双密封焊接管道施工工法伊犁工程项目部.docx
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双密封焊接管道施工工法伊犁工程项目部
双密封焊接管道施工工法
1.前言
管道工程管道腐蚀一直是人们关心的问题之一。
管道腐蚀在外壁都会发生，由于管输送介质的因素比管道外界环境更加复杂，管道运行过程中，因输送介质中存在各种腐蚀性物质，导致管道锈蚀，进而产生穿和泄漏事故。
造成了生产停产，环境污染等问题。
腐蚀缩短了管道的使用寿命,降低了管道的输送能力,引起生产费用的增加和意外事故的发生，腐蚀往往更容易使企业遭受损失。
面对当前凸现的全球能源危机以及对环境保护意识的不断增强和监管，人们对输送介质的钢质管道的外防腐保护工作越来越重视。
在管道外防腐施工技术日臻完善的今天，管道防腐随着防腐施工技术的日益发展，管道防腐工作可以通过静电热喷涂等防腐工艺，单根钢质管道在车间生产产线上分批量完成，防腐合格的管道运至施工现场进行安装。
施工现场管道焊接过程中，焊缝围的防腐层因焊接热量的影响很容易遭受破坏，因受到管径大小及管道长度的限制，小管径管道防腐层遭到破坏后，如在管道连接后进行行之有效的管道防腐，一直制约着管道防腐的质量。
如通过控制现场焊接来有效的保护管道防腐层不受破坏？
一直困扰着现场施工。
由我公司承建的伊泰伊犁540万吨/年煤制油项目首期工程全厂给排水管网，由中科合成油工程有限公司设计，压力管道采用外防腐双密封焊接钢质管道。
通过采用双密封焊接法，有效的保护了管道现场焊接后，管道防腐层不遭受破坏。
解决了小管径管道在防腐完成后，因现场焊接原因造成的破坏，而无法便、快速、有效的进行再防腐问题。
保证了管道防腐层质量，延缓了管道壁腐蚀速度，延长了管道使用寿命，提高了企业效益。
2.工法特点
与普通钢质管道的管道与管道间直接焊接、承插连接、法兰连接及丝扣连接等等相比，管道双密封焊接，由两片配对的双密封法兰与管道连接后，两片双密封法兰中间加设阻燃垫片，法兰与法兰组对完成后，两双密封法兰间进行直接焊接。
因双密封连接的密封封头是“机加工工件”,其精度很高，两片密封头的直径、厚度完全一致。
管道组对工作容易操作，施工中将两根管子靠贴在一起，高度稍作调整即可完成“对口”工作，将对口完成的法兰，用夹具夹紧，即可进行焊接作业。
因法兰上焊接坡口已机加工形成，焊接前只需打磨掉表面铁锈、油渍、防腐油漆等，露出金属光泽即可，大大缩短了焊接前的准备工作。
双密封法兰材质由20#钢组成，具有很好的焊接性能，本工程我们采用氩弧打底，手工电弧焊盖面，施工过程中格按照焊接工艺参数进行焊接，确保焊接质量。
通过双密封焊接，有效的保护了管道防腐层不因焊接原因造成破坏，保证了管道施工质量。
3.适用围
本工法适用于化学工程、油工程、市政工程中管径小于等于DN500碳钢管道焊接。
4.工艺原理
双密封焊接施工工法主要是在双密封法兰与管道间焊接、防腐完成后，管端双密封法兰间进行组对焊接连接，通过双密封焊接，实现管道介质与双密封法兰及垫片间、垫片与焊缝间的双重密封效果。
双密封焊接采用手工钨极惰性气体保护焊（GTAW），手工电弧焊盖面（SMAW）进行焊接，通过利用双密封法兰的结构特点，及对双密封法兰焊接法的控制，因焊缝与管道壁间存在空间距离，焊接过程中适当的控制焊接热量后，有效的阻止焊接热量对管道防腐层的破坏。
在保证焊缝质量、焊缝强度前提下，有效的控制因焊接产生的热量对管道防腐层的造成的破坏。
双密封法兰结构图
双密封法兰连接示意图
双密封法兰实物图片
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工法简述
双密封焊接利用机加工的双密封法兰，实现法兰与法兰间组对焊接，双密封焊接的主要优点是管道焊接前期准备工作中坡口打磨、焊口组对时间明显缩短，有利于加快施工进度和降低施工成本，同时易于保证施工质量。
5.2施工工艺流程
施工准备→材料验收→坡口打磨→安装垫片→配对双密封法兰组对→双密封法兰加紧→打底焊接→双密封预试压→焊缝填充、盖面→焊缝外观检查→焊缝无损检测→双密封水压试验→排水、干燥→法兰试压口封堵→管道系统水压试验→排水、干燥
5.3操作要点
5.3.1.1焊接工艺评定及焊工考试
施工前，按照NB/T47014-2011的有关规定进行焊接工艺评定，并根据焊接工艺评定编制焊接工艺指导书，指导焊工培训。
依照TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》要求进行焊工考试，经考核合格，取得相应操作作业人员证的焊工，可参加焊接施工。
5.3.1.2施工场地准备
为避免雨、雪、风、霜等干扰，搭设活动暖棚，棚采用12V安全电压照明，焊接环境温度不得低于5℃，相对湿度不得大于90%，必要时加设碘钨灯及取暖器进行升温。
5.3.2材料验收
管子、管件、双密封法兰、螺栓、垫片、阀门、焊材等必须有制造厂家出厂合格证和质量证明文件，管子应逐根检查其外径、壁厚，管子、法兰应光滑、清洁，不得有裂纹、折叠、过腐蚀和划伤等缺陷；管件、螺栓应符合设计要求，无超标缺陷。
5.3.3坡口加工及边处理
双密封法兰坡口加工采用机械法进行加工，因密封法兰上焊接坡口已机加工成型，操作人员将坡口表面及边10mm左右焊件上的油漆、锈、垢等杂物清除干净，焊件坡口打磨露出金属光泽。
5.3.4双密封垫片安装
焊缝坡口打磨合格后，将双密封垫片安装于双密封头垫片卡槽，用木锤或橡胶锤轻轻敲打双密封垫片，使垫片与卡槽间充分接触，垫片安装牢固，保证垫片与双密封法兰面间接触平整。
5.3.5双密封法兰组对
因双密封连接的密封头是机加工工件，其精度很高，两片密封头的直径、厚度完全一致，对口时，将已安装垫片的配对两片双密封法兰靠近并贴在一起，缓慢调整密封头高度，即可完成对口工作。
5.3.6双密封法兰锁紧及锁紧夹具制作
5.3.6.1锁紧
对口完成后，在焊接之前要对两片密封法兰进行锁紧，锁紧时根据现场条件选择使用液压钳、台钳、顶丝或自制装置对其进行锁紧。
锁紧时根据管径不同，采用3至5套锁紧装置，锁紧装置均布对称锁紧即可。
锁紧后，两片双密封法兰之间的间隙不得大于1mm。
锁紧夹具安装布置图
5.3.6.2双密封法兰锁紧夹具采用钢板现场制作，制作图如下：
5.3.6.3双密封法兰锁紧夹具实物图片
5.3.7焊接
5.3.7.1焊接工艺
（1）、采用氩弧焊接打底，手工电弧焊进行填充及盖面，控制热输入降低焊接区域高温停留时间，有效地控制熔池温度，降低热影响区域的温度，实现控制熔池焊接区域温度的目的
（2）、氩弧焊接打底过程中，首先对相邻两个锁紧装置之间的双密封头连接部位进行“段焊”，然后去掉锁紧装置，再对双密封头连接部位进行整体打底焊接。
（3）、打底焊接过程，焊丝加热端应始终处于氩气保护区，送丝均匀并防止带入空气。
（4）、焊缝填充、盖面过程中，控制好焊接层间温度，当一层焊接完成后稍作停顿再进行下一层焊接作业。
5.3.7.1焊接操作
（1）、焊接使用焊条必须使用烘烤合格的焊条进行焊接；
（2）、焊缝打底完成后，经外观检查合格，对焊缝进行双密封水压预试验，实验压力为设计压力，稳压30秒合格后可进行焊缝填充、盖面作业。
（3）、焊接使用焊条直径不得大于∅3.2mm；
（4）、焊接过程中，如出现点固焊开裂，造成错口时应停止施焊，并应立即进行修复，然后继续焊接。
5.3.8焊缝外观检查
每层焊缝焊接完成后须进行外观检查，焊缝及热影响区域不得存在咬边、气、裂纹、夹渣等缺陷，焊缝盖面完成后，及时处理好焊接飞溅。
5.3.9水压试验
双密封法兰打底焊接完成后，首先进行双密封水压预试验，试验压力为管道设计压力，稳压30秒合格后，排出积水，进行焊缝填充、盖面，待焊缝焊接完成后，进行双密封水压试验，强度试验压力为管道试压压力的1.5倍，稳压30秒，合格后进行密性水压试验，试验压力为设计压力，稳压60秒，试验合格后，排出法兰积水，对试压口进行焊接封堵，确保封堵质量。
6.材料与设备
6.1机具设备
伊泰伊犁540万吨/年煤制油项目首期工程全厂给排水管网双密封法兰材质为20#钢，焊接设备应能满足使用要求，该工法的主要施工机具见下表：
机具设备表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
电焊机
ZX7-400
台
20
2
砂轮切割机
∅125
台
12
3
砂轮切割机
∅100
台
10
4
木锤
把
10
5
手动试压泵
0-60Mpa
个
6
6
钢板尺
把
10
7
全站仪
台
1
8
水准仪
台
2
9
焊条烘干箱
台
2
10
氧气乙炔
套
8
11
试压表
块
10
6.2劳动力组织
序号
工种
人数
备注
1
技术员
2
2
安全员
1
3
焊工
12
4
管工
5
5
力工
12
6
材料员
1
7
起重工
2
7.质量控制
7.1人员控制
7.1.1进行施焊的焊工必须持有相应的焊工资格证，并经现场考试合格可进行双密封法兰焊接
7.1.2施工前对各个焊工、管工进行双密封管道施工技术交底及施工培训
7.2控制措施
7.2.1上岗焊工选择责任心强，心里稳定的进行操作；
7.2.2管道施工过程中加大质量巡检力度，不间断的进行工序、质量检查；
7.2.3焊缝如果存在不允的缺陷，必须进行返修作业，缺陷应采用机械法进行去除，补焊完成后重新进行检测作业；
7.2.4双密封法兰焊接施工过程中，对该施工工艺不断的总结，施工中有疑问时就集体讨论、分析，改进施工法，保证提高施工效率，保证施工质量。
7.3质量控制标准
7.3.1《油化工给水排水管道工程施工及验收规》SH3533-2003
7.3.2《现场设备、工业管道焊接工程施工验收规》GB50236-2011
7.3.3由于双密封法兰管道施工和验收规目前在我国还不完善，施工中根据我公司多年的施工经验，结合双密封法兰生产厂家的指导，参考相关管道施工验收规进行施工。
8.安全措施
8.1生活、生产用电设施、电动工机具要有可靠的接地或接零保护，并经常检查、维护，以确保用电设备的安全可靠；
8.2进入施工现场必须穿戴工作服、劳保鞋；
8.3移动焊接棚焊接时，使用12V安全灯照明，以防触电；
8.4焊接操作区应清除易燃易爆物品，及设置消防器材；
8.5管道吊装过程中，必须有专业起重工指挥作业；
8.6焊缝无损检测前办理射线作业可证，并提前通知射线作业影响区域作业人员；
8.7作业结束后，应切断电源，仔细检查，确认无起火危险后可离开现场；
8.8人员进场前必须经三级安全培训且考试合格。
9.环保措施
9.1双密封法兰焊接管道施工中，产生的废料及时清理，堆放置指定地点；
9.2管道施工完成后，及时回填土并经夯实，回复地貌，做到现场清洁、无杂物；
9.3施工中及时清理边杂物、废物；
9.4试压用水排放至指定排放点，禁止现场出现乱排水现象；
10.效益分析
随着我国国民经济的不断持续发展，化工产品的多样化，国民生产的精细化。
面对全球能源危机以及对环境保护意识及要求不断提高，各建设单位对成本控制及管道使用寿命的期盼，对管道防腐的使用围将不断扩大，对防腐作业质量的要求将不断提高。
双密封法兰焊接管道将得到持续的推广和使用，其隐含的经济效益伴随着时间推移将逐渐展现，其蕴藏的经济效益与社会效益都将是巨大的。
11.应用实例
2013年10月至2014年4月在伊泰伊犁540万吨/年煤制油项目首期工程全厂给排水管网施工中，采用双密封法兰焊接施工，取得了非常好的经济效益。
因业主单位伊泰能源有限公司在生产中，首次使用该形式管道，施工中受到业主单位、监理单位、设计单位的高度重视，施工中不断改进施工法，提高施工质量及施工效率，施工质量及施工进度到了业主单位的充分肯定和信任。
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