夾套管施工方案

1、聚甲醛夾套管安裝隨著我國產業(yè)結構的改變，已由高能耗、低效益的行業(yè)向低成本、高附加值的行業(yè)轉變，石油化工行業(yè)也不例外，目前我國的許多化肥生產企業(yè)向精細化工、制藥、化纖及紡織等方面拓展。而這些行業(yè)中有大量的夾套管，隨著精細化工及先進生產工藝的進一步發(fā)展，夾套管在化工裝置管線中所占比重越來越大。夾套管在化工裝置管道系統(tǒng)中是很重要的管線,所輸送的介質對加熱溫度要求較為嚴格。其質量將直接影響整個裝置的運行。國內到目前為止只頒布了紡織行業(yè)的夾套管施工及驗收規(guī)范 (FJJ211-86)，很多施工企業(yè)還未接觸過夾套管，我公司連續(xù)施工了兩套含有大量夾套管的工程：無錫JADE工程、云天化10000t/a聚甲醛工程

2、。下面以云天化10000t/a聚甲醛工程為實例進行說明：第一部分：安裝工藝一：特點1：我公司承建的云天化10000t/a聚甲醛工程由甲醛濃縮單元、三聚合成單元、聚合單元、中間罐區(qū)、管廊等組成。整個聚甲醛裝置結構緊湊，設備多；管道回路較多，儀表的監(jiān)控點也多。管道布置相當密集、擁擠。聚甲醛裝置夾套管按工藝流程回路劃分成58個回路系統(tǒng)。其中放空、放凈系統(tǒng)較為復雜，龐大，施工難度大。套管內介質：0.45Mpa蒸汽,75熱水。操作溫度：內管30-225，套管：75-155。操作壓力：內管-0.09Mpa-0.4Mpa, 套管：0.4Mpa-0.9Mpa聚甲醛裝置夾套管分成熱水夾套和蒸汽夾套兩種。內管：0

3、Cr18Ni9Ti，套管：20#主要工作量如下：管道總長：內管2497米。 套管2708米。焊接量： 內管7488個DIN。 套管11546個DIN。本工法是根據(jù)夾套管現(xiàn)場的制作、預制、安裝的實際情況,合理安排工藝環(huán)節(jié),對關鍵工序進行程序化施工，從而提高了制作、安裝精度和施工速度，施工質量也易于控制。同時對管工及焊工的素質要求較高。二：工藝程序全夾套管以先主管后分支管為基本順序施工。制作安裝程序見附圖一（施工流程圖）：三：操作要點：1：夾套管配件的檢驗、核對1-1：內管管材、管件的材質為：TP321，外管為：20#。夾套管內、外管管材均為無縫管。不同管材、管件均有相應的色標，詳見附件一（管材、

4、管件的標注方法及措施）。1-2：內管的彎頭、大小頭均采用成品對焊管件，其制造標準為GB12459-90,彎頭的彎曲半徑為：R=1.5D。1-3：外管的彎頭采用對剖彎頭，R=1.0D。1-4：內管有支管處不采用成品三通，而采用現(xiàn)場開孔后焊接的方式。1-5：在制作、安裝前，根據(jù)施工圖對夾套管的配件：管材、管件、閥門、法蘭、特殊件、導向塊、隔板等進行檢驗、核對。應與施工圖一致。2： 管道的校直及內外表面的處理2-1：到場的管道若有彎曲現(xiàn)象，要進行校直處理。校直工作應在專用的校直工作平臺上校直處理。不能用榔頭等鐵器工具敲擊，不銹鋼管不能用火烤。2-2：管道若有明顯油跡，必須進行脫脂處理，可用溶劑四氯化

5、碳或堿液進行脫脂處理。3： 仔細核對空視圖尺寸3-1： 核對設備管口方位、坐標、標高、中心線坐標、管口法蘭標準形式，材質是否和施工圖一致。3-2： 仔細核對空視圖尺寸，并現(xiàn)場實測，根據(jù)實際測量長度及空視圖尺寸下料，并確定出特殊件、儀表件及支管的具體位置。4： 特殊件、儀表件的開孔特殊件、儀表件及支管的開孔的具體位置確定后，采用鉆孔方式開孔，所開孔直徑要比支管外徑大4mm，便于支管焊接或儀表件的自由插入，開孔完畢后要用棒式砂輪對所開孔進行清理，以符合設計要求。5： 內管的預組對、預安裝5-1：將已制作好的內管管段按空視圖要求預組對，點焊，并預安裝。5-2：經(jīng)預組對、預安裝再次調整各管段的尺寸，使

6、其符合設計要求和現(xiàn)場實際情況。5-3：確定出內管活口及調整段的具體位置。5-4：經(jīng)預組對、預安裝，確定出合理的組裝程序。5-5：按預安裝順序將內管各管段編號，并記錄在冊。6： 確定外管尺寸 根據(jù)內管預安裝情況，以及到現(xiàn)場的調整半管的尺寸確定出套管的長度。7：內管的局部組對、焊接7-1：按5-4中所確定出來的合理組對程序，將內管局部組對焊接， 焊接采用手工氬弧焊，在焊接過程中采用相應的施工措施防止焊接變形。7-2：預制管段后要進行再次校直處理，以消除焊接變形而造成的管道彎曲,對焊縫進行無損檢驗7-3：由于本裝置夾套管內部清潔要求特別高，故要對預制管段進行內清潔，具體運作詳見附件二：夾套管管材、管

7、件清潔措施。8：安裝導向塊：定位板的長度一般為40mm，其厚度為B=4.5mm，其高度H由其內管外徑及外管內徑而確定，外管套上后間隙值為11.5mm為宜。8-1：導向塊的制作見圖一：40BH圖一8-2：導向塊的制作尺寸見下表：內管外管導向塊厚度材質備注DN外徑DN外徑151840452025404555TP3215的圓鋼253250577.54TP3214045808916.54TP3215057808910.54TP3218089125133155TP3218-3：導向塊距彎頭之間距離T600mm，導向塊布置按下表工藝管DN 152025405080100150200導向塊距離（M）2.02

8、.03.04.55.06.07.08.58.58-2：導向塊應按設計要求的布置方式（見圖2）滿焊在內管上：9：外管的制作9-1：按上述第6點所確定的尺寸下料連續(xù)焊工藝管導向塊夾套管120°圖29-2：熱源進出口9-2-1：本裝置的熱源有0.45mpa的蒸汽和75和50的熱水共計三種介質，對于蒸汽介質應高進低出，對熱水介質應低進高出。熱源流向盡可能和內管介質流向相反。而且夾套管要能自行放空，自行導淋，如圖3所示。MinMinMinMin3214567891、夾套管 4、導淋 7、回水總管2、工藝管 5、隔板 8、放空 3、供水總管 6、熱水進口 9、熱水出口圖39-2-2：最小距離（m

9、in）的要求夾套管要盡可能地避免潛在凍結點和避免死端。故對熱源引入，引出口位置有最小距離（min）要求。本裝置最小距離定義在25-35mm之間，（見圖3）9-3：跨越管口及放空、導淋口位置確定。9-3-1：對于蒸汽夾套系統(tǒng)在兩加熱段之間需要跨越管連接時，應有兩個跨越管，一個在上面（作氣相跨越），一個在下面（作液相跨越）如圖4所示。Min導淋跨越管（切線方向）熱水夾套套套AVV自動放空閥工藝管設備管口跨越管圖4跨越管（切線方向）跨越管（切線方向）蒸汽夾套跨越管9-3-2：對于熱水夾套系統(tǒng)兩加熱段間需跨越管連接時，跨越管應在上面，以防止氣相積存于套管內，如圖4所示。9-3-3：在夾套管線的最高點及

10、最低點，必須設置放空點和導淋點，如圖4所示。9-3-4：跨越管口及放空，導淋管口位置最小距離（Min）要求：為了盡可能地避免潛在凍結點和避免死端，各跨越管口、導淋口、放空口位置有最小距離要 求，最小距離定義在25-35mm之間，如圖4。9-3-5：水平夾套管跨越管應與夾套管的切線方向連接，如圖4所示。9-3-6：跨越管（連通管）為方便拆卸，其連接應采用標準法蘭連接，其優(yōu)點為便于組對、檢查、拆卸。10：外管對熱源引入、引出、跨越管口的開孔。10-1：熱源管、跨越管管徑的確定。10-1-1：蒸汽夾套系統(tǒng)的熱源管、跨越管管徑均為DN20。10-1-2：熱水系統(tǒng)、熱源管、跨越管管徑按下表中尺寸確定。管

11、 道 尺 寸工藝管線公稱直徑15202532405080100150200夾套公稱直徑404050808080125150200250夾套管的熱水進出管及跨越管公稱直徑1515151515152025404010-2：外管的開孔10-2-1：外管的開孔采用鉆孔方式開孔，所開孔內徑要比熱源管外徑大4mm ，開孔后應用棒式砂輪、圓銼、半圓銼修孔，直至滿足設計要求。 10-2-2：對于跨越管口開孔，應在外管切線方向開孔，開孔后應用棒式砂輪、半圓銼或圓銼修孔，將所開孔修整成跨越管和外管切線方向連接的相貫線形式。對于不同管徑外管和不同管徑跨越管其相貫線均不相同。11：夾套法蘭的安裝11-1：聚甲醛裝置夾

12、套管夾套法蘭采用非標法蘭，代號為NF002，材質為0Cr18Ni9Ti。見圖5其外型尺寸與ANSI 300LB法蘭相同。3N-圖52535熱水跨越管工藝管外管夾套法蘭圖611-2：夾套法蘭和內管以承插焊形式連接如圖6。11-3：夾套法蘭和外管是以對接角焊縫形式連接，如圖6。11-4：與夾套法蘭連接的外管的制作。11-4-1：在已下料的外管管段上切割抽條，并熱閉管端而成。如圖711-4-2：外管經(jīng)熱閉管端后的值應符合下表（參照圖6）圖7割縫熱閉管縫后11-4-3：在熱閉管端應嚴格控制其值及熱閉后的橢圓度，特別是DN40這一規(guī)格的法蘭，熱閉的外管與法蘭焊接后沒有螺冒的空間或螺冒的端面不能與法蘭面接

13、觸。對此采用DN80X65的同心大小頭代替熱閉管端。采用其他不同標準的法蘭，可不需熱閉管端或熱閉后的值有所變化，應據(jù)實際情況而定。11-4-4：經(jīng)熱閉后的外管與夾套法蘭連接后，以及熱源管口位置 確定后，應滿足螺栓自由安裝，拆卸。12：按5-4中所確定的組對程序，在內管上局部套入已制作好并清潔過的外管。12-1：外管套入時應注意防止內管和外管的大小頭之間的夾套管腔變小或堵塞， 如圖8。E2E1E1=E2圖813：隔板的安裝隔板的安裝見圖9。隔板材質為0Cr18Ni9Ti，其尺寸見下表尺寸（mm）工藝管夾套管隔 板DIN外徑DIN外徑ABC1518404518.26532025404525.665

14、2532505732.6754045808945.710545057808957.7105808912513389.71555100108150159108.7185150159200219159.72406200219250273219.930014：調整半管的制作14-1：根據(jù)施工圖及外管的套入情況，確定調整半管的形式，并實測其長度。14-2：調整半管有兩種形式,一種代號為NF029，材質為0Cr18Ni9Ti，用于有支管焊接處。另一種代號為NF082，材質為20#，用于無支管焊接處。14-3：調整半管NF082，按實測尺寸下料并加工坡口。14-3-1：調整半管NF029，按實測尺寸下料，

15、并加工坡口，根據(jù)實測數(shù)據(jù)及空視圖確定支管在NF029上的準確位置及開孔直徑。14-3-2：調整半管NF029的開孔，用手動砂輪機或磁力鉆開孔，開孔后用棒式砂輪機修口，所開孔內徑應比支管外徑大4mm。具體開孔方位詳見圖10。 14-3-3：對已制作的調整半管編號，登記。15：內管的整體連接按5-4條中所確定出的組對程序及5-5中對各管段的編號，對內管進行組對、焊接、整體連接，并無損探傷。MinMin圖916：內管安裝檢查：16-1：內管是否按施工圖施工完畢，并符合設計要求。16-2：內管的焊口是否全部完成，并按設計規(guī)范要求已作無損檢驗。16-3：所有資料、記錄是否齊全。17：內管試壓按GB502

16、35-97工業(yè)管道的施工與驗收規(guī)范進行試壓。18：外管組對焊接，及對半彎頭的焊接。18-1：根據(jù)5-4所確定的組對程序對外管進行組對焊接。18-2：對半彎頭按施工圖進行安裝、焊接，具體安裝位置如圖11所示。18-3：外管組對時，要使熱源引入，引出口及跨越管口、導淋、放空口處于正確位置。19：外管的整體封閉、焊接。19-1：認真核對各配件及其編號，對內管、外管進行清理檢查，經(jīng)質量檢驗部門確認后，方能整體封閉。19-2：外管組對焊接完畢后，安裝對半直管，對半直管按編號安裝在正確位置。19-3：調整半管的安裝如圖10所示。19-4：外管整體封閉焊接后，對熱源引入、引出口及跨越管口，導淋、自動放空口，

17、均要用封口膠將管口封住，防止臟物掉入管內。圖10圖1120：夾套管的安裝20-1：夾套管安裝前應對各預制段認真核實實物和管段編號和施工記錄無誤時，再對內管進行清理檢查，并且對預制管段用封口膠密封，經(jīng)質檢部門確認后，方能安裝就位和封閉連接。20-2：閥門的安裝20-2-1：安裝前應仔細檢查閥門的編碼是否與空視圖一致，確定閥門的正確安裝位置。21：非標件、特殊件的安裝21-1：安裝前仔細核對非標個、特殊件的型號、位號是否和施工圖一致。21-2：確定其正確的安裝位置，避免亂裝。22：坡度要求夾套管的坡度在空視圖中都有標示，安裝時按圖上的坡度方向施工。23:熱源管得安裝熱源管安裝的基本要求為自放空自導

18、淋，蒸氣夾套的蒸氣應高點進低點出，避免積液，熱水夾套的熱水應低點進高點出，避免積液和積汽。夾套外管的連通管應在施工前確定其方向，滿足自放空自導淋的要求，確認無誤后方可施工，熱源管應保證通暢無堵塞。四：質量控制夾套管的制作、安裝遵守GB50235-97工業(yè)管道施工及驗收規(guī)范、FJJ1211-86夾套管施工及驗收規(guī)范，并采用A、B、C三級質量控制，見附圖二。施工中特別注意以下幾點：1下料前需根據(jù)現(xiàn)場實際準確測量，劃線時控制誤差，每根管子都要盡量準確。2下料時必須要求認真操作，使切割的管端面垂直度誤差盡量減小。3嚴格控制組對間隙。4嚴格控制焊接變形，內管焊接時為控制焊接變形，采用了水冷法和捆，使焊接

19、變形控制在最小范圍內。法蘭的焊接變形，由于內外管都要焊接在法蘭上，應先焊接法蘭處的調整段。避免應力集中于法蘭處，造成管段及法蘭的變形。5定位塊制作、安裝時，應保證內外管同心。6內管施工完畢，在封閉外管時，對支管焊接三通的封閉，由于主管的夾套和支管的夾套是互為獨立的系統(tǒng)，必須保證主管在焊接支管三通處的對半調整段于支管內管的封閉焊接。7在內管安裝時應加上必要的臨時支架，特別時對長度較長而管徑較小的管段或閥組，由于自身重量或外 界因素的影響，將會引起內管變形。外管已經(jīng)套入，內管變形后，難以校直。造成內管返工，還需重新試壓，且內管通氬困難，勢必影響施工質量。8嚴格控制每一施工工藝步驟的誤差及變形。在封

20、閉外管前，外管點焊完畢后應全面測量、核對。若不符和要求之處，及時處理或用外管予以調整，避免在外管封閉完畢后才發(fā)現(xiàn)問題。這樣將造成內、外管的返工，且在切割時的雜物掉入夾套內無法清除，而且內管還需重新試壓。在施工時間、人力、物力上造成不必要的浪費。由于內管通氬困難，會影響施工質量。9施工過程中主要工序采取了以下質量記錄：管道系統(tǒng)壓力試驗記錄隱蔽工程（封閉）記錄閥門試壓記錄管道復位最終檢查記錄五：施工安全與防護在施工中必嚴格執(zhí)行建筑安裝工程安全技術規(guī)程附件一：關于管材、管件標注方法及措施聚甲醛裝置內管道材質有：10#、20#、Q235-A .12CrMo 、 00Cr18Ni10、0Cr18Ni9T

21、i、00Cr17Ni14Mo2。管材又分為有縫和無縫。同種材質的管材和管件用同種顏色作色標，色標應從管材或管件一端通刷至另一端，色標寬度以20mm為宜，色標應均勻醒目，易于辨識。對于無縫鋼管和管件應刷單色標，即從頭至尾通刷一根寬度為20mm的直線。對于有縫鋼管和管件應刷雙色標，即從頭至尾通刷二根寬度為20mm的同種顏色的直線。附件二：清潔管道所采取的措施由于聚甲醛裝置內管道為精細化工管道，在線儀表較多，設計要求管道內清潔度特別高。以及運輸過程和施工現(xiàn)場沙石灰塵較多等環(huán)境因素。故對進現(xiàn)場的管材，以及已預制的管道進行清潔，具體采用棒擊法和吹除法。對已清潔的管道，用封口膠將管口密封，防止臟物進入管道

22、內。附圖一夾套管施工工藝流程圖：切割，坡口外管材料檢查外管材料內部清潔焊 接焊 接外管套入內管組對內管材料清潔切割，打坡口內管材料檢查核對圖紙尺寸不合格20%X 光探傷試驗合格安裝支撐定位板及折流板內管連接內管安裝焊 接內管壓力試驗外管組對調整半管及三通切剖外管焊接夾套系統(tǒng)壓力試驗內管吹掃外管系統(tǒng)吹掃外管系統(tǒng)吹掃附圖二. 夾套管安裝質量控制系統(tǒng)施工計劃安排審核圖紙技術交底材料檢驗C管材內外表面處理C校管C施工方案編制方案認可，批準內管切割下料C內部清潔C內管點焊，預組對、預安裝，標識C內管局部組對、焊接、BR無損探傷BR安裝導向塊C局部外管套入C外管材料清潔C外管制作BR外管按實際尺寸下料C儀

23、表件、特殊件、熱源管開孔內管整體連接C焊接BR無損探傷BR內管安裝檢查BR內管試壓AR閥門試壓安全閥調校CR外管組對焊接BR對半彎頭焊接BR對半直管的制作安裝C外管焊接、安裝BR熱水分配臺、收集臺安裝C熱源管安裝C支架安裝BR管道安裝最終檢查BR系統(tǒng)試壓BR吹掃沖洗按原圖復位驗收限流孔板安裝C第二部分：焊接工藝一特點夾套管的組裝是以內管為基準，一般是先主管后支管，夾套管的幾何尺寸及焊接變形容易控制。其特點是先焊接內管與法蘭連接處焊縫，套上外管后，再焊接內管與彎頭一側連接處焊縫。組裝夾套管時，應先考慮到盡量減少外管焊縫，少加調整段，減小焊接變形。夾套內管材料一般為不銹鋼，外管為炭鋼。內管規(guī)范要求

24、，對接焊縫進行20或100X射線探傷；角焊縫進行100著色滲透或磁粉檢驗。外管角焊縫進行100著色滲透或磁粉檢驗；對接焊縫不需進行探傷。為了保證焊接質量，焊接內管時，當DN50時，采用全氬弧焊；當DN50時，采用氬弧焊打底，手工電弧焊填充蓋面。由于夾套管焊接質量要求較高，故對焊工素質要求較嚴，加之外管焊縫較多，焊接應力較大，容易產生較大的焊接變形，因此應嚴格控制焊接線能量。 本工法內管焊接時，部分采用N2氣體代替Ar氣體進行內保護，節(jié)約了成本，經(jīng)濟效益顯著。二工藝流程及操作要求1工藝流程 以圖)所示的全夾套管為例，說明其焊接程序(1)將法蘭(件1)焊接在內管(件23)上-焊接A點：(2)按支撐

25、塊的安裝要求將支撐塊焊接在內管上：(3)將外管(件4)套在內管上：(4)焊接內管彎頭(件7)-焊接B點：(5)用著色滲透或磁粉探傷檢測焊縫A，用X射線檢測焊縫B并將外管(件56)套在內管上：(6)焊接D正點；(7)用X射線檢測焊縫D，并用著色滲透或磁粉探傷檢測焊縫E(8)將支管(件11)與主管焊接在一起焊接G點，用X射線檢測焊縫G；(9)對夾套內管進行壓力測試；(10)焊接C點，并用著色滲透或磁粉探傷檢測焊縫C：(11)由于夾套外管對剖彎頭，焊接夾套外管彎頭(件8)縱縫，并將夾套管外管彎頭(件8)于夾套管外管(件6)相焊接·焊接F點，將調整段(件9)焊接在48上； (12)：降剖切三

26、通(件10)與件56焊接在一起;將支管外管與主管外管焊接在一起；(13)對夾套外管進行壓力試驗。2操作要點：2-1施工前期準備 焊接夾套內管(內管為不銹鋼)時，由于部分采用N2氣體代替Ar氣體進行內保護，此方法在我公司還未推廣，因此首先應完成焊接工藝評定(PQR)，焊接返修工藝評定，編制焊接工藝卡(WPS)再接工藝評定之要求對焊工進行技能考試，對施工班組進行技術交底。2-2焊前檢查 焊縫組對后正式焊接前，質檢人員必須對其錯邊量、坡口間隙、角變形等進行嚴格檢查，只有在各項檢查項目都在設計及規(guī)范要求范圍內，才能允許焊接。2-3內管法蘭焊接 夾套法蘭為平焊法蘭，為了保證焊接質量且按規(guī)范要求，法蘭角焊

27、縫必須至少焊兩遍，并進行密封焊如圖(2)所示。由于夾套內、外管之間的間隙比較小，法蘭焊縫不要焊得過高，以防外管不能套入接觸到法蘭。2-4內管三通焊接變形控制 夾套支管較多，且支管與主管連接處多為開三通。焊接三通焊縫時，如不進行焊接變形的控制，往往會出現(xiàn)較大的焊接變形，滿足不了設計及規(guī)范要求，并且給夾套外管安裝帶來不利。焊接三通時，除采用小的焊接規(guī)范外，在開三通處我們選用槽鋼和在支管兩側各加一U型卡固定主管如圖(3)所示來盡量減小焊接變形，滿足設計及規(guī)范要求和給外管安裝帶來便利。2-5外管焊接順序 調整段、彎頭及三通為對剖件，焊接此類焊縫時，應先焊接縱焊縫，再焊環(huán)焊縫。由于外管焊縫較多，焊接應力較大，不要把法蘭焊縫作為最后一道安裝口，以防法蘭變形，密封不嚴。2-6焊縫返修 (1)根據(jù)返修工藝評定，編制返修“WPS”。對于焊縫內部缺陷，根據(jù)實驗室發(fā)放的返修通知單，找出缺陷部位，先用角向砂輪機打磨缺陷，確定缺陷完全清除后