1压力容器及压力管道知识培训材料之六压力管道修理基本知识压力管道修理一般是发生在压力管道有严重腐蚀(表现为厚度减薄、严重坑蚀、泄漏) 、安装不规范或压力管道元件制造不合格而导致的裂纹(表现为焊缝错边量超标、裂纹等) 、压力管道超期超温超压使用导致的管道元件疲劳、石墨化等失效或通过定检为 4 级以下的情况下压力管道的修理按下列步骤进行1 压力管道及其元件的修理必须进行申报制1.1 根据 《压力管道使用登记管理规则》国质检锅[2003]213 号第十九条规定:在用压力管道需要进行一般修理、改造(修理与改造的区别:1、较大数量地更换原有管线,国外有的规定管线长度为 500m 以上;2、改变公称直径,因为公称直径的变更将会导致介质的流速、流量、管道的应力、应变等一系列技术参数的变化;3、提高工作压力,有时工作压力的提高使管道的管理级别发生了变化;4、改变了输送介质的化学成分,输送介质化学成分的变动使得原有管道系统的环境因素发生了变化;5、提高了工作温度,工作温度是决定管道选材的根本因素,温度的变更会导致原有管道材料性能的劣化; 6、其他如管道控制系统的变更)时,其修理、改造方案由使用单位技术负责人批准,在用压力管道需要进行重大修理、改造时,需向负责使用登记部门的安全监察机构申报,并由工核准的监检机构进行监督检验。
1.2 在宜化集团,一般修理改造压力管道的修理、改造必须按照《压力容器压力管道修理改造程序》进行,压力管道的修理单位必须取得相关安装修理资质且焊接人员必须取得相应的焊接操作证2 前期准备工作、现场修理2.1 材料验收压力管道用钢管必须有制造厂的质量证明书,标志齐全,其质量标准不得低于国家现行标准在安装前,安装单位应核对材料的品种、规格、型号进行检验,做好检验记录检查的内容有如下方面:钢管的质量证明书(原件) 是否包括了产品标准代号、钢管牌号及规格、炉(罐)号、产品标准(GB8162 钢管不能用于压力管道)中规定的各项检验结果、材料生产单位名称、材料生产单位质量检验章等如从非钢管生产单位获得的管子,其质量证明书为复印件的,应加盖供管单位检验公章和经办人印章2.2 外观检查对于准备使用的压力管道必须进行外观检查:主要检查如下内容有无裂纹、折叠、重皮、砂眼、缩孔、夹渣、锈蚀、腐蚀坑、局部凹坑、机械损伤情况、钢管的尺寸、圆度、厚度偏差等对于 PVC 管件在运输和安装过程中应注意避免2管道的损坏,在运输过程中(特别是在寒冷地区)不应与金属管道同运,同时不应摔落或随地拖拽, 而且在正式安装之前应仔细检查管道是否有裂缝、凸起或其他的损坏,特别是对管道内表面的检查,有时由于不当的处理,管道内壁出现问题而外表面完好无损。
2.3 在检修前应对预备管道进行加工2.3.1 压力管道加工2.3.1.1 管子切断前应移植原有标记2.3.1.2 碳素钢管、合金钢管宜采用机械方法切割当采用氧乙炔火焰切割时,必须保证尺寸正确和表面平整2.3.1.3 不锈钢管应采用机械或等离子方法切割不锈钢管及钛管用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片2.3.1.4 管子切口质量应符合下列规定:2.3.1.4.1 切口表面应平整,无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等2.3.1.4.2 切口端面倾斜偏差 △ (图 4.1.5)不应大于管子外径的 1%,且不得超过 3mm图 1.5 管子切口端面倾斜偏差2.3.1.5 对于 PVC 管道的切割加工最好选用有精细锯齿的锯片(每公分 6-8 个锯齿),而且应没有横向伸延;若采用圆形电锯,速度应在 6,000RPM 左右,若采用片锯,速度应为 18 米/秒;当人工切割时,为达到垂直切割效果,最好有方向控制措施;切割后, 请把管道表面的锯屑, 油渍清洗干净 2.3.1.6 高压管道加工 2.3.1.6 .1 合金钢、不锈钢高压管子应采用机械方法切割 2.3.1.6.2 高压管子弯管加工 2.3.1.6.2.1 钢号为 15MnV、 12CrMo、1Crl8Ni9Ti、Crl8Nil3Mo2Ti 的高压管子,应尽量采用冷弯,冷弯后可不进行热处理。
2.3.1.6.2.2 采用热弯时,由于管子加热将引起力学性能的变化,热弯时应遵循相关规定如高压管子热弯时,不得用煤或焦炭做燃料,应当用木炭做燃料,以免渗碳;为了检查高压管在弯曲后是否有损伤高压管在弯曲和热处理后,应再进行无损探伤 2.3.2 弯管制作2.3.2.1 弯管宜采用壁厚为正公差的管子制作当采用负公差的管子制作弯管时,管子弯曲半径与弯管前管子壁厚的关系宜符合表 2.1 的规定3弯曲半径与管子壁厚的关系 表 2.1弯曲半径(R) 弯管前管子壁厚R≥6DN 1.06Τm6ND>R≥5DN 1.08Τm5ND>R≥4DN 1.14Τm4ND>R≥3DN 1.25Τm注:ND —公称直径: Τm—设计壁厚.2.3.2.2 高压钢管的弯曲半径宜大于管子外径的 5 倍其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的 3.5 倍2.3.2.4 奥氏体不锈钢管制作的弯管.可不进行热处理:当设汁文件要求热处理时,应按设计文件规定进行2.3.2.5 弯管质量应符合下列规定:2.3.2.5.1 不得有裂纹(目测或依据设计文件规定)。
2.3.2.5.2 不得存在过烧、分层等缺陷2.3.2.5.3 不宜有皱纹2.3.2.5.4 测量弯管任一截面上的最大外径与最小外径差.当承受内压时其值不得超过表 2.5.4 的规定弯管最大外径与最小外径之差 表 2.6.4管于类别 最大外径与最小外径之差输送剧毒流体的钢管或设计压力 P≥10MPa 的钢管 为制作弯管前管于外径的 5%输送剧毒流体以外或设计压力小于10MPa 的钢管 为制作弯管前管子外径的 8%2.3.2.5.5 输送剧毒流体或设计压力 p 大于或等于 10MPa 的弯管,制作弯管前、后的壁厚之差,不得超过制作弯管前管子壁厚的 l0%;其他弯管,制作弯管前、后的管子壁厚之差,不得超过制作弯管前管子壁厚的 15%,且均不得小于管子的设计壁厚2.3.2.5.6 输送剧毒流体或设计压力 p 大于或等于 10MPa 的弯管,管端中心偏差值 Δ 不得超过 1.5mm/m,当直管长度 L 大于 3m 时,其偏差不得超过 5mm其他类别的弯管,管端中心偏差值 Δ 不得超过 3mm/m ,当直管长度 L 大于 3m 时,其偏差不得越过 10mm。
2.3.2.5.7 高压钢管制作弯管后,应进行表面无损探伤,需要热处理的应在热处理后进行,当有缺陷时,可进行修磨修磨后的弯管壁厚不得小于管子公称壁厚的 90%,且不得小于设计壁厚3. 管道焊接3.1 焊条选择3.1.1 一般情况下碳钢之间用 J422、18-8 系列不含 Ti 不锈钢之间用 A102、含 Ti 不锈钢之间用 A132、不锈钢与碳钢之间用 A302、316L 不锈钢之间用 A0223.1.2 因焊条涂层容易吸潮,在使用之前要求进行烘烤,以除去水分(用潮湿的焊条焊接时,容易产生气孔和氢致裂纹因此,低氢焊条在施焊前必须进行烘干,烘干温度4为 350~ 450℃, 保温时间为 2h烘干后放在 100~150℃的恒温箱内,随用随取取出后放在焊条保温筒内低氢焊条一般在常温下超过 4h 即应重新烘干,重复烘干次数不宜超过三次;酸性焊条一般可不烘干,但焊接重要结构时应经 150~200℃烘干 1~2h )3.1.3 重要管道的焊接最好先用氩弧打底,可保证充分焊透也可防止焊渣掉在管道内3.2 坡口3.2.1 坡口制作管道坡口加工宜采用机械方法,也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法采用热加工方法加工坡口后,应除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层,并应将凹凸不平处打磨平整。
管子、管件的坡口形式和尺寸应符合设计文件规定,当设计文件无规定时,可按表 2.1的规定确定钢制管道焊接坡口形式和尺寸 表 2.1坡 口 尺 寸项次厚 度T(mm)坡口名称 间 隙 с(mm)钝 边р(mm)坡口角度α(β)( º)1~31 3~6 Ⅰ型坡口 0~ 1.5 - -3~9 0~ 2.5 0~2 65~7529~26Ⅴ型坡口0~2 0~3 55~656~9 0~3 0~23 9~26带垫板Ⅴ型坡口 3~5 0~2 45~554 12~60 Ⅹ型坡口 4~6 0~3 55~655 20~60双Ⅴ型坡 口 0~3 1~365~75(8~12)6 20~60 U 型接头 0~3 1~3 (8~12)7 2~30T 型接头 I 型坡口 0~2 — —6~10 0~2 0~2 45~5510~17 0~3 0~3817~30T 型接头单边V 型坡口0~4 0~49 20~40T 型接头对称K 形接口 0~3 2~3 45~553.2.2 坡口清理5管道组成件组对时,对坡口及其内外表面进行的清理应符合表 2.2 的规定;清理合格后应及时焊接。
坡口及其内外表面的清理 表 2. 2管道材质 清理范围(mm) 清理物 清理方法碳素钢不锈钢合金钢 ≥10油、漆、锈、毛刺等污物 手工或机械等3.3 其它要求3.3.1 管道焊接应按本章和现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的有关规定进行3.3.2 管道焊缝位置应符合下列规定:3.3.2.1 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 l50mm 时,不应小于管子外径3.3.2.2 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3.3.2.3 卷管的纵向焊缝应置于易检修的位置,且不宜在底部3.3.2.4 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 100mm3.3.2.5 不宜在管道焊缝及其边缘上开孔3.3.2.6 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l00mm加固环距管子的环焊缝不应小于 50mm。
3.3.6 除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外,不得强行组对3.3.7 工业用 PVC-C 的安装方法有许多种,如使用最多的有溶剂粘接、法兰、螺纹连接、焊接, 工业用 PVC 的热膨胀系数比金属管道高很多,通常在设计和安装要考虑用膨胀环、支字架或膨胀接头用来补偿热膨胀3.3.7.1 管道的粘接连接 :粘接连接广泛应用于 PVC 管道系统,管材与管材的连接以及管材与管件的连接管材粘接连接的步骤: (1)管道切割应采用手工锯或切割机,不得采用盘踞;当人工切割时,为了达到垂直切割效果,最好有方向控制措施; (2)切割后的管端应去除切屑和毛边,并在端面外轻倒角,倒角宜为 15°~20°; (3)用清洁布将管与配件连接端部擦干净, 若连接部位有油污 ,应采用丙酮等清洁剂将其擦净; (4)管与配件套接时结合面需使用清洁剂, 涂抹器材大约为管直径的一半大小的涂抹工具或毛刷就很适合,不可用破布 .清洁布应涂管末端外面和配件套接内部 ,必要时在增加涂抹量以确保表面的接合性; (5)将管材试插入承口至插不进为止,在管材上标出插入深度标线,试插深度应为承口深度的 1/3~3/4,并在管材上标出承口深度标线; (6)粘接剂必须在管材表面清洁剂作用完毕后,而非潮湿时涂上。
应采用鬃刷或尼龙刷涂刷粘接剂,刷子宽度应为管径的 1/3~1/2先涂承口,后涂插口(当6Dn≥75mm 时,应由二人同时涂刷承口。