吳能泳

十一冶建設(shè)有限責(zé)任公司，廣西 柳州 545007

在廣西靖西信發(fā)氧化鋁高壓溶出一期工程中，管道預(yù)熱車(chē)間共有36根三套管，每層高2m共六層安裝于H型鋼梁管道支架上，每根套管加熱器的內(nèi)管為三根φ168×10，外管為φ530×14的無(wú)縫鋼管（20G），每根套管通過(guò)180°U型彎頭連為一個(gè)整體套管加熱器；設(shè)計(jì)壓力內(nèi)管為6.9MPa，外管為1.3MPa，在安裝三套管過(guò)程中，關(guān)鍵是三套管的焊接、吊裝、就位。

1 套管的制作

1.1 準(zhǔn)備工作

在制作單根單管內(nèi)管前，要先進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作：檢查材料的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告單，一一核對(duì)其材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)、機(jī)械性能以及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)和化學(xué)成分等等，是否符合設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行管材下料時(shí)，要嚴(yán)格按照施工圖紙的設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行下料施工，不得采用短管拼裝焊接，焊縫的間距為9.1m。采用半自動(dòng)火焰切割進(jìn)行套管管材的切割，先把鋼管切口一面的污漬、鐵銹等雜物處理干凈再進(jìn)行下料。保證切割邊的垂直度，誤差為±1mm。按照GB985以及GB986相關(guān)規(guī)定確定焊接接頭的形式及尺寸。管接頭坡口的加工尺寸如下：坡口為V型坡口角度55±5°，鈍邊為1.5mm～2mm，間隙2mm。

1.2 套管焊接工藝

焊接是三套管制作安裝的一道比較特殊的工序，焊接質(zhì)量與整個(gè)工程的質(zhì)量有著密切的關(guān)系。為了滿足設(shè)計(jì)對(duì)于焊縫質(zhì)量的要求標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)過(guò)外觀檢查內(nèi)管對(duì)接焊縫合格后，內(nèi)管焊縫要100%進(jìn)行X射線探傷的檢驗(yàn)，其結(jié)果如與JB4730中Ⅱ級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)相符則判定合格。外管的焊縫經(jīng)過(guò)外觀檢測(cè)合格后，還要100%進(jìn)行超聲波探傷，其結(jié)果如與JB4730中Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相符則判定合格。為了保證焊縫較高的韌性、熔敷金屬延性以及較低的擴(kuò)散氫含量，提高其抗裂性能，材質(zhì)為20G三套管外管鋼管焊接采用鎢極氬弧焊打底、手工電弧焊填充、蓋面或CO2氣體保護(hù)焊填充、蓋面的焊接方案,鎢極氬弧焊的焊絲為JG-50,直徑ф2.5，氬氣純度不應(yīng)低于99.99%，CO2保護(hù)焊采用焊絲牌號(hào)為CHW-50C、直徑為ф1.2mm的CO2焊絲。套管內(nèi)管支架的焊接，也使用J427焊條。材質(zhì)為20G三套管內(nèi)管鋼管焊接采用鎢極氬弧焊打底、手工電弧焊填充、蓋面的焊接方法，鎢極氬弧焊的焊絲為JG-50，直徑ф2.5，氬氣純度不應(yīng)低于99.99%，手工電弧焊焊條為J427焊條，焊條直徑為3.2mm～4mm。

1.3 三套管工藝

1.3.1 三套管內(nèi)管的焊接

首先組對(duì)管口的接頭，在進(jìn)行管口的組對(duì)后，兩管必須位于同一條直線，偏斜誤差不應(yīng)超過(guò)1%，內(nèi)管的焊縫接頭組對(duì)要采用管卡配合，與母材焊接的工卡具其材質(zhì)與母材相同或同一類別號(hào)，在進(jìn)行工卡具的拆除時(shí)要注意不要損傷母材，并且要把拆除后留下的焊疤做打磨修整，直至其與母材的表面保持齊平。為了保證焊縫在正式焊接過(guò)程中不至于因焊接應(yīng)力而使焊口位置變形，因此焊口正式焊接前要進(jìn)行點(diǎn)固焊。點(diǎn)固焊應(yīng)采用與根部焊縫相同的焊接材料和焊接工藝，并由合格的焊工施焊。點(diǎn)固焊的點(diǎn)焊長(zhǎng)度在10mm～15mm之間，高度為2mm～4mm，不宜超過(guò)管壁的2/3。

1.3.2 三套管內(nèi)管套進(jìn)外管

單根三套管內(nèi)管長(zhǎng)91m，外管長(zhǎng)90m（不含管端接頭長(zhǎng)），每根內(nèi)管一次組對(duì)完，要求每根內(nèi)管對(duì)接焊縫必須經(jīng)過(guò)探傷、試壓、退火，確認(rèn)管道焊縫達(dá)標(biāo)后，把三根內(nèi)管品字型固定好，然后把下好料的外管一節(jié)一節(jié)的利用卷?yè)P(yáng)機(jī)套在內(nèi)管外，即進(jìn)行外管對(duì)接及端頭的組對(duì)和焊接，焊縫經(jīng)探傷、退火合格后，整根套管就制作完成（其每根套管套管示意圖如圖1）。

圖1 三根單套管套管示意圖

2 套管的安裝

2.1 三套管內(nèi)管試壓

壓力試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：水壓試驗(yàn)壓力設(shè)置為12.79MPa，而工作壓力為6.9MPa。而壓力表的量程為試驗(yàn)壓力的1.5～2倍，精度1.5 級(jí)，數(shù)量2 塊。試壓前準(zhǔn)備：試壓前先在兩端焊上臨時(shí)堵頭，把各項(xiàng)工作備妥，然后打開(kāi)給水閥，往管內(nèi)灌水，待管內(nèi)灌滿水和排盡空氣，就把給水閥及排氣閥關(guān)閉，然后開(kāi)始升壓。當(dāng)壓力升到0.5 MPa時(shí)，應(yīng)停止升壓，對(duì)設(shè)備滲漏情況進(jìn)行檢查，無(wú)異?，F(xiàn)象后繼續(xù)升壓到試驗(yàn)壓力的50%，停止15min對(duì)設(shè)備滲漏情況再次檢查。如無(wú)異?，F(xiàn)象，然后緩慢將壓力升到試驗(yàn)壓力，做下記錄，待10min后，壓力不下降即為合格。

2.2 三套管外管試壓

試驗(yàn)壓力為2.02MPa，設(shè)計(jì)壓力為1.3MPa。強(qiáng)度試壓的操作程序和方法與套管內(nèi)管試壓方法相同。按上述方法進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)合格后，然后緩慢將壓力降到1.3MPa，對(duì)所有焊縫、等進(jìn)行全面檢查，如無(wú)滲漏和其它異?，F(xiàn)象，即外管水壓試驗(yàn)合格。再將水緩慢放盡，并辦理簽證。

2.3 三套管吊裝

安裝采用倒裝法，首先進(jìn)行頂層第六層套管吊裝。用鋼絲繩將每根整根套管捆綁成一組,利用套管廠房H型屋架梁，設(shè)6～8個(gè)吊點(diǎn)（單根房架梁不能同時(shí)設(shè)兩個(gè)吊點(diǎn)，采用兩組吊裝吊點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，且第五層至第一層套管吊裝時(shí)，嚴(yán)禁使用上一層管子的托管橫梁作為下一層管子吊裝的吊點(diǎn)來(lái)進(jìn)行吊裝作業(yè)。）,每個(gè)吊點(diǎn)設(shè)置10t電動(dòng)環(huán)鏈葫蘆同時(shí)進(jìn)行起吊。在吊裝時(shí)，每組由專人負(fù)責(zé)指揮，保證所有吊點(diǎn)起吊速度一致，使葫蘆受力均勻，避免沖擊和碰撞，以防碰傷套管。吊裝過(guò)程中，要求起吊高度達(dá)到安裝高度的1/3時(shí)，檢查各個(gè)吊點(diǎn)高度是否一致，工機(jī)具受力情況；套管起吊高于安裝高度300mm，在每個(gè)吊點(diǎn)采用（6×37+1）Φ25鋼絲繩、卡扣將套管固定在套管廠房屋架梁上，回落一點(diǎn)葫蘆，使葫蘆、鋼絲繩同時(shí)承受管子的重量，確保吊裝安全。托管橫梁安裝就位后，將套管慢慢放下到橫梁上。第五層至底層（第一層）套管的固定則采用（6×37+1）Φ25鋼絲繩、卡扣將套管固定上一層托管橫梁上，施工方法與頂層（第六層）施工方法一致。

2.4 “U”型彎管組對(duì)

由于是三套管加熱器,“U”型彎管連接呈品字形,距離空間小,對(duì)焊接要求又嚴(yán)格,在安裝時(shí)必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，彎頭組對(duì)時(shí)，必須使彎頭中心一致、在同一平面上，確保焊接距離,保證焊接質(zhì)量。

2.5 “U”型彎管的管口焊接

由于“U”型彎管尺寸不大，接口焊縫是在平臺(tái)上施焊。在施焊前，應(yīng)用卡具固定彎管來(lái)避免焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力造成彎管的變形。焊工施焊時(shí)，在焊縫圓周上，應(yīng)考慮到焊接變形，采取間隔施焊的措施和焊后加熱來(lái)消除焊接應(yīng)力。

2.6 三套管安裝完畢后,要進(jìn)行整體試壓

分內(nèi)管整體試壓及外管整體試壓,內(nèi)管強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為12.79MPa，外管強(qiáng)度試驗(yàn)壓力為2.02MPa。試壓程序與三套管內(nèi)外管試壓相同。

3 焊接、安裝注意事項(xiàng)

焊縫坡口及焊縫兩側(cè)20mm區(qū)域內(nèi)的氧化皮，臟物、油污等全部清理干凈，直至見(jiàn)到金屬光澤。防止氣孔、夾渣在焊縫中出現(xiàn)。管道組對(duì)時(shí)，每道焊縫焊接前，焊工應(yīng)認(rèn)真檢查組對(duì)質(zhì)量，如超出焊縫的要求或管道錯(cuò)口超出規(guī)定時(shí)，焊工應(yīng)拒絕施焊，防止焊縫因管口組對(duì)不當(dāng)而產(chǎn)生未焊透及未熔合的缺陷。施焊中，焊工要依據(jù)焊接工藝正確選用焊條、焊劑，以便在電弧焊接過(guò)程中脫氧、脫碳、脫硫；焊工正確選用較大的焊接線能量，仔細(xì)清理層間熔渣、擺動(dòng)焊條，壓低電弧，以減少有害夾雜物殘留在焊縫中。焊縫應(yīng)設(shè)引弧和收弧板，焊接過(guò)程中禁止在焊縫以外打引弧，埋弧焊和氬氣氣體保護(hù)焊焊前應(yīng)在試板上進(jìn)行調(diào)焊，調(diào)好參數(shù)后方可正式施焊。焊工在施焊過(guò)程中，不許使用未經(jīng)烘干的焊條，要注意焊接速度不要太快，電流、電壓等工藝參數(shù)嚴(yán)格按作業(yè)指導(dǎo)書(shū)操作，防止咬邊、焊瘤在焊縫中產(chǎn)生。安裝三套管,內(nèi)管焊縫經(jīng)過(guò)探傷合格后進(jìn)行水壓的試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，開(kāi)始進(jìn)行內(nèi)管和外管的穿套。

4 結(jié)論

總之，安裝三套管要在施工過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員要針對(duì)各種工種、作業(yè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容做技術(shù)交底，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)的程序環(huán)節(jié)采用先進(jìn)的施工工藝進(jìn)行施工，從而保證施工質(zhì)量，提高設(shè)備的工作性能，為今后類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

[1]楊鐵.氧化鋁廠溶出系統(tǒng)工藝管道安裝[J].現(xiàn)代機(jī)械，2010(2).

[2]楊鐵.氧化鋁廠高壓溶出料漿管道焊接工藝[J].現(xiàn)代焊接，2009(11).

[3]李松.氧化鋁溶出單套管預(yù)熱器的制作與安裝[J].現(xiàn)代機(jī)械，2009(5).