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中国石化集团第四建设公司长输管道站内管道通用施工工艺

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2020年5月29日
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长输管道站内管道通用施工工艺

1.适用范围
本工艺适用于SYS-4002-90和SY/T4067-93中规定的管道施工,包括末端计量调压站、沿线清管站、分输站、集气站、配气站、阀室等新建、扩建、改建站场的管道。
2.施工准备
2.1材料准备
2.1.1钢管及其附件
2.1.1.1钢管和各类管道附件(阀门、法兰、三通、弯头、异径管和支吊架等)应有出厂质量证明书,其各项指标应符合国家或现行行业技术标准的规定。
2.1.1.2若材质证书不全或数据不全或对数据有疑问的,应由供应部门负责材质证件的更换、补项或必要的复验。
2.1.1.3所有的管材和配件均应严格按照设计文件要求的规格、材质、等级进行选用,并按相关的标准验收合格,每种材料必须有该材料的材料质量证明书。
2.1.1.4阀门在安装前必须完成外观检查,并按设计要求进行不同检验要求的耐压强度试验、泄漏试验或气密试验,阀门试验的合格标识钢印齐全;电动、气动阀门应经调试合格后,方可进行相应的压力试验,所有阀门在完成各种检试验合格后方可交付安装。
2.2施工设备和机具
2.2.1主要设备:氩弧焊机、马达焊机、吊管机、吊车、推土机、挖掘机、打压车、压风车、发电机、大客车。
2.2.2主要机具:内对口器、经纬仪、水准仪、电火花试漏仪、超声波探伤仪、射线探伤机、测厚仪、坡口机、切割机、电、气动开孔机、套丝机、液压弯管机、清管器、砂轮机、氧乙炔割炬、焊钳及水平尺、角尺、盒尺、线锤等。
2.3作业条件
2.3.1站点土建基本完成,并办理工序交接。
2.3.2安装材料、施工机具准备已具备连续施工条件。
2.3.3施工现场已达到”三通一平”条件,满足施工的水、电、气使用条件。
2.3.4与管道相连的设备已找正安装完毕,基础灌浆已达到强度要求,并办理工序交接。
2.3.5对参加施工的人员已进行了技术交底,并强调了施工中应重点控制的工序和部位,明确了技术要求、质量标准、安全施工和成品保护方法和工期要求。
2.3.6施工暂设、管道预制场地和施工设施布置安装完毕,设备、机具具备使用条件;技术准备、管理软件已运行,施工管理基础工作已到位。
2.4施工前的技术准备工作
2.4.1施工技术人员已详细地核实施工图纸,并制定了管道的施工技术措施。
2.4.2参加施工的人员已掌握了施工要求的重点,熟悉了施工图纸和材料选用。
3操作工艺
3.1施工工序
材料验收→土建、设备交安→管线和支架预制→预制段焊口检验→地下管网安装→地上管网安装→管线固定焊口检验→管线系统检查→管线试压→交工验收。
3.2图纸审核:
首先按照设计图纸的要求,仔细核对设计材料和各部位的几何尺寸,确定施工顺序和预制的管段,采取的各种临时措施,为施工作好各种准备工作。
3.3管段预制:
3.3.1管线预制按照施工管道单线图注明的管段进行预制,要求预制件尺寸精确,使安装应力最小,避免泄漏,以确保压力管道安全运行。
3.3.2应充分利用管道预制厂(场)的机械设备、胎具和环境等有利因素,确保管道加工精度、管段预制深度(预制深度按焊口数计应达到40%左右)。
3.3.3预制前应对施工机具、设备、工装进行检查,使施工机具、设备、工装处在良好的状态并经过计量检查,以保证施工精度和过程控制能力。
3.3.4管段排料切割前应首先对管段单线图进行审核,主要审核:
1)审核图号、图纸版次、续接图号或相关管线号及材料名称、型号规格、材质、数量、单位是否与设计相符。
2)管段分段、现场安装预留口是否合理,并应对管段预制尺寸进行现场复测、划分和标注管道预制段,确定预制下料的实际尺寸。封闭管段应按现场实测后的安装长度加工。现场尺寸复测最好用细钢丝而不要用粉线。
3)管道支吊架规格型号是否正确。
3.3.5管段号料应由两人进行,一人号料,一个复核。对施工余量小的合金管宜采用计算机辅助排料软件排料,以免增加不必要的焊口。
3.3.6管段坡口加工应严格按本工艺标准规定或相关焊接工艺评定规定加工。
3.3.7弯管应采用壁厚为正公差的管子制作。管子公称直径DN≤150宜采用冷弯(有色金属管除外),DN>150时宜采用热弯。弯管后应进行表面PT检查(需热处理的管段应在热处理后进行)。弯制后的弯管壁厚不得小于公称壁厚的90%,且不小于设计壁厚。
3.3.8钢管热弯后的热处理应符合下列规定:
1)壁厚>19mm的碳素钢管应按表3.3.8(常见管材热处理条件)规定进行热处理。
常见管子热弯管温度及热处理条件
表3.3.8
钢种或钢号
热弯温度(℃)
热处理要求(℃)
10.20
750-1050

16Mn
900-1050
12CoMo15 CrMo
800-1050
900-920正火
12CrMoV
800-1050
980-1020正火加
720-760回火
1CrMo
800-1050
850-875完全退火或
725-750高温目火
1Cr18Ni9
Cr18Ni12Mo2Ti
900-1200
1050-1100固溶化
注:(1)10、20号钢的终弯温度低于750℃和16Mn钢的终弯温度低于900℃,壁厚等于或大于19mm的热弯管,应进行600-650℃的回火处理;
(2)表中未列入的钢号,应按该材料供货状态的要求进行处理。
2)中、低合金钢管热弯时,当公称直径DN≥100mm或壁厚t≥13mm时,应按设计要求进行完全退火、退火+回火或回火处理。
3)中、低合金管冷弯时,当DN≥100mm或壁厚t≥13mm时,应按表3.3.8中要求进行热处理。
4)奥氏体不锈钢管弯管后,当设计无要求时,可不进行热处理。
3.3.9热弯后除碳钢外不得用水冷却,弯管后应在5℃以上静止空气中缓慢冷却,否则,应将弯管用石棉被包套缓冷。
3.3.10钢管冷弯后应按表3.3.10的规定进行热处理。

常见钢管冷弯后热处理条件
表3.3.10
钢种或钢号
壁厚(mm)
弯曲半径
热处理要求(℃)
10、20
≥36
任意
600-650退火
25—36
≤3Do
<25
任意
--
12CrMo
15CrMo
>20
任意
680-700退火
10—20
≤3.5Do
<10
任意
--
12Cr1MoV
>20
任意
720--760退火
10—20
≤3.5Do
<10
任意
--
1Cr18Ni9
Cr18Ni12Mo2Ti
Cr25Ni20
任意
任意
--
3.3.11合金钢管热弯后需作硬度检查,其值应符合规范规定。
3.3.12热处理后应进行无损探伤检查。
3.3.13坡口加工型式应符合设计规定或焊接工艺评定要求。
3.3.14不等厚管道组成件的对接坡口,内壁错边量应符合表3.3.14的要求,否则应按图3.3.14要求进行修整。
管道组对内壁错边量
表3.3.14
管道材质
内壁错边量
钢
不宜超过壁厚的10%,且不大于2mm
铝及铝合金
壁厚≤5mm
不大于0.5mm
壁厚>5mm
不宜超过壁厚的10%,且不大于2mm
铜及铜合金、钛
不宜超过壁厚的10%,且不大于1mm

T2
T1

T1
T2

45°
1.5T1
15°
15°

① T2-T1≤10mm ② T2-T1>10mm
(a)内壁尺寸不相等
1.5T1
45°

T2
15°
15°

T2
T1
T1

① T2-T1≤10mm ② T2-T1>10mm
(b)外壁尺寸不相等

T2
T2
T1
15°
T1

15°
1.5T1
````
30°
≤5

(c) 内外壁尺寸均不相等 (d) 内壁尺寸不相等的削薄
图3.3.14 焊件坡口形式
注:用于管件且受长度条件限制时,图(a)①、(b)②和(c)中的15°角可改用30°。
3.3.15管段及管件组对,在组焊口两侧各100mm范围表面清除脏物、油迹、水份和锈斑。
3.3.16组对应在专用平台或胎具上进行,对口宜用同母材的卡具固定。
3.3.17点焊和正式焊接的焊工必须持有与焊接部位、焊接材料类别相符的有效焊接合格证书。
3.3.18管道焊接一律采用氩弧和氩电联焊焊接工工艺。
3.3.19焊接全过程(焊前预热、焊接、焊后热处理)应严格遵守焊接工艺评定的各项要求。
3.3.20焊后按要求进行射线探伤(RT)、热处理、硬度检查和着色检查(PT),全部合格后,拆除临时卡具。凡点焊卡具部位应进行着色和其它相关的检查并及时修磨点焊部位。
3.3.21及时填写”管道焊接工作记录(J412)。
3.3.22预制管段编号和管支架编号,要求与图样一致,字迹清晰、规整、标记完整。
3.3.23按设计或规范要求清理管段内部直至合格后,对预制管段进行临时封闭,封闭可采用临时管帽、盲板或其它不易脱落的方法进行。
3.3.24预制件应按单线图号分装置、分区、编号存放,并及时整理预制质量记录、单线图及相关资料。
4 施工要求
4.1下料、划线、切割、坡口制作
4.1.1首先要根据施工图纸、单线图、现场实测制作下料单,下料单一般是岗长制作,管道施工员复查,净料尺寸根据管件坡口组对间隙,垫片厚度及各方向焊口数量综合确定。
4.1.2根据下料单净料长划线下料,同一管材连续下料时,段与管间留出加工余量,切割方法不同留出不同加工余量。
4.1.3各种类型划线包括直管、马鞍口等,为了划线准确,应使用样板划线。马鞍支管连接段,先将马鞍端下料,打磨合格后,由马鞍端量尺,确定管段长度。马鞍管开口在管段下料打磨后进行,打磨后的管段上定马鞍口中心打样冲眼或划十字线,用样板划线开孔,开孔时留出打磨加工余量1～2mm(机械加工无须预留坡口打磨余量)。
4.1.4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。
4.1.5 Φ89以下各种材质、规格的直管下料都可采用无齿锯切割,Φ114以上的,根据材质选用机械、等离子及氧—乙炔切割,坡口机加工坡口或角式砂轮机加工坡口,但对于不锈钢管、钛管用砂轮切割与修磨时要使用专用砂轮,不能使用切割碳素钢管的砂轮,以免受污染而影响不锈钢与钛管的质量。
4.1.6用砂轮机切割时砂轮片的选择和使用应符合下列规定:
1） 砂轮片与砂轮机的额定线速度匹配。
2） 砂轮片的材质、质量符合要求。
3） 砂轮片直径应与被切割管子的直径匹配。
4） 砂轮片与磨架间隙以3mm左右为宜。
5） 树脂胶合砂轮片不得用含碱冷却液。
6） 砂轮片不得侧向磨削。
7） 砂轮片磨损后,其直径小于夹板直径+50mm时,不得使用。
4.1.7用氧—乙炔焰或其它加热切割方法切割或加工坡口时,环境温度要符合下列要求,否则应进行预热与缓冷。
1） 碳钢不低于-20℃。
2） 低合金钢不低于-10℃。
4.1.8下料后管段要经复验,确认尺寸准确,要打磨光滑,要标识齐全。
4.1.9下料管段加工尺寸允许偏差要符合下列要求:
长度偏差:自由管段为±10mm.
封闭管段为±1.5mm。
4.2组对、点焊
4.2.1组对是将管与管、管与管件、管件与管件的组合,有对接连接、承插连接、跨接式三通连接等,为了方便组对,一般都要制作相应的组对胎具和吊装固定胎具,对于大口径管道和直管与直管对口多采用对口器,对口间隙用相同材质的焊丝或焊条芯间隔。
4.2.2管道组对前,检查管口的偏斜度和管坡口及椭圆度等尺寸,偏口率a≤0.01D外且<2mm。
4.2.3管口椭圆度的校正方法:
1)组对前校正,对管口分角度测量,如图4.2.3。
西
东
或
30°
30°
30°
30°
30°
180° 北

270° 90°

0° 南
图4.2.3 管口椭圆度校正分度图
首先测量圆周长,计算出正常圆直径,然后将管口分成如图所示若干等份,测量不同角度圆直径,如0°、30°、60°、90°……(东西方向东南30°,东南60°……),角度根据管口直径自行确定,目的是校正椭圆,检查出哪个方向椭圆。然后用千斤顶、大锤冷校正或火焰加热校正,注意大锤敲击最好在管壁上垫有隔离层,防止管口被大锤敲击造成的坑凹缺陷,锤击点不得与支点重合,对薄壁管子应在锤击处加热,以防凹瘪。这种方法最适用于两组对管口外周长相同的情况。
2)组对后校正,组对前先测量两管口的外周长要相同,组对时应均匀对口,然后用千斤顶在管内顶、管外用斜铁销子和U型铁校正,或用火焰加热锤击校正。这种方法不常见,对大口径管较适用。
3)对于壁厚相同管口外周长不相同情况,应设计并制作大小头管件,不允许现场采用冷收口或热收口自行制作大小头。
4.2.4对于壁厚不同的管口组对,应对厚壁管提前加工内坡口或外坡口,当壁厚差大于1.5mm时,采用机加工方法,当壁厚差≤1.5mm时,采用角式或棒式砂轮机、锉刀修磨加工,其质量要符合图3.3.14要求。
4.2.5组对胎具和组对用卡具可推荐使用,如图4.2.5所示。

接口用承托角钢

图4.2.5 组对用卡具
4.2.6点焊,即定位焊,焊前彻底清除坡口内外各20mm范围的油污、铁锈、氧化皮等对焊接有害的物质,点焊一般不少于三处,第一次定位点焊后,用相应直尺、角尺卡具检查后进行第二次定位点焊,第三次定位点焊,直至整个对口固定为止。定位点焊的尺寸应符合表4.2.6要求。
定位点焊的尺寸要求
表4.2.6
管壁厚度S
mm
<3
3≤S<5
5≤S<12
≥12
定位焊长度mm
6～9
9～13
12～17
14～20
定位焊高度mm
2
2.5
3～5
≤6
点 数
2
2～4
3～5
4～6
4.2.7对接连接焊口组对应做到内壁平齐,内壁错边量应符合表3.3.14要求。
4.2.8马鞍口的组对,承插连接口的组对,均应有对接间隙:承插端部为1.5mm,马鞍对接为1.5～2mm。
4.2.9当对螺纹接头采用密封焊时,外露螺纹应全部密封。
4.2.10管道上仪表取源部件和排放点按规定位置先钻孔后焊接,必要时焊后再绞孔。温度计插孔的取源部件不得向里倒角。
4.2.11管段对口时应检查平直度,应在距接口中心200mm处测得,当DN<100mm时,其偏差不得大于1mm;当DN≥1mm时,允许偏差2mm,全长总偏差不得大于10mm。见图4.2.11。

α
钢板尺 200mm

图4.2.11
4.2.12法兰面与管子中心垂直度及法兰螺栓孔对称水平度偏差应符合表4.2.12的规定。

自由管段和封闭管段尺寸允差
表4.2.12
项 目
允许偏差(mm)
自由管段
封闭管段
长 度
±10
±1.5
法兰面与管子
中心垂直度
DN<100
0.5
0.5
100≤DN≤300
1.0
1.0
DN>300
2.0
2.0
法兰螺栓孔对称水平度
±1.6
±1.6
其组对方法为:
1)法兰装配前对其连接的尺寸进行测量,口径应相等,管口如有变形必须予以矫正。对焊法兰的内径与管子内径的偏差不应超过壁厚的10%,且不大于0.5mm。
2)法兰装配时,其密封面与管中心线垂直偏差不应超过0.25%,且不大于2mm。
3)组对法兰时,应先在上方进行定位焊接,用法兰角尺沿上下方向找正,合格后点固下方,再找正左右两侧并进行定位焊。
4)法兰螺栓孔应做跨管子中心线两侧对称排列,如图4.2.12-1。

正确 不正确
图4.2.12-1 法兰螺栓孔布位图
5)组对法兰应先将管段找平、找正,然后组对法兰,若需要同管段的两端焊接法兰时,应先焊好一端法兰,然后依此法兰为基准用线坠或水平尺找正后,再装配另一端的法兰,如图4.2.12-2。

水平尺

线锤

图4.2.12-2法兰装配示意图
4.3管线安装
4.3.1验收预制段质量,复核其各部位几何尺寸;对埋地管线先行安装,待埋管回填后再进行工艺管道的安装。
4.3.2一般管道安装应从设备一侧开始安装,使固定焊口远离设备,减少焊接应力对设备的影响;
4.3.3管道预制段安装后要及时安装管道支架,不允许长期使用临时支架或将管道重量传到设备法兰口处;
4.3.4管道支架安装要注意牢固可靠,支撑充分,达到设计要求。
4.3.5管道与动设备连接时应符合表4.3.5要求:
法兰同轴度、同心度允许偏差
表4.3.5
机泵转速
(ＲＰＭ)
平行度
(ｍｍ)
同心度(ｍｍ)
径位移
(ｍｍ)
3０００~６０００
≤０.１０
≤０.５０
≤０.０５
>６０００
≤０.０５
≤０.２０
≤０.０２
4.3.6紧固设备口螺栓时应使用百分尺对机泵联轴节进行监测,其允许偏差见上表。
4.4管线试压
4.4.1按照图纸和设计文件要求将施工结束的管道划分成不同等级的管道系统进行压力试验,原则为:先高压系统后低压系统,然后辅助系统。
4.4.2试压时使用的压力表精度不得低于1.5级,量程为试压系统的1.5倍,系统的压力表不得少于2块。
4.4.3当采用水压试验时应设置高点放空、低点放净。
4.4.4使用盲板将不能参与系统试压的设备、仪表等与待试验系统隔离。
4.4.5试压用洁净水进行,当温度低于０℃时应采取有效的防冻措施。系统水压试验如有困难时可使用空气进行试验,但必须作好各种防护措施,保证水压试验的安全性。
4.4.6水压试验时应缓慢升压,严格按照施工技术措施的要求进行水压试验。
4.4.7水压试验合格后应及时将管道内的积水放净,并使用压缩空气进行吹扫,以避免管道内部锈蚀。
4.5管道防腐保温
管道防腐工程严格按照防腐工程施工标准进行,并达到各项检验指标的要求,其实施要领详见相关工艺标准。
4.6管沟回填
管道施工结束后,站内埋地管线应及时进行回填,回天之前应管道系统进行认真的检查,完善防腐补伤、补口和管道保温工作,土方回填满足地下管道施工规范中回填土的要求。
5 质量标准
5.1保证项目
5.1.1管道施工符合设计文件和施工验收规范的要求;
5.1.2阀门的强度和严密性试验,安全阀调试等结果符合设计要求和规范规定。
5.1.3焊工资格考核无误,焊材选用正确,焊接工艺可靠,接头无损检验符合规定。
5.1.4埋地管道的防腐和隐蔽工程应符合设计要求和规范规定。
5.1.5管道的预拉伸和强压缩应符合设计要求,管道与设备相接法兰,其自控状态下的平行度和同心度及管内清洁、支架安装形式、位置等符合要求。
5.2基本项目
5.2.1使用的材料均满足设计文件和施工验收规范的要求,材质证件齐全,检验项目合格。
5.2.2管道水压试验及吹洗合格并满足动设备试运的要求。
5.2.3管道支架支撑牢固可靠,按设计要求进行设置施工,并有安装记录、焊接记录等质量记录齐全。配管全部工序质量有效控制,质量检验基本项目均已合格。
6成品保护
6.1预制件标识包装、成品保护
6.1.1管道预制方便运输,有足够的刚度与强度,否则应有临时加固措施。必要时应标出吊装索具捆绑点的位置。
6.1.2管道预制检验完毕后,做好编号与标记,做好防锈、涂漆管口封闭防护保管工作,并应配套完成,成套出厂。
6.1.3管段安装前若预制件上标识退色、磨损要及时发现并重新复制,检查法兰密封面的质量、清理管内杂物,合格后将管口及时包扎封堵,做出合格状态标识。
6.1.4在现场预制的管段要及时组装、吊装,以防止因长时间存放现场造成丢失和损坏。埋地管道预制完后要及时试压、防腐、埋地并做好管道隐蔽工程记录。
6.1.5不锈钢、合金钢、有色金属钢管及预制件要与碳钢隔离,存放于木材等软质下垫物上。
6.2安装过程的成品保护
6.2.1及时办理工序交接,否则不得进行设备配管。
6.2.2管段安装后要及时将管线上的各个敞口处进行封堵,避免杂物进入管道内部,与设备连接法兰处,应加入临时石棉盲垫,管路经试压吹洗后方可安装正式垫片。
6.2.3管线上的膨胀节要采取临时保护措施,避免损坏或损伤。一般应使用石棉布将其包裹起来防止焊渣等损伤,对特种阀门的易损坏、易丢失配件应拆下入库保管,待试车时复位投用。
7 施工中注意事项
7.1严格执行施工措施所规定的工序交接制度,在上一道工序未合格时严禁下一道工序的施工。
7.2管道安装过程中必须保证对连接的设备无应力配管,特别是动设备的配管。一般在设备法兰附近的焊口焊接时,应使用专业仪器监测动设备的应力状态。
7.3管道的坡度应满足设计要求。
7.4管道试压、吹洗后,应打开低点放净阀,用空气吹净管内残余液,防止冬季施工冻坏管路附件、阀门。
7.5经试压和吹洗的管路,不得再进行施焊作业,否则仍将按规定进行试压和吹洗(包括设计变更的内容)。
8 质量记录
1)图纸汇审记录 J108
2)施工组织设计、施工技术方案交底记录 S-T.01
3)专业技术/工序施工交底记录 S-T.02
4)设计交底记录(或会议纪要)
5)开工报告 J104
6)工程联络单 J110
7)设计变更一览表 J111
8)热处理曲线图
9)预制管段验收记录 ZH3060
10)管道焊接工作记录 J412
11)管道静电接地测试记录 J406
12)阀门、管件试验记录 J401
13)管道强度、严密性试验记录 J407
14)管道吹洗记录 J408
15)安全附件安装记录 J410
16)防腐工程施工记录 J236

附加说明:
1 本工艺由中国石化集团第四建设公司技术处提出。
2 本工艺由仇俊岳起草,闫春生审核。
3 本工艺由中国石化集团第四建设公司总工程师批准,技术处发布。
4 本工艺由FCC技术处负责解释。
QB
中国石化集团
企业(通用工艺)标准
第四建设公司 ★配管工程★
QJ/PG(长输)-04

长输管道站内管道通用施工工艺

1999—10—01发布 —01—01实施

中国石化集团第四建设公司技术处 发布