2022年造价工程师安装专业讲义 .pdf
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1、第七章工业管道、静置设备和工艺金属结构工程安装第一节工业管道安装工业管道又可细分为工艺管道和动力管道两种。工艺管道一般是指直接为产品生产输送主要物料(介质)的管道,又称为物料管道;动力管道是指为生产设备输送动力媒质的管道。工业管道压力等级划分:低压: 0P1.6MPa ;中压: 1.6 P10MPa ;高压: 10P42MPa ;或蒸汽管道: P9MPa ;工作温度 500。工业管道包括厂区范围内的车间、装置、站、罐区及其相互之间各种生产用介质管道和厂区第一个连接点以内生产、生活共用的输送给水、排水、蒸汽、燃气管道。工业管道界限划分,以设备、罐类外部法兰为界,或以建筑物、构筑物墙皮为界。一、热
2、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。其特点是输送的介质温度高、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。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度不同,
3、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,管道保温层外壳距地面的净高不宜小于0.3m;中支架敷设时,其距离一般为2.0 4.0m;高支架敷设时,应不低于4.5m。管道架空有困难或影响美观以及在寒冷地区管道热损失过大,或需采取保温防冻措施,使其在经济上不合理时,采用地下敷设的方式。(2)地沟敷设。地沟敷设分为通行地沟、半通行地沟和不通行地沟三种敷设形式。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
4、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1.2 1.4m,通道净宽为0.5 0.6m,长度超过60m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。地沟内管道敷设时,管道保温层外壳与沟壁的净距宜为200150mm ,与沟底的净距宜为100200mm ,与沟顶的净距:不通行地沟为50 1OOmm,半通行和通行地沟为200300mm 。地沟内管道之间的净距应有利于安装和维修。名师资料总结
5、- - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 30 页 - - - - - - - - - 如地沟内热力管道的分支处装有阀门、仪表、疏排水装置、除污器等附件时,应设置检查井或人孔。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
6、、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。不同压力的疏水管不能接人同一管道内。( 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
7、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。热水管道敷设在右侧,而回水管在左侧。(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,管顶距铁路轨面不小于1.2m,距道路路面不小于0.7m,并应加设套管,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。减压阀组一般设在离地面 1.2m 处,如设在离地面3m左右处时,应设置永久性操作平台。(8)管道安装完毕后,按设计或规范要求进行试压、冲洗。2. 补偿器安装补偿器有不同类型,见第一章第三节。(1) 拼装方形补偿器应在平
8、地上进行,四个弯头应在同一平面内,平面歪扭偏差不得大于3mm/m ,全长不得大于10mm 。补偿器悬臂的长度偏差不应大于10mm 。(2)方形补偿器安装时需预拉伸。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的70% 。实际拉伸量与规定的偏差应不大于 10mm 。(3)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。垂直安装时, 应有排水、疏水装置 。( 4)方形补偿器两侧的第一个支架宜设置在距补偿器弯头起弯点0.5 1.0m 处,支架为滑动支架。导向支架只宜设在离弯头40DN以外处。(5)填料式补偿器活动侧管道的
9、支架应为导向支架,使管道不致偏离中心线,并保证能自由伸缩。单向填料式补偿器应装在固定支架附近,外壳一端连接固定支架处管道,内套管一端连接热膨胀管道。双向填料式补偿器安装在固定支架中间,补偿器外壳应固定。二、压缩空气管道系统自然界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。压缩空气可供驱动各种风动机械、工具,如风钻、风动砂轮机、空气锤、喷砂、输送粉状物料;控制仪表及自动化装置;科研实验、产品及零部件的气密性试验;名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2
10、页,共 30 页 - - - - - - - - - 空气分离生产氧、氮、氩气及其他稀有气体等。(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、压缩空气的储存与输送等。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。见第五章第一节。(2)空气过滤器。(3)后冷却器。(4)储气罐。(5)油水分离器。(6)空气干燥器。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
11、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。总管是指由入口装置至车间各工段或工部的输气管线;干管是指车间内各工段或工部的输气管线,如车间较小不分工段或工部,则没有总管与干管之分,统称干管;支、立管是指从干管接向用气设备或工具的管路。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,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
12、。公称通径小于50mm ,也可采用螺纹连接,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1.2 1.5m 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 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。当工作压力P0.5MPa 时,试验压力PS=1.5p ,但 PS0.2MPa ;当工作压力P0.5MPa 时,试验压力PS=1.2
13、5P,但 PSP+0.3MPa 。管路在试验压力下保持20min 做外观检查,然后降至工作压力进行严密性试验,无渗漏即为合格。(6)强度及严密性试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。气密性试验压力为1.05P 。实验时压力应缓慢上升,达到下述压力时进行外观检查:PS0.2MPa、PS0.2MPa 0.3 PS、0.6PS。当无异常情况时,方可继续升高压力。达到试验压力后稳压24h,记录试验开始与终了时的压力与温度,计算其每小时渗漏率:渗漏率标准为 P1%/h, 在此标准内即认为管路气密性试验合格。三、夹套管道系统(一)夹套管的组成夹套管在石油化工、化纤等装置中应用较为广泛
14、,它由内管(主管)和外管组成。一般工作压名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 30 页 - - - - - - - - - 力小于或等于25MPa 、工作温度20350,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。1. 夹套管型式夹套管的型式有内管焊缝隐蔽型与外露型两类。内管焊缝隐蔽型的内管焊缝均被外管所包覆,而内管焊缝外露型则将内管的焊缝暴露在外。一般工艺夹套管多采用内管焊缝外露型。2. 夹套管分类夹套管按内管、
15、外管进行分类。夹套管的类别不同,其制作、安装要求也不同。(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。 为了保证内、 外管的夹套间隙均匀,应在内管外壁上焊以相同材质的定位板。定位板与外管内壁的间隙宜大于等于1.5mm 。(2)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)夹套管安装( 1)夹套管安装应在有关设备、支吊架就位、固定、找平后进行,且夹套管应先于邻近有关管道的安装。(2)夹套管穿墙、平台或楼板,应装设套管和挡水环。(3)夹套管上安装
16、的阀门、仪表等已进行强度和密封试验,调试合格。(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向热膨胀反向偏移,其偏移值为位移值的一半。(7)夹套管焊缝的射线探伤要求应按规定执行。(8)夹套管的角焊缝和法兰焊缝均需进行着色试验检查,合格后方能进行下一步工作。(9)内管加工完毕后,焊接部位应裸露进行压力试验。试验压力应以内管的内部或外部设计压力大者为基准进行压力试验。稳压10mm ,经检验无泄漏,目测无变形后降
17、至设计压力,停压30mm ,以不降压、无渗漏为合格。夹套管加工完毕后,套管部分应按设计压力的1.5 倍进行压力试验。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2. 合金钢管安装(二)不锈钢管道安装1. 常用不锈钢管不锈钢按其金相组织分为:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢;按耐腐蚀性能分为:耐大气腐蚀、耐酸碱腐蚀和耐高温不锈钢。不锈钢管具有较高的电极电位,表面致密氧化膜和均匀的内部组织以及很高的耐腐蚀性。2. 不锈钢管道安装名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -
18、 - - 第 4 页,共 30 页 - - - - - - - - - (1)不锈钢管及管件应有制造厂的合格证书、化学成分和力学性能等资料;外观不得有裂缝、起皮、 机械损伤等现象,对表面机械损伤应进行修整并使其保持光滑,同时要进行酸洗及钝化处理;输送腐蚀介质的不锈钢管又未注明晶间腐蚀试验结果的,应进行晶间腐蚀的试验;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、铁锈等的腐蚀。(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
19、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。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
20、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钛管管件采用管子焊制。钛的耐蚀性优异,与不锈
21、钢的耐蚀性差不多,在某些介质中的耐蚀性甚至比不锈钢更高。钛在海水及大气中具有良好的耐腐蚀性,对常温下浓度较稀的盐酸、硫酸、磷酸、双氧水及常温下的硫酸钠、硫酸锌、硫酸铵、硝酸、王水、铬酸、苛性钠、氨水、氢氧化钠等耐蚀性良好,但对浓盐酸、浓硫酸、氢氟酸等耐蚀性不良。2. 钛及钛合金管道安装(1)钛及钛合金管及管件在安装前必须进行检查,应具有制造厂合格证和质量证明书(包括牌号、炉号、规格、化学成分和力学性能);内外表面应光滑、清洁、无针孔、裂缝、划痕、折叠和过腐蚀等缺陷;管材内、外表面的局部缺陷应予清除,清除后外径或壁厚不得有超出规定的负偏差值;其端部应平整无毛刺,壁厚应符合要求。 钛及钛合金管运输
22、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
23、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)钛及钛合金管安装时不得用铁质的工具及材料敲击和挤压;在碳钢支、吊架与钛及钛合金名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 30 页 - - - - - - - - - 管道之间应垫橡胶板或软塑料板,使其不与钛及钛合金管道直接接触;钛及钛合金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
24、。(5)钛及钛合金管与其他金属管道可采用法兰连接。由于钛及钛合金材料价格较贵,故不采用钛材制作法兰。法兰连接方式有焊环活套法兰和翻边活套法兰,其中钛合金管只能使用焊环活套法兰。使用的非金属垫片一般为橡胶垫或塑料垫,并应控制氯离子含量不得超过5010-6。(四)铝及铝合金管道安装1. 常用铝及铝合金管常用铝及铝合金管有纯铝L2、L3、L4 等制造的铝管和防锈铝合金LF2、LF3、LF5、LFI1 、LF21等制造的铝合金管,最高使用温度为150(其中 LF3、LF5、LFI1 的最高使用温度为66),还可用于低温( 0- 196)介质中,适用压力一般不超过0.6MPa。铝在多种腐蚀介质中具有较高
25、的稳定性,铝的纯度越高,其耐腐蚀性越强。在铝中加入少量铜、镁、锰、锌等元素,就构成铝合金,其强度增加,但耐腐蚀性能降低。由于铝的力学强度低,且随着温度升高力学强度明显降低,铝管的最高使用温度不得超过200; 对于有压力的管道,使用温度不得超过160。在低温深冷工程的管道中较多采用铝及铝合金管。2. 铝及铝合金管道安装(1)铝及铝合金管安装前应进行外观检查,应无裂缝、起皮、氧化、大于0.03mm深度的纵向划痕等现象,壁厚符合要求;由于材质较软,运输与存放应注意避免碰撞、挤压、擦伤管材,存放时应与铁、不锈钢、铜等金属隔离,以免引起电化学腐蚀。( 2)铝及铝合金管安装前的管段调直,应逐段进行,使用木
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