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1、第六章工业管道、静置设备与工艺金属结构工程安装第一节工业管道安装一、热力管道系统热力管道是输送蒸汽或过热水等热能介质的管道。热力管道的特点是其输送的介质温度高、压力大、流速快，在运行时会给管道带来较大的膨胀力和冲击力。因此在管道安装中应解决好管道材质、管道伸缩补偿、管道支吊架、管道坡度及疏排水、放气装置等问题，以确保管道的安全运行。（一）热力管道敷设形式1.布置形式热力管道的平面布置主要有枝状和环状两类。枝状管网比较简单，造价低，运行管理方便，其管径随着距热源距离的增加而减小。缺点是没有供热的后备性能，即当网络某处发生故障时，将影响部分用户的供热。环状管网（主干线呈环状）的主要优点是具有供热的
2、后备性能，但它的投资和钢材耗量比枝状管网大得多。对于不允许中断供汽的企业，也可采用复线的枝状管网，即用两根蒸汽管道作为主干线，每根供汽量按最大用汽量的 50%75%来设计。一旦某一根管道发生故障，可以提高蒸汽的初压力，使通过另一根管道的汽量仍能保持所需量的 90%100%。也有采用一根使用，一根备用的方式，备用管道一般也应处于热备用状态。2.敷设方式（1）架空敷设。将热力管道敷设在地面上的独立支架 、桁架以及建筑物的墙壁上。架空敷设不受地下水位的影响，且维修、检查方便，适用于地下水位较高、地质不适宜地下敷设的地区，是一种比较经济的敷设形式。其缺点是占地面积大，管道热损失较大。架空敷设按支架的高
3、度不同，可分为低支架、中支架和高支架三种敷设形式。低支架敷设时，不宜小于 0.3m；中支架一般为 2.04.0m；高支架不低于4.5m。（2）地沟敷设。1）通行地沟敷设。当热力管道通过不允许开挖的路面处时；热力管道数量多或管径较大；地沟内任一侧管道垂直排列宽度超过 1.5m 时，采用通行地沟敷设。通行地沟净高不应低于 1.8m，通道宽度不应小于 0.7m。2）半通行地沟敷设。当热力管道通过的地面不允许开挖，且采用架空敷设不合理时；或管道数量较多，采用不通行地沟管道单排水平布置的沟宽受到限制时，可采用半通行地沟敷设。半通行地沟一般净高为 1.21.4m，通道净宽 0.50.6m，长度超过 60m
4、 应设检修出入口。3）不通行地沟敷设。管道数量少、管径较小、距离较短，以及维修工作量不大时，宜采用不通行地沟敷设。不通行地沟内管道一般采用单排水平敷设。在热力管沟内严禁敷设易燃易爆、易挥发、有毒、腐蚀性的液体或气体管道。如必须穿越地沟，应加装防护套管。（3）直接埋地敷设。热力管道在土壤腐蚀性小、地下水位低（低于管道保温层底部 0.5m 以上）、土壤具有良好渗水性以及不受腐蚀性液体侵入的地区，可采用直接埋地敷设。直接埋地敷设要求管道保温结构具有低的导热系数、高的耐压强度和良好的防火性能。管子与保温材料之间应尽量留有空气间层，以利管道的自由胀缩。在补偿器和自然转弯处应设不通行地沟，沟的两端宜设置导
5、向支架，保证其自由位移。在阀门等易损部件处，应设置检查井。（二）热力管道的安装1.管道安装（1）热力管道应设有坡度，汽水同向流动的蒸汽管道坡度一般为0.003，汽水逆向流动时坡度不得不小于 0.005。热水管道应有不小于 0.002的坡度，坡向放水装置。（2）蒸汽支管应从主管上方或侧面接出，热水管应从主管下部或侧面接出。（3）水平管道变径时应采用偏心异径管连接，当输送介质为蒸汽时，取管底平以利排水；输送介质为热水时，取管顶平，以利排气。（4）蒸汽管道一般敷设在其前进方向的右边，凝结水管道在左边。（5）管道穿墙或楼板应设置套管。（6）直接埋地管道穿越铁路、公路时交角不小于 45，管顶距铁路轨面不
6、小于 1.2m，距道路路面不小于0.7m，并应加高套管，套管伸出铁路路基和道路边缘不应小于 1m。（7）减压阀应垂直安装在水平管道上，安装完毕后应根据使用压力调试。（8）管道安装完毕后，按设计或规范要求进行试压、冲洗。2.补偿器安装（1）方形补偿器安装时需要预拉伸，对于输送介质温度低于 250的管道，拉伸量为计算伸长量的 50%；输送介质温度为 250400时，拉伸量为计算伸长量和 70%。实际拉伸量与规定的偏差应不大于10mm.（2）水平安装的方形补偿器应与管道保持同一坡度，垂直臂应呈水平。（3）填料式补偿器活动侧管道的支架，使管道不致偏离中心线，并保证能自由伸缩。二、压缩空气管道系统自然界
7、的空气经空气压缩机压缩后称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。（一）压缩空气站的组成1.压缩空气站工艺生产流程压缩空气的生产流程主要包括空气的过滤、空气的压缩、压缩空气的冷却及油和水分的排除、压缩空气的贮存与输送等。2.压缩空气站设备（1）空气压缩机在一般的压缩空气站中，最广泛采用的是活塞式空气压缩机。在大型压缩空气站中，较多采用离心式或轴流式空气压缩机。（2）空气过滤器（3）后冷却器（4）贮气罐活塞式压缩机都配备有贮气罐，目的是减弱压缩机排气的周期性脉动，稳定管网压力，同时可进一步分离空气中的油和水分。贮气罐分立式和卧式两种，通常立式的用得较多，其高度为直径的 23倍，容积约为压缩机每分
8、钟生产能力换算成压缩后气体的体积。（5）油水分离器油水分离器的作用是分离压缩空气中的油和水分，使压缩空气得到初步净化。油水分离器常用的有环形回转式、撞击折回式和离心旋转式三种结构形式。（6）空气干燥器空气干燥器的作用是进一步除去压缩空气中的水分，满足某些要求供给干燥压缩空气的用户。目前常用的压缩空气干燥方法有吸附法和冷冻法。3.压缩空气站管路系统压缩空气站的管路系统为：空气管路、冷却水管路、油水吹除管路、负荷调节管路以及放散管路等。（二）车间压缩空气管路的敷设车间压缩空气管路分总管、干管和支立管。车间压缩空气管路可采用架空敷设、地沟敷设、埋地敷设或架空、埋地相结合的敷设方式。为便于管理与维修，
9、应以沿墙或柱子架空敷设为主，架空敷设高度以不妨碍交通为原则，但一般不小于 2.5m，并尽量减少对采光的影响。（三）压缩空气管道的安装（1）压缩空气管道一般选用低压流体输送用焊接钢管、低压流体输送用镀锌钢管及无缝钢管，或根据设计要求选用。公称通径小于 50mm，可采用螺纹连接，以白漆麻丝或聚四氟乙烯生料带作填料；公称通径大于 50mm，宜采用焊接方式连接。（2）管路弯头应尽量采用煨弯，其弯曲半径一般为 4D，不应小于 3D。（3）从总管或干管上引出支管时，必须从总管或干管的顶部引出，接至离地面 1.21.5m 处，并装一个分气筒，分气筒上装有软管接头。（4）管道应按气流方向设置不小于 0.002
10、 的坡度，干管的终点应设置集水器。（5）压缩空气管道安装完毕后，应进行强度和严密性试验，试验介质一般为水。（6）强度及严密性实验合格后进行气密性试验，试验介质为压缩空气或无油压缩空气。三、夹套管道系统（一）夹套管的组成材质采用碳钢或不锈钢，内管输送的介质为工艺物料，外管的介质为蒸汽、热水、冷媒或联苯热载体等。（二）夹套管制作夹套管的加工，应符合设计文件的规定。一般夹套管的制作程序如下：1.管子、管道附件、阀门及弹簧支吊架检验2.内管预制3.定位板设置（1）定位板尺寸。定位板与外管内壁的间隙宜1.5m。（2）定位板的安装。定位板的安装应不影响介质的流动和不妨碍内管与外管的胀缩。 4.外管预制（三
11、）夹套管安装（4）夹套管的内管管件应使用无缝或压制对接管件，外管可采用压制剖切件。（5）采用吊架固定时，其吊杆应按设计规定位移值的一半反向安装。两根位移不同的夹套管，不得使用同一根吊杆。（6）使用滑动支架时，滑动支架与导向板相对安装位置从支撑面中心热膨胀反向偏移，其偏移值为位移值的一半。（9）内管加工完毕后，焊接部位应裸露进行压力试验。试验压力应以主管的内部或外部设计压力大者为基准进行压力试验，稳压 10min，经检验无泄漏、目测无变形后降至设计压力，停压30min，以不降压、无渗漏为合格。（10）真空系统在严密性试验合格后，在联动试运转时，还应以设计压力进行真空度试验，时间为 24h，系统增
12、压率不大于 5%为合格。（11）联苯热载体夹套的外管，应用联苯、氮气或压缩空气进行试验，不得用水进行压力试验。四、合金钢及有色金属管道（一）合金钢管道安装1.合金钢管牌号合金钢管主要用于输送高压高温水汽介质或高压高温含氢介质。2.合金钢管安装合金管道宜采用机械方法切断，管子切断前应移植原有标记。低温钢管严禁使用钢印。切口及坡口表面应平整。合金钢管道的焊接，底层应采用手工氩弧焊，以确保焊口管道内壁焊肉饱满、光滑、平整，其上各层可用手工电弧焊接成型。合金钢管焊接应进行焊前预热和焊后热处理，预热时应使焊口两侧及内外壁温度均匀；焊后热处理应在焊接完毕后立即进行，若不能及时进行热处理的，则应焊接后冷却至
13、300350时进行保温。使之缓慢冷却。异种钢材焊前预热温度应按可焊性较差的一侧确定，焊后热处理的要求按合金成分较低的一侧进行，不合格的返修及硬度不符合规定的焊缝应重新进行热处理。（二）不锈钢管道安装1.常用不锈钢管2.不锈钢管道安装（1）不锈钢管的运输与存放应避免与碳钢材料相互碰撞、摩擦、挤压，同时应注意防止雨水、铁绣等的腐蚀。（2）不锈钢具有较高的韧性及耐磨性，因此宜采用机械和等离子切割机等进行切割，注意切割速度不宜过快，采用砂轮机切割或修磨时应使用不锈钢专用砂轮片，不得使用切割碳素钢管的砂轮，以免受污染而影响不锈钢管的质量。高压不锈钢管子切断前应移植原有标记。管子切口端面倾斜偏差不应大于管
14、子外径的 1%，且不得超过 3mm。（3）不锈钢管坡口宜采用机械、等离子切割机、砂轮机等制出，用等离子切割机加工坡口必须打磨掉表面的热影响层，并保持坡口平整。（4）不锈钢管组对时，管口组对卡具应采用硬度低于管材的不锈钢材料制作，最好采用螺栓连接形式。严禁将碳素钢卡具焊接在不锈钢管口上用来对口。（5）不锈钢管焊接一般可采用手工电弧焊及氩弧焊。为确保内壁焊接成型平整光滑，薄壁管采用全钨级氩弧焊，壁厚大于 3mm 时，应采用氩电联焊；焊接材料通常应与母材化学成分相近，且应保证焊缝金属性能和晶间腐蚀性能不低于母材；不锈钢与碳素钢、低合金钢或耐热钢之间的异种钢材焊接，宜选用A302 或 A307 焊条，
15、对不锈钢复合钢材的焊接，还应选用过渡层焊条。 壁厚大于 16mm 的管子焊前应预热。焊接后应对焊缝及附近表面进行酸洗及钝化处理。酸洗的目的是除去氧化皮，因焊接受热后都会产生一层氧化皮，将直接影响管道的耐腐蚀性能；钝化的目的是为了使不锈钢表面产生一层无色致密的氧化薄膜，起耐腐蚀作用。酸洗常用酸液或酸膏酸洗，酸液酸洗又有浸洗和刷洗两种方法。（6）法兰连接可采用焊接法兰、焊环活套法兰、翻边活套法兰。不锈钢法兰应使用不锈钢螺栓；不锈钢法兰使用的非金属垫片，其氯离子含量不得超过 5010-6。（7）不锈钢安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压；在碳钢支、吊架与不锈钢管道之间应垫入不锈钢片使碳钢支、吊架与
16、不锈钢管道不直接接触；不锈钢管道穿墙及穿楼板时应加装套管，其间隙不应小于 10mm 并填塞绝缘物，绝缘物中不应含有铁质杂质。（三）钛及钛合金管道安装1.常用钛及钛合金钢管2.钛及钛合金管道安装（1） 钛及钛合金管运输及存入时应注意不与铁质材料接触、碰撞。（2） 钛及钛合金管的切割应采用机械方法（手工锯、锯床、车床等），切割速度应以低速为宜，以免因高速切割产生的高温使管材表面产生硬化；钛管用砂轮切割或修磨时，应使用专用砂轮片；不得使用火焰切割。坡口宜采用机械方法加工。切口平面最大垂直偏差为管子直径的 1%，且不得超过 3mm；管子加工切断前，必须移植原有标记，以保证正确识别管子的材质。钛材管子易受铁离子污染，故移植标记时，不得使用钢印。（3） 钛及钛合金管焊接应采用惰性气体保护焊或真空焊，不能采用氧-乙炔焊或二氧化碳气体保护焊，也不得采用普通手工电弧焊。焊丝的化学成分和力学性能应与母材相当；若焊件要求有较高塑性时，应采用纯度比母材高的焊丝。焊接设备应采用使用性能稳定的直流氩弧焊机，正接法。外表面温度高于 400的区域均应用氩气保护。（4） 钛及钛合金
