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碳鋼襯膠管道由于其經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、耐腐耐磨性能好、剛性大、熱變形量小等優(yōu)點(diǎn)，在磷酸裝置中得到大量應(yīng)用。但其施工過程復(fù)雜，含內(nèi)、外焊接、焊縫打磨、噴砂、襯膠、硫化、預(yù)組裝、回裝等工序。目前各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范鮮有對襯膠管道設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性條文，如果配管設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成制造和安裝的重復(fù)或返工，增加費(fèi)用、延誤工期，筆者結(jié)合所做磷酸項(xiàng)目的工程經(jīng)驗(yàn)，通過介紹襯膠管道的施工過程，指出配管設(shè)計(jì)對管道制造和安裝的影響以及容易出現(xiàn)的問題，并針對性提出配管設(shè)計(jì)的若干技巧。

1 碳鋼襯膠管道施工

1.1 襯膠管道簡介

襯膠管道即在碳鋼管道內(nèi)襯膠板，在襯完膠后不能在管道的任何部位進(jìn)行焊接，否則膠板會(huì)受熱破壞，因此管道需分段，用法蘭進(jìn)行連接，每段為直管或管件，端部均為法蘭。由于襯膠長度受限，管道不能過長，一般直管最長為6m (兩端法蘭面之間的距離)，否則很難完成襯膠。管、管件簡圖見圖1。

圖1 襯膠管、管件

1.2 兩種施工模式的選擇和對比

襯膠管的施工模式主要有兩種，一種是管道全部在施工現(xiàn)場預(yù)制、安裝，然后拆下送襯膠廠襯膠，之后全部運(yùn)回施工現(xiàn)場進(jìn)行回裝;第二種是每根管道設(shè)置固定段和調(diào)節(jié)段，固定段由廠家加工、襯膠，成品運(yùn)至施工現(xiàn)場，安裝時(shí)由調(diào)節(jié)段來調(diào)節(jié)安裝誤差，安裝完后拆下調(diào)節(jié)段并在施工現(xiàn)場進(jìn)行襯膠，然后回裝襯好膠的調(diào)節(jié)段。

施工模式由項(xiàng)目所在地襯膠市場情況來決定。項(xiàng)目所在地附近有襯膠廠家，且交通便利的，一般采用第一種模式，這種模式對于設(shè)計(jì)和施工來說簡單、不易出錯(cuò)，而且可以有效避免由于施工現(xiàn)場場地和機(jī)具受限造成襯膠困難的問題，對項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量都能有較好的保障，但是增加了回裝工作量(100%回裝)。如果項(xiàng)目所在地襯膠市場情況不好，則采用第二種模式，現(xiàn)場沒有了來回運(yùn)輸?shù)墓ぷ?，回裝的工作量也會(huì)比較少(只有調(diào)節(jié)段進(jìn)行回裝)，但是對設(shè)計(jì)的合理性要求更高。

1.3 施工過程簡介

管道的施工首先從管子、管件、法蘭的焊接開始，依據(jù)管道軸測圖上的尺寸進(jìn)行加工制造，然后預(yù)組裝，組裝完后拆下對點(diǎn)焊的部分進(jìn)行滿焊，由于管道內(nèi)部需襯膠板，為了滿足襯膠要求，達(dá)到襯膠面平滑過渡、無裂紋、凹坑、焊瘤等要求，基本每道焊縫均需內(nèi)外焊接、打磨;之后進(jìn)行焊縫檢查，著色或磁粉檢查焊縫是否有裂紋，有問題的焊縫進(jìn)行處理;然后對管道內(nèi)部噴砂除銹，再次檢查噴砂后焊縫及管材內(nèi)表面是否有氣孔、焊瘤、凹坑等;檢查合格后再進(jìn)行襯膠。為了避免負(fù)壓對膠板的破壞，真空管道襯膠后還需進(jìn)行硫化。一般進(jìn)硫化罐硫化，個(gè)別因體積過大無法進(jìn)硫化罐的可本體硫化;硫化后如發(fā)現(xiàn)法蘭面有凸起不平的地方，影響法蘭面密封性，需對凸起的部位進(jìn)行打磨，直到法蘭面平整;襯膠結(jié)束后，接著進(jìn)行外表面的除銹噴漆，至此成品才算完成，可以進(jìn)行回裝，支架固定，管道安裝完畢。

2 配管設(shè)計(jì)對施工的影響

襯膠管道的設(shè)計(jì)對于施工環(huán)節(jié)的影響較大，設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)讓一些環(huán)節(jié)很難操作甚至無法進(jìn)行下去，因此在設(shè)計(jì)中需注意一些技巧。

2.1 焊縫內(nèi)部的焊接和打磨

當(dāng)主管道口徑小于DN600 時(shí)，人無法或不方便進(jìn)入管道內(nèi)部操作，所有焊縫的內(nèi)部焊接和打磨都需要人在管道外面伸臂進(jìn)行，如果焊縫離端部法蘭太遠(yuǎn)，將無法進(jìn)行施工操作。因此在管道設(shè)計(jì)時(shí)需考慮焊縫離端口法蘭的距離。

(1)從主管上開孔接小口徑支管時(shí)，開孔的位置應(yīng)盡量靠近一端法蘭，這樣方便開孔處焊縫內(nèi)部的焊接和打磨。

(2)管件(彎頭、三通、異徑管)外接直管段時(shí)，考慮到管件與直管段之間的對焊焊縫需進(jìn)行內(nèi)部焊接和打磨，為了能夠操作或操作方便，直管段不宜超過200mm，主管口徑越小越需注意這個(gè)問題。以彎頭為例，示意圖見圖2。

圖2 彎頭兩端最小直管段要求

當(dāng)主管道口徑大于DN600 時(shí)，人可以進(jìn)入管道內(nèi)部操作，焊縫位置不需特別考慮，但還是宜靠近端頭以方便進(jìn)入管道焊接、打磨。

2.2 調(diào)節(jié)段設(shè)置要點(diǎn)

當(dāng)管道設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)段時(shí)，調(diào)節(jié)段作為襯膠管道安裝時(shí)調(diào)整施工誤差的管段，作用尤為重要。其功能包括調(diào)節(jié)管道長短、螺栓孔方位及法蘭面垂直度等。并且在滿足調(diào)節(jié)需要時(shí)調(diào)節(jié)段應(yīng)盡量少，以減少現(xiàn)場襯膠和回裝的工作量。

調(diào)節(jié)段一般在現(xiàn)場襯膠，由于現(xiàn)場受機(jī)具限制，不能完成難度太大的襯膠工作，因此對于現(xiàn)場襯膠的管段，需要控制其尺寸，特別對于口徑在DN200 ～DN600 (不含DN600)的管道，一般兩端帶法蘭的直管，長度不宜大于1000mm，以保證手能摸到管道內(nèi)部所有的部位;彎頭兩端的直管段不宜大于200mm，否則彎頭內(nèi)部拐彎處難以觀察和操作到，無法檢查襯膠質(zhì)量。對于口徑小于DN200 的管道，直管長度應(yīng)不大于400mm。以DN200 的90 度彎頭外接200mm 長直管段為例，彎頭內(nèi)部存在盲區(qū)，無法觀察，襯膠質(zhì)量無法檢測，見圖3。

圖3 彎頭視線盲區(qū)示意圖

2.3 最大件硫化時(shí)的尺寸考慮

對于真空管道，不僅要在現(xiàn)場襯膠，還要進(jìn)入硫化罐進(jìn)行硫化。因此要考慮最大件是否能進(jìn)入硫化罐內(nèi)，根據(jù)硫化罐的尺寸，控制好最大件的外形尺寸。對于大口徑的管道，最好進(jìn)行放樣，并留有余量，保證管段能順利進(jìn)入罐內(nèi)。否則管段進(jìn)行本體硫化，不僅增加工作量延誤工期，而且增加不必要的費(fèi)用。

由于彎頭所占空間最大，因此以90 度彎頭為例進(jìn)行說明如何考慮最大件的尺寸。硫化罐一般為臥式罐，外形為圓筒型，常用內(nèi)徑為?2800。彎頭口徑以DN1500 為例。當(dāng)以圖4 (a)的方式進(jìn)硫化罐，一端法蘭無法進(jìn)入，而以圖4 (b)的方式則能順利進(jìn)入罐內(nèi)。

圖4 硫化罐兩種彎頭連接方式示意圖

圖4b 的方式進(jìn)入硫化罐，是一種最節(jié)省空間的方式，以此種方式，彎頭兩端可以接直管段。如果兩端同時(shí)接直管段，在保證進(jìn)罐的前提下，法蘭面至彎頭中心最長為2700mm。若只一端接直管段，則接直管一端的法蘭至彎頭中心可達(dá)5000mm 長。因此，在做大口徑管道配管時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，合理設(shè)計(jì)彎頭兩端的直管段長度。

2.4 管道介質(zhì)流向?qū)σr膠的影響

通?？趶捷^大的管道，襯膠需要多張膠板進(jìn)行拼接，拼接處是將兩塊膠板切割成坡口進(jìn)行搭接，遇到環(huán)形搭接縫時(shí)需特別注意，搭接處坡口應(yīng)與管道內(nèi)介質(zhì)流向保持一致，避免介質(zhì)的沖刷對搭接口造成破壞。因此在管道設(shè)計(jì)時(shí)必須將管道流向表示在管道軸測圖上。

3 襯膠管道支架設(shè)計(jì)及樓面開孔

3.1 支架設(shè)置要點(diǎn)

對第二種施工模式，即設(shè)計(jì)有固定段、調(diào)節(jié)段的管道。當(dāng)一根管道(包括固定段和調(diào)節(jié)段)預(yù)組裝后，需將調(diào)節(jié)段拆下襯膠，此時(shí)要考慮到調(diào)節(jié)段拆下后，沒有調(diào)節(jié)段的支撐，剩余的固定段是否還能保持在原安裝位置，如果不能則需將整根管道全部拆下，如此將增加拆卸和回裝的工作量以及工作難度，這樣就失去了第二種施工模式的優(yōu)勢，無異于第一種施工模式了。那么要將第二種施工模式的優(yōu)勢發(fā)揮出來，管架的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。因此在設(shè)計(jì)襯膠管道支架時(shí)，應(yīng)盡量將支架做在固定段上，并且考慮在調(diào)節(jié)段拆下后，剩余管道能依靠管架固定，如不能則增加管架。對于焊接型的管架，應(yīng)在襯膠前完成焊接。

3.2 樓面開孔設(shè)計(jì)

當(dāng)管道穿過樓面或平臺時(shí)，通常會(huì)根據(jù)管道外徑進(jìn)行樓面或平臺開孔大小的確定，但襯膠管道不同，襯膠管道是連同法蘭一起安裝的，所以開孔大小需根據(jù)法蘭外徑來確定。另外，當(dāng)管道穿樓面或平臺時(shí)，應(yīng)盡量將配對法蘭布置在樓面以上便于操作的高度，方便緊固件的安裝和拆卸。

4 結(jié)語

襯膠管道的特有屬性決定了其設(shè)計(jì)不同于其它管道，設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，需考慮的因素更多。設(shè)計(jì)者必須了解襯膠管道焊接、打磨、襯膠、硫化、預(yù)組裝、回裝等環(huán)節(jié)的要求，才能將每根管道的設(shè)計(jì)做得更加合理，使制造和安裝更加簡單、更加經(jīng)濟(jì)。

1 HG 21501 -1993，襯膠鋼管和管件［S］.

2 化學(xué)工業(yè)部建設(shè)協(xié)調(diào)司，化工部硫酸和磷肥設(shè)計(jì)技術(shù)中心. 磷酸、磷氨、重鈣技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊［M］. 化學(xué)工業(yè)出版社.