470—2000)石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范(参照SY540\n0402—2000)天然气运行管线试压技术规范(参照SY/T6149—1995)天然气管道试运投产规范(参照SY/T6233—2002)输油管道工程设计规范(参照GB50253—2003)输气管道工程设计规范(参照GB50251—2003)天然气输送管道运行管理规范(参照SY/T5922—1994)输油(气)埋地钢质管道抗震设计规范(参照SY/T0450—1997)输油输气管道线路工程施工及验收规范(参照SY0401—1998)汽车加油加气站技术规范与施工规范汽车用燃气加气站技术规范(参照CU84—2000)汽车加油加气站设计与施工规范(参照GB50156—2002)气体灭火系统施工及验收规范(参照GB50263—1997)储罐、油罐等工程施工及验收规范球形储罐施工及验收规范(参照GB50094—1998)压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范(参照GB50275—1998)工业金属管道工程施工及验收规范(参照GB50235—1997)长输管道阴极保护工程施工及验收规范(参照SYJ4006—1990)立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范(参照GBJ128—90)钢质管道设计规范发生炉煤气站设计规范(参照GB50195—1994)室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范(参照GB50032—2003)钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范(参照SY0007—541\n1999)埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范(参照SY/T0019—1997)埋地钢质管道强制电流阴极保护设计(参照SY/T0036—2000)(城市)建设工程规范阀门的检查与安装规范(参照SY/T4102—1995)涂装前钢材表面预处理规范(参照SY/T0407—1997)压力容器检验规范维护检验、定级修理和改造(参照SY/T6507—2000)城市建设档案著录规范(参照GB/T50323—2001)建设工程项目管理规范(参照GB/T50326—2001)建设工程文件归档整理规范(参照GB/T50328—2001)城镇供热管道工程和供热系统运输技术规程城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程(参照CJJ51—2001)城市地下管线探测技术规程(参照CJJ61—1994)输油管道通用阀门操作、维护、检修规程(参照SY/T6470—2000)长输天然气管道清管作业规程(参照SY/T6383—1999)(输)油气管道维护,检修及清管作业规程油气管道架空部分及其附属设施维护保养规程(参照SY/T6068—1994)油气管道钢制对焊管件设计规程(参照SY/T0518—2002)聚乙烯燃气管道工程技术规程(参照CU63—1995)埋地钢质管道腐蚀控制技术规程(参照CJ195—2003)埋地钢质管道腐蚀防护工程检验542\n家用燃具安装、验收及安全管理规程家用燃气燃烧器具安装及验收规程(参照CJJ12—1999)家用燃气燃烧家具安全管理规程(参照GB17905—1999)燃气燃烧器具安全技术条件和要求(参照GB16914—2003)燃油、燃气热水机组生活热水供应设计规程(参照CECS134—2002)燃气具技术要求小容积液化石油气钢瓶(参照GB15380—2001)汽车用压缩天然气钢瓶(参照GB17258—1998)机动车用液化石油气钢瓶(参照GB17259—1998)中餐燃气炒菜灶(参照LJ/T28—1999)IC卡家用膜式燃气表(参照LJ/T112—2000)家用燃气燃烧器具自动燃气阀(参照LJ/T132—2001)家用手动燃气阀门(参照LJ/T180—2003)燃气蒸箱(参照LJ/T187—2003)燃气具检验家用燃气用具的通用试验方法(参照GB/T16411—1996)液化石油气钢瓶(参照GB/T8334—1999)液化石油气钢瓶涤覆规定(参照LJ/T34—2002)液化石油气钢瓶工艺(参照LJ/T36—2002)城市燃气及管道渗漏检测储罐渗漏检测方法(参照SY/T4080—1995)渗透探伤方法(参照JB/T9218—1999)射线照相探伤方法(参照JB/T9217—1999)可燃气体探测器测量范围为0～100%LEL的典型可燃气体探测器(参照GB543\n15322.1—2003)测量范围为0～100%LEL的独立式可燃气体探测器(参照GB15322.2—2003)测量范围为0～100%LEL的便携式可燃气体探测器(参照GB15322.3—2003)测量人工煤气的典型可燃气体探测器(参照GB15322.4—2003)测量人工煤气的独立式可燃气体探测器(参照GB15322.5—2003)测量人工煤气的便携式可燃气体探测器(参照GB15322.6—2003)544\n附录4不保温管道最大跨距表最大跨距公称直径外径×壁厚汽体管液体管单位质量按强度的跨距按刚度的跨距单位质量按强度的跨距按刚度的跨距/mm/mm/(N/m)/m/m/(N/m)/m/m2532×2.522.49.194.8626.88.404.613238×2.528.39.905.4934.98.925.174045×2.534.410.806.24449.555.815057×3.560.112.047.367510.866.906573×3.580.213.578.80106.211.808.218089×3.5101.715.0110.11141.412.739.20100108×4137.316.8311.77201.613.8910.55125133×4174.818.4913.63275.514.7311.98150159×4.5237.620.1315.48382.515.8613.53200219×6438.323.5719.37714.718.4716.89250273×7645.826.1722.65107820.2619.63300325×8885.528.4525.681499.421.8722.17350377×91162.631.3728.571992.223.9624.60400426×91346.432.0730.942417.623.9426.13\n附录5各种保温管道最大允许跨距表管子规格管子单位长度计算质量的分类序号项目DW×S/mm123456789101112管子计算质量/(N/m)70100130160190220250280310340370400132×2.5按强度计算跨距/m5.204.393.813.433.152.932.752.592.462.352.262.17按刚度计算跨距/m3.493.152.922.752.632.522.432.352.282.222.172.13管子计算质量/(N/m)80115150185220255290325360395430465238×2.5按强度计算跨距/m5.894.914.303.873.553.303.092.922.772.662.542.44按刚度计算跨距/m4.073.673.403.213.052.932.922.742.662.592.532.48管子计算质量/(N/m)90125160195230265300335370405440475345×2.5按强度计算跨距/m6.685.665.004.534.173.893.653.463.293.143.022.91按刚度计算跨距/m4.474.324.033.813.633.493.373.273.183.103.032.97管子计算质量/(N/m)125170215260305350395440485530575620457×3.5按强度计算跨距/m8.417.216.415.835.385.024.734.484.264.083.923.78按刚度计算跨距/m5.985.485.124.864.644.474.324.194.083.983.893.81\n续表管子规格管子单位长度计算质量的分类序号项目DW×S/mm123456789101112管子计算质量/(N/m)150200250300350400450500550600650700573×3.5按强度计算跨距/m9.928.597.697.026.506.085.735.435.184.964.774.59按刚度计算跨距/m7.386.086.386.065.805.595.415.255.114.994.884.78管子计算质量/(N/m)190250310370430490550610670730790850689×3.5按强度计算跨距/m10.989.568.597.867.306.836.456.135.855.595.385.18按刚度计算跨距/m8.487.857.387.036.746.496.296.115.959.819.695.57管子计算质量/(N/m)24532039547054562069577084592099510707108×4按强度计算跨距/m12.6011.029.929.098.457.927.487.106.786.506.256.03按刚度计算跨距/m10.019.298.758.348.007.727.477.267.086.926.776.63管子计算质量/(N/m)30039048057066075084093010201110120012908133×4按强度计算跨距/m14.1112.3811.1610.249.528.938.448.027.667.347.066.81按刚度计算跨距/m11.7410.9010.299.809.419.088.808.568.348.157.987.82\n续表管子规格管子单位长度计算质量的分类序号项目DW×S/mm123456789101112管子计算质量/(N/m)3704856007158309451060117512901405152016359159×4.5按强度计算跨距/m16.1314.9012.6611.6010.7710.099.539.058.648.287.967.67按刚度计算跨距/m13.7112.7011.9711.4010.9410.5510.229.939.689.469.269.07管子计算质量/(N/m)62077092010701220137015201670182019702120227010219×6按强度计算跨距/m19.6917.6616.1614.9914.0413.2412.5711.9911.4911.0410.6510.29按刚度计算跨距/m17.6316.5915.7915.1414.6014.1413.7413.3813.0712.7912.5312.30管子计算质量/(N/m)8801060124014201600178019602140232025002680286011273×7按强度计算跨距/m22.2320.2518.7217.5016.4915.6314.8914.2613.6913.1912.7412.33按刚度计算跨距/m20.8519.7918.9418.2417.6517.1416.6916.2915.9315.6115.3115.04管子计算质量/(N/m)11501370159018102030225024702690291031303350357012325×8按强度计算跨距/m24.7522.6721.0419.7318.6317.6916.8816.1815.5615.0014.5014.05按刚度计算跨距/m23.9522.8221.8921.1220.4619.8919.3818.9318.5318.5617.8317.52\n主要参考文献1.国家机械委技工培训教材编写组.《中级管道工》.北京:社会劳动保障部出版社,19982.国家机械委技工培训教材编写组.《高级管道工》.北京:社会劳动保障部出版社,19983.李德英等.《简明实用水暖工手册》.北京:机械工业出版社,20014.崔碧海.《安装技术》.北京:中国建筑工业出版社,19995.建设部人事教育司组织编写.《管道工》.北京:中国建筑工业出版社,20026.江涛.《管道工禁忌手册》.北京:机械工业出版社,20037.简明动力管道手册编写组.《简明动力管道手册》.北京:机械工业出版社,1998549