为了确保管道运行有条不紊,动能供应经济安全,必须对各种管道在投入运行前进行一系列的检查和试验,同时对已投入运行的管道进行定期维修。管道维修主要包括下列内容:动力管道修理程序、修理内容、试压规定以及动力管道大修和检修竣工验收等。
1.管道的修理程序
1)管道的维修程序如图3-116所示。
图3-116 管道维修程序图
2)管道的大修程序如图3-117所示。
图3-117 管道大修程序图
3)管道新装工程的工作程序如图3-118所示。
图3-118 管道新装工程工作程序图
4)管道移装工程的工作程序如图3-119所示。
企业在更新、改装和加装动力管线时,均应由主管部门签发动力管线安(改)装施工单。施工完毕后,绘制竣工图交专管部门验收并归档保存,以便定期修改管线图时使用。未经专管部门批准,不准擅自拆除(事故处理除外)动力管线。
图3-119 管道移装工程工作程序图
企业动力部门在今后基建及技改项目联合验收时,应按有关规定接收施工单位的竣工管线图和有关技术资料,管道新装验收单可参考表3-134。
表3-134 管道新装验收单
2.管道的竣工验收
1)动力管道修理竣工的验收程序如图3-120所示;表3-135为动力管道修理验收单。
图3-120 动力管道修理竣工验收程序图
表3-135 动力管道修理验收单
2)技改、基建工程新装、移装动力管道的验收程序如图3-121所示。验收的条件是资料完整,图样齐全准确,有试验报告单及工程验收单。
图3-121 技改、基建工程新装、移装动力管道的验收程序
3)动力管道图的验收归档程序如图3-122所示。
图3-122 动力管道图的验收归档程序
3.动力管道的修理内容
(1)动力管道大修内容
1)拆换已坏管道。
2)修理阀门、研磨阀座或更换阀门。
3)修理或更换部分动力接头箱。
4)清洗修理明管(指架空及地上管道)的内外壁和埋地管道的内壁。
5)给支架和管道刷涂面漆。
6)检修蒸汽管保温层及保温外壳。
7)清洗和修理管道各种附件及部件(如汽水分离器等),并进行涂装。
8)对管道的修理部分必须按规定要求进行强度试验和气密性试验。
(2)动力管道检修内容
1)清理管道(明管)的外表。
2)更换已损坏的法兰衬垫及管件。
3)检修阀门的密封件及填料。
(3)动力管道的修理周期 见表3-136。
表3-136 动力管道修理周期
4.常用修理工具
修理管道的工具包括焊接工具、起重工具、安装检测工具、切断工具、攻螺纹工具和坡口机以及其他专用工具。
(1)焊把 气焊的施焊采用气焊焊把,焊把有大、中、小三种型号,按每小时气体消耗量,每种型号各带七个焊嘴。施焊时一般根据工件厚度选择合适的焊嘴。
电焊的施焊采用焊钳,施焊时采用焊钳夹接焊条进行焊接。
氩弧焊常用水冷却氩弧焊焊把。主要由枪体、喷嘴、电极夹持装置、氩气输入管、冷却水管等组成,其结构简单轻巧。
(2)电焊机 焊条电弧焊主要工具为电焊机,它包括交流电焊机、直流电焊机和焊接整流器。常用有BX1—300型、BX—500型交流电焊机;AX—320型、AX—165型直流电焊机;ZXG型和ZXG3—150型焊接整流器。交流电焊机没有极性。直流电焊机有极性,工件接正极,焊条接负极叫做正接;反之叫反接。不同种类的焊条要求不同的焊接方法。此外还有逆变焊机,它同时具有交、直流电焊机的优点,技术较新,特别适于工地使用。
(3)坡口机 坡口机是用来加工管端坡口的工具,根据管子是否转动可分为两大类。这里介绍管子不转动而刀具绕管口旋转切削的坡口机使用方法。先将管子按需要尺寸划好线,送入坡口机上支架,并用卡盘卡紧、卡正;根据所加工坡口的角度磨好刀具安装在刀架上,同时调整好刀具位置;开动电动机,通过进给螺母调节刀具的吃刀量,即可加工出所要求的坡口。
5.管道的疏通
管道疏通是采用高压强力水射流清洗技术来进行的。这种方法能达到采用化学、机械等传统方法所不能达到的目的。它能清除各种结垢和堵塞,并且清洗彻底,无腐蚀、无破坏、无污染,工期短、速度快,是清洗超长管道及地上、地下管道的理想清洗技术,广泛适用于化工、石油、电力、冶金、纺织、印染、食品、交通、市政等行业的清洗工程。
(1)工作原理 高压强力水射流清洗技术是以水为介质,通过专用设备把水增压至138MPa,形成强力水射流。再配以各种先进的专用清洗机具,对被清洗管道内部的堵塞物及结垢施行快速地切割、破碎、挤压、冲刷,从而达到清洗疏通的目的。由于该技术采用水清洗,故对管道无损伤,对环境也不产生污染。又因该技术使用的枪管有柔性,可弯曲,故也能清洗弯曲的管道,对现场施工带来极大方便。
(2)装置的组成 高压水射流清洗装置主要由产生动力源的柱塞泵、高压枪管及高压喷嘴组成。由电动机或柴油机经传动带或减速器带动的高压柱塞泵,使输送的液体(水)产生很高的压力,经高压枪管、高压喷嘴喷射出去。它的喷射力,足可将结垢、锈疤等清除掉。其压力与流量可按现场实际情况进行调整。
高压枪管有钢性和柔性的。对于清洗直管道可采用钢性枪管,而对于弯曲管道则采用柔性枪管。根据枪管的长度与需要,管道的一次清洗长度可达30~40m。(www.daowen.com)
高压喷嘴采用硬质不锈钢制作。为了清洗不同直径的管道,高压喷嘴制成>10mm的几十种不同的规格,使用时可按需要选用。喷嘴上开有许多成对的不同方向的小孔,加压时可向前、向侧及向侧后等方向喷射。向前及向侧方向的高压水射流能将管道内部的堵塞物、结垢迅速切割、破碎并冲刷掉。向侧后方向的高压水射流能将被切割、破碎的堵塞物、结垢不断地清洗排除到管外,它的反作用力还可使高压清洗枪身向前推进。
(3)清洗施工
1)首先了解被清洗疏通管道的直径、结垢介质及管道腐蚀等状况,管道是直的还是弯曲的。
2)根据现场状况,制定清洗疏通方案,选择合适的清洗疏通压力,选择喷嘴规格及相应的高压枪管。
3)穿戴好专用的工作服、防护帽等护具。
4)接上水源、电源,调试好需要的压力及流量。
5)开始工作,不断地由外至内进行清洗疏通,直至完全清除疏通为止。
6.管道的连接
(1)管道的连接形式 常用的连接形式有法兰连接、螺纹联接、焊接、卡套连接、卡箍连接与承插连接。
1)法兰连接。法兰连接适用于大管径、密封性要求高及真空管道连接。也适用于玻璃管件、塑料管件的连接。为了便于阀门的更换,较大口径、较高压力的阀门,大都采用法兰连接。
2)螺纹联接。螺纹联接适用于管径≤50mm(对室内明敷上水管可≤50mm)、压力<1.0MPa、温度≤100°C的焊接钢管、镀锌焊管、硬聚氯乙烯塑料管或带螺纹的阀门、管件的连接。密封填料的选用;对输水管道采用白铅油与麻丝,对蒸汽管道采用一氧化铅,对煤气、液化石油气管道采用聚氟乙烯。
3)焊接。所有的压力管道,如蒸汽、空气、真空等管道均可采用焊接。除因维修及更换零部件采用法兰、螺纹连接外,应尽可能采用焊接。
4)卡套连接。适用于管径≤42mm的金属管、非金属管及阀门的连接。多用于仪表控制系统等。
5)卡箍连接。适用于临时装置或要求经常拆洗的洁净管连接。如金属管插入非金属管,在插入口处,用金属箍箍紧。
6)承插连接。按密封形式分粘接密封与填料密封连接。粘接密封适用于各种塑料管件,它是采用粘结剂涂敷于插入管外表面后插入承口,固化后即成一体。填料密封是在承插处加入油麻、石棉水泥等,干燥后即连接为一体。
(2)管道的焊接 管道的连接中以焊接最普遍。它具有施工简便、成本低、可靠性好等特性。管道焊接好坏主要取决于焊接材料、坡口形式、焊接方法、热处理、焊工技术等。
1)焊接的影响因素:①在焊接的四种位置中,平焊比较容易,立焊、横焊次之,仰焊比较困难。施焊中应尽可能转动管子,以平焊施焊。②对管壁<6mm的管子可焊两层,对>6mm的管子应焊三层以上。焊层之间要很好清理,将飞溅熔滴、焊渣除净,各层接头应相互错开。最后的表层焊接应避免大电流,防止咬边。一个焊口应一次焊完,中途不宜停焊。③为减小焊接应力和变形,应采取合理的施工方法和顺序。
2)焊接的热处理:①焊前预热。其作用在于减少焊缝金属与母材间温差,即提高焊接接头初始温度从而减少收缩应力,防止裂纹,有利排气、排渣。在焊接重要结构、厚壁管、塑性差及淬火倾向很大的管道时,一般应进行预热。管道采用局部预热,其长度为焊口中心两侧各三倍壁厚以上,对于有淬硬倾向或易产生延伸裂纹的管道为两侧各100mm以上。②焊后热处理。其作用在于能够改善焊缝的金相组织,消除残余应力,提高焊缝韧性,保证强度。一般管道采用局部焊后热处理,其长度为焊口中心两侧各三倍焊缝宽度以上。③热处理工艺参数。加热速率:升温至300°C后,加热速率应,且≤220°C/h。s为管子壁厚(mm)。恒温时间:碳钢每毫米壁厚为2~2.5min;合金钢每毫米壁厚为3min,且≥30min。冷却速率:恒温后的降温速率应,且≤275°C/h;300°C以下自然冷却。
焊后热处理,一般应在焊后及时进行。热处理后如有返修,则返修后应重新热处理。
常用管子、管件焊前预热及焊后热处理要求见表3-137。
表3-137 管子、管件焊前预热与焊后热处理要求
(续)
3)焊接检验。焊口检验除进行表面检验外,还应按一定比例做射线检测、超声波检测、磁粉检测或渗透检测的内部和表面检验,以及硬度测定、强度与气密性试验。
7.管道的防腐
(1)管道的除锈
1)锈蚀的分类:①微锈。氧化皮完全紧附,仅有少量锈点。②轻锈。部分氧化皮开始破裂脱落,红锈开始发生。③中锈。氧化皮部分破裂脱落,呈堆粉状,除锈后肉眼可见腐蚀小凹点。④重锈。氧化皮大部分脱落,呈片状锈层或凸起的锈斑,除锈后出现麻点或麻坑。
2)除锈目的:①去除金属表面上锈蚀及杂质。②增加金属表面粗糙度。③增强漆膜或防腐蚀层与金属表面的粘接强度。
3)常用的除锈方法:①手工除锈。采用砂布、铲刀、手把钢丝刷及锤子等简单工具,以擦磨、铲、刷、敲的方式将金属表面锈蚀及杂质去除掉。它施工简单,适用于管道外表面及无法采用机械除锈的部位。②半机械除锈。采用电动刷轮或除锈机进行的除锈。它比手工除锈好,一般用于不易使用喷砂的地方。③化学除锈。又叫酸洗除锈。将浓度较低的无机酸刷涂或喷涂在金属的表面上,使锈及油脂等杂质被酸液腐蚀掉而达到去除锈蚀的目的。它适用于小面积或结构复杂无法机械除锈的地方。④机械喷砂。手用机械的方法,以压缩空气为动力,将干燥的石英砂、河砂或金刚砂喷射到金属表面以去除锈蚀。它适用于大面积管道且工艺要求较高的地方。
(2)涂料防锈
1)涂料的作用:①保护作用。涂料涂刷或喷涂在管道表面上,形成一种漆膜,将被涂物体与空气、日光、水分及外界腐蚀介质隔开,保护被涂物体不受侵蚀,从而延长使用寿命。②标志作用。将特定颜色漆涂在管道表面上,可帮助人们或操作者识别和进行安全操作。
2)涂料的组成。涂料由可挥发物质与不挥发物质组成。涂料涂刷在管道上之后,可挥发物质逐渐逸出,不挥发物质干固成为漆膜,紧附在管道表面上。可挥发物质的作用是调节涂料的稠度、稀释或溶解涂料。使用时要注意它与涂料配套,否则会引起化学反应造成沉淀析出、失光等。
3)施工要求:①对非绝热管道,当要求不高时,涂刷一道底漆和两道面漆即可;当要求较高时,涂刷两道底漆和两道面漆。对于绝热管道,一般只涂两道防锈底漆即可进行绝热施工。②涂漆一般应在管道试压后进行。③管道安装后不易涂漆的部位,应预先涂漆。④施工时应有防火、防冻、防雨措施。⑤涂刷应均匀、完整、无漏涂、无损坏、无气泡。
8.管道的带压堵漏
带压堵漏是较先进的设备维修新技术。当生产装置中的设备管道、阀门、法兰某部位泄漏时,它可在不停车、不影响生产的情况下,带压、带温迅速地堵住泄漏。从而确保生产的稳定,使设备系统长周期的运转,提高经济效益。带压堵漏的一般应用范围为真空至15MPa,温度为-20~300℃。由于它适用性强、操作简便、效果好,故近些年发展很快,被广泛地应用于石油、化工、电力、冶金、医药等各种流程的工业及部门。
图3-123 堵漏示意图
1,6—注入孔 2,7—密封剂3,5—卡子 4—垫片
(1)堵漏原理 管道带压堵漏是当管道运行时,在泄漏部位上装上专用的卡具,用高压液压泵作为动力源(压力可达30MPa),推动高压注射枪中的柱塞推料杆,将专用密封剂压注到泄漏的部位上去。密封剂中的润滑脂被迅速碳化使石棉纤维固化,并建立起新的密封结构,从而快速地消除管道上的泄漏,达到密封目的。堵漏示意图如图3-123所示。
(2)专用工具 专用工具由产生动力源的液压泵、注射密封剂的高压注射枪、高压软管、压力表和连接件等组成,如图3-124所示。
专用工具中最主要的是高压注射枪。高压注射枪由油压缸、柱塞推料杆、联接螺母、注射筒等主要件组成,如图3-125所示。
来自于液压泵的压力油作用于高压注射枪的柱塞推料杆,产生很高的推动力,将装在注射筒内的密封剂经从专用卡具上的注入孔,挤入泄漏部位。
图3-124 堵漏专用工具组成
1—液压泵2—压力表3—软管4—注射枪5—注射接头6—连接件
图3-125 高压注射枪结构型式
1—油压缸2—柱塞推料杆3—联接螺母4—注射筒
(3)专用卡具 专用卡具是根据泄漏部位形状而专门制造的装在泄漏部位上用来包容密封剂、且承受泄漏介质压力及注射密封剂压力的受压元件。
当压力<2MPa时,可用钢带捆扎代替专用卡具。卡具一般制成两个半圆,并根据需要留有数个注射密封剂的注入孔。
专用卡具的选材、设计、制造等必须符合《压力容器安全技术监察规程》的要求。
(4)密封剂 密封剂对被封堵介质应具有足够的耐溶胀性、耐蚀性、耐温性、抗水溶性、不透气性及良好的流动性和高低温固化的适应性。它还必须无毒、无腐蚀、不易燃易爆。
(5)堵漏过程
1)准备工作:①先确定泄漏部位组件的材质和尺寸,了解该系统介质的压力、温度等参数,仔细检查泄漏部位连接件是否有裂纹和严重腐蚀,必要时应测厚度,制定堵漏方案;②根据现场实际,设计、制作合适密封需要的卡具,选择相应的密封剂;③安装好施工需要的脚手架;④穿戴好专用的工作服、安全帽、手套、防护眼镜等。
2)堵漏施工:①将卡具对好泄漏位置并紧固。②将圆柱密封剂装入注射筒,用联接螺母把液压缸、柱塞推料杆、注射筒连接好。③用连接接头将液压泵、高压软管、注射枪、压力表连接在一起、关闭液压泵卸载阀。④将注射枪的接头与卡具上的注入孔接好,摇动液压泵压杆加压。当达到一定压力后,压力表指针呈上升和下降状态来回摆动,说明密封剂正在流动。当压力表指针再度直线上升而不下降,表明密封剂注射完毕。⑤缓慢打开液压泵卸载阀,使柱塞回到原位。⑥按顺序由泄漏点最远处的注射孔注入,再逐步向泄漏点附近的点进行,直至最后被完全封堵住,稳压若干分钟。
3)注意事项:①对介质毒性为极度的、管道的受压元件是因为裂纹产生泄漏的、原设计采用透镜垫密封及管道腐蚀冲刷减薄情况、泄漏点不明的,不易采用此法。②进行带压堵漏,须经主管部门批准。对于高压及有毒有害、易燃、易爆介质管道的堵漏,还须经主管领导批准。③施工前,有关技术人员、安全人员要到现场调查,做好具体施工方案、制定有效的操作要求和安全防护措施,并报主管领导审批。④进行带压堵漏的操作人员须经过有关部门专门培训,经考核合格后,才能进行操作。⑤为保证操作安全,在连接、取下注射枪及取出推料杆加密封剂时,都必须先关闭注射接头的旋塞。继续注入密封剂时,必须对注射枪内的密封剂加上一定压力后,方能打开注射接头的旋塞。⑥带压堵漏属临时措施,待系统停车时应拆除,对泄漏部位进行彻底修复。
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