浅析氧化铝溶出加热器(三)套管安装

摘要 氧化铝溶出加热器三套管安装施工过程中，最关键的环节是三套管的焊接、吊装以及安装就位3个部分，在采用倒装法施工，不但加快施工速度，而且减少了大型机械设备和人员的投入，大大地降低了施工成本，本文就针对氧化铝溶出加热器三套管的安装展开讨论。

关键词 氧化铝溶出加热器；三套管；安装；焊接；试压

中图分类号TK1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0106-02

在广西靖西信发氧化铝高压溶出一期工程中，管道预热车间共有36根三套管，每层高2m共六层安装于H型钢梁管道支架上，每根套管加热器的内管为三根φ168×10，外管为φ530×14的无缝钢管（20G），每根套管通过180°U型弯头连为一个整体套管加热器；设计压力内管为6.9MPa，外管为1.3MPa，在安装三套管过程中，关键是三套管的焊接、吊装、就位。

1 套管的制作

1.1 准备工作

在制作单根单管内管前，要先进行一系列的准备工作：检查材料的质量检验报告单，一一核对其材质、规格、型号、机械性能以及标准代号和化学成分等等，是否符合设计要求。在进行管材下料时，要严格按照施工图纸的设计尺寸进行下料施工，不得采用短管拼装焊接，焊缝的间距为9.1m。采用半自动火焰切割进行套管管材的切割，先把钢管切口一面的污渍、铁锈等杂物处理干净再进行下料。保证切割边的垂直度，误差为±1mm。按照GB985以及GB986相关规定确定焊接接头的形式及尺寸。管接头坡口的加工尺寸如下：坡口为V型坡口角度55±5°，钝边为1.5mm~2mm，间隙2mm。

1.2套管焊接工艺

焊接是三套管制作安装的一道比较特殊的工序，焊接质量与整个工程的质量有着密切的关系。为了满足设计对于焊缝质量的要求标准，在经过外观检查内管对接焊缝合格后，内管焊缝要100%进行X射线探伤的检验，其结果如与JB4730中Ⅱ级的标准相符则判定合格。外管的焊缝经过外观检测合格后，还要100%进行超声波探伤，其结果如与JB4730中Ⅰ级标准相符则判定合格。为了保证焊缝较高的韧性、熔敷金属延性以及较低的扩散氢含量，提高其抗裂性能，材质为20G三套管外管钢管焊接采用钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充、盖面或CO2气体保护焊填充、盖面的焊接方案,钨极氩弧焊的焊丝为JG-50,直径ф2.5，氩气纯度不应低于99.99%，CO2保护焊采用焊丝牌号为CHW-50C、直径为ф1.2mm的CO2焊丝。套管内管支架的焊接，也使用J427焊条。材质为20G三套管内管钢管焊接采用钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充、盖面的焊接方法，钨极氩弧焊的焊丝为JG-50，直径ф2.5，氩气纯度不应低于99.99%，手工电弧焊焊条为J427焊条，焊条直径为3.2mm~4mm。

1.3三套管工艺

1.3.1三套管内管的焊接

首先组对管口的接头，在进行管口的组对后，两管必须位于同一条直线，偏斜误差不应超过1%，内管的焊缝接头组对要采用管卡配合，与母材焊接的工卡具其材质与母材相同或同一类别号，在进行工卡具的拆除时要注意不要损伤母材，并且要把拆除后留下的焊疤做打磨修整，直至其与母材的表面保持齐平。为了保证焊缝在正式焊接过程中不至于因焊接应力而使焊口位置变形，因此焊口正式焊接前要进行点固焊。点固焊应采用与根部焊缝相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格的焊工施焊。点固焊的点焊长度在10mm~15mm之间，高度为2mm~4mm，不宜超过管壁的2/3。

1.3.2三套管内管套进外管

单根三套管内管长91m，外管长90m（不含管端接头长），每根内管一次组对完，要求每根内管对接焊缝必须经过探伤、试压、退火，确认管道焊缝达标后，把三根内管品字型固定好，然后把下好料的外管一节一节的利用卷扬机套在内管外，即进行外管对接及端头的组对和焊接，焊缝经探伤、退火合格后，整根套管就制作完成（其每根套管套管示意图如图1）。

2 套管的安装

2.1三套管内管试压

压力试验参数设置：水压试验压力设置为12.79MPa，而工作压力为6.9MPa。而压力表的量程为试验压力的1.5~2倍，精度1.5 级，数量2 块。试压前准备：试压前先在两端焊上临时堵头，把各项工作备妥，然后打开给水阀，往管内灌水，待管内灌满水和排尽空气，就把给水阀及排气阀关闭，然后开始升压。当压力升到0.5 MPa时，应停止升压，对设备渗漏情况进行检查，无异常现象后继续升压到试验压力的50%，停止15min对设备渗漏情况再次检查。如无异常现象，然后缓慢将压力升到试验压力，做下记录，待10min后，压力不下降即为合格。

2.2三套管外管试压

试验压力为2.02MPa，设计压力为1.3MPa。强度试压的操作程序和方法与套管内管试压方法相同。按上述方法进行强度试验合格后，然后缓慢将压力降到1.3MPa，对所有焊缝、等进行全面检查，如无渗漏和其它异常现象，即外管水压试验合格。再将水缓慢放尽，并办理签证。

2.3三套管吊装

安装采用倒装法，首先进行顶层第六层套管吊装。用钢丝绳将每根整根套管捆绑成一组,利用套管厂房H型屋架梁，设6~8个吊点（单根房架梁不能同时设两个吊点，采用两组吊装吊点错开设置，且第五层至第一层套管吊装时，严禁使用上一层管子的托管横梁作为下一层管子吊装的吊点来进行吊装作业。）,每个吊点设置10t电动环链葫芦同时进行起吊。在吊装时，每组由专人负责指挥，保证所有吊点起吊速度一致，使葫芦受力均匀，避免冲击和碰撞，以防碰伤套管。吊装过程中，要求起吊高度达到安装高度的1/3时，检查各个吊点高度是否一致，工机具受力情况；套管起吊高于安装高度300mm，在每个吊点采用（6×37+1）Φ25钢丝绳、卡扣将套管固定在套管厂房屋架梁上，回落一点葫芦，使葫芦、钢丝绳同时承受管子的重量，确保吊装安全。托管横梁安装就位后，将套管慢慢放下到横梁上。第五层至底层（第一层）套管的固定则采用（6×37+1）Φ25钢丝绳、卡扣将套管固定上一层托管横梁上，施工方法与顶层（第六层）施工方法一致。

2.4“U”型弯管组对

由于是三套管加热器,“U”型弯管连接呈品字形,距离空间小,对焊接要求又严格,在安装时必须符合设计规范的要求，弯头组对时，必须使弯头中心一致、在同一平面上，确保焊接距离,保证焊接质量。

2.5“U”型弯管的管口焊接

由于“U”型弯管尺寸不大，接口焊缝是在平台上施焊。在施焊前，应用卡具固定弯管来避免焊接过程中产生的焊接应力造成弯管的变形。焊工施焊时，在焊缝圆周上，应考虑到焊接变形，采取间隔施焊的措施和焊后加热来消除焊接应力。

2.6三套管安装完毕后,要进行整体试压

分内管整体试压及外管整体试压,内管强度试验压力为12.79MPa，外管强度试验压力为2.02MPa。试压程序与三套管内外管试压相同。

3 焊接、安装注意事项

焊缝坡口及焊缝两侧20mm区域内的氧化皮，脏物、油污等全部清理干净，直至见到金属光泽。防止气孔、夹渣在焊缝中出现。管道组对时，每道焊缝焊接前，焊工应认真检查组对质量，如超出焊缝的要求或管道错口超出规定时，焊工应拒绝施焊，防止焊缝因管口组对不当而产生未焊透及未熔合的缺陷。施焊中，焊工要依据焊接工艺正确选用焊条、焊剂，以便在电弧焊接过程中脱氧、脱碳、脱硫；焊工正确选用较大的焊接线能量，仔细清理层间熔渣、摆动焊条，压低电弧，以减少有害夹杂物残留在焊缝中。焊缝应设引弧和收弧板，焊接过程中禁止在焊缝以外打引弧，埋弧焊和氩气气体保护焊焊前应在试板上进行调焊，调好参数后方可正式施焊。焊工在施焊过程中，不许使用未经烘干的焊条，要注意焊接速度不要太快，电流、电压等工艺参数严格按作业指导书操作，防止咬边、焊瘤在焊缝中产生。安装三套管,内管焊缝经过探伤合格后进行水压的试验，试验合格后，开始进行内管和外管的穿套。

4 结论

总之，安装三套管要在施工过程中，相关技术人员要针对各种工种、作业项目内容做技术交底，严格按照施工设计的程序环节采用先进的施工工艺进行施工，从而保证施工质量，提高设备的工作性能，为今后类似工程积累了经验。

参考文献

[1]杨铁.氧化铝厂溶出系统工艺管道安装[J].现代机械，2010(2).

[2]杨铁.氧化铝厂高压溶出料浆管道焊接工艺[J].现代焊接，2009(11).

[3]李松.氧化铝溶出单套管预热器的制作与安装[J].现代机械，2009(5).

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