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第十一节 管道设备、管道及管件的安装及案例
管道是由管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置，是整个海水淡化工程中最重要的组成部分之一。本节将针对不同的管道与管件的不同特性，简要描述管道与管件的具体安装操作方法以及安装过程中的注意事项。
1. 管道与管件的分类及特点
现场管道可以分为预制管道（碳钢衬胶/衬塑管道、框架类设备内部管道等）和现场加工管道（双相不锈钢管道、不锈钢气管、PE管道等）两大类，但是，无论是预制管道还是现场加工管道，均需要各种各样的管道连接件才能将其连接成为一个完整的管路系统。
根据海水淡化工程的实际情况，通常按照以下方法对管道进行分类：
1) 按照管道材质分 可以分为双相不锈钢管道（包括双相不锈钢2205、2507等，如海水淡化系统高压海水以及浓水部分的管道），不锈钢管道（304、316L等，如工艺用气管路），碳钢衬胶/塑管道（如系统中低压海水管路），PE/UPVC等塑料管道（如加药系统管路，超滤框架内部管路，反渗透产水取样管路等），玻璃钢管道等。
2) 按照系统压力分 可分为高压管道和低压管道。其中高压管道主要指反渗透系统高压泵出口至反渗透膜容器进口之间部分以及反渗透浓水侧相关管路。
3) 现场管道还可按照其过流介质的不同分为气管和水管，水管又可以分为海水管道和淡水管道。
管件是将管子连接成管路的零件。根据连接方法可分为承插式管件、螺纹管件、法兰管件和焊接管件四类。多用与管子相同的材料制成。有弯头（肘管）、法兰、三通管、四通管（十字头）和异径管（大小头）等。弯头用于管道转弯的地方；法兰用于使管子与管子相互连接的零件，连接于管端，三通管用于三根管子汇集的地方；四通管用于四根管子汇集的地方；异径管用于不同管径的两根管子相连接的地方（例如水泵的进水口、母管与支管的连接部分等）。

图11-1 各种常见的管件
2. 管道及管件的安装程序
同其它设备诸如泵、反渗透膜组等一样，管道及管件的安装也必须按照一定的程序进行管道及管件的安装一般遵循以下程序（参照GB 50235-2010 工业金属管道工程施工规范）：

2.1 管道及管件的安装准备工作
管道安装的施工准备工作主要包含两个方面：施工技术准备和施工现场准备。
施工技术准备主要是指：
1) 配管的安装有完善的工艺规范并形成工艺指导书；
2) 完成技术交底；
3) 组织工程技术人员进行工艺审图，管道组成件应完整、齐全，管道的连接型式、材料编号等清楚，方便施工，并参加图纸会审，熟悉图纸，设计资料及有关规定的文件。
施工现场准备主要是指：
1) 施工现场达到“四通一平”，并能满足施工要求；
2) 土建及设备安装均施工完毕，并已进行交接手续；
3) 施工用机械，设备均已进入现场；
4) 相关的管道设备、管道以及管件均已经到场。
2.2 管道元件及材料的检验
在完成第一步的准备工作之后，需要对管道元件及材料进行检验，主要工作包括以下几个方面：
1) 检查产品质量证明文件，并符合国家现行有关标准及设计文件的规定；
2) 根据国家现行有关标准及设计文件的规定对管道组成件的规格、材质、型号、数量和标识等进行核定，并进行外观质量和几何尺寸的检查验收，其结果应符合设计文件和相应产品标准的规定；
3) 防腐蚀衬里管道的衬里质量按国家现行有关标准的规定进行检查验收（碳钢衬胶管道、衬胶阀门等的衬胶是否完好无损）；
4) 检查不合格的管道元件及材料不得使用，并做好标识和隔离；
5) 管道元件和材料在施工过程中妥善保管，避免混淆和损坏；
6) 其他随机试验文件的核对；
7) 管道及管件的标记，暂时不能使用的管子要尽量封闭。
除材料验收外，还要按照图纸核对：
1) 与管道连接设备已完成找正和固定；
2) 管道支撑件合格。
2.3 管道及管件的安装
在进行管道及管件的安装时应当注意以下问题：
1) 应按管道系统号和预制顺序号进行安装。
2) 泵管道安装时，应检查法兰密封面及密封垫片，不得有影响密封性能的划痕、斑点等缺陷。当大直径垫片需要拼接时，应采用斜口搭接或迷宫式拼接，不得平口对接。软钢、铜、铝等金属垫片，当出厂前未进行退火处理时，安装前应进行退火处理。
3) 法兰连接应与管道同心，并应保证螺栓自由穿入。法兰连接应使用同一规格螺栓，安装方向应一致。螺栓紧固后应与法兰紧贴，不得有楔缝。需加垫圈时，每个螺栓不应超过一个。紧固后的螺栓与螺母宜齐平。
4) 管道连接时，不得用强力对口，加偏垫或加多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心等缺陷。
5) 合金钢管道上不应焊接临时支撑物。
6) 管道上仪表取源部件的开孔和焊接应在管道安装前进行。
7) 穿墙及过楼板的管道，应加套管，管道焊缝不宜置于套管内。穿墙管长度不得小于墙厚。穿楼板套管应高出楼面50mm。穿过屋面的管道应有防水肩和防雨帽。管道与套管之间的间隙应采用不燃材料填塞。
8) 当管道安装工作有间断时，应及时封闭敞开的管口。
9) 不锈钢管道与支架之间应垫入不锈钢或氯离子含量不得超过50×10-3g/L（50ppm）的非金属垫片。
10) 埋地钢管的防腐层应在安装前做好，焊缝部位未经试压合格不得防腐，在运输和安装时应防止损坏防腐层。
11) 与机器连接的管道，宜从机器侧开始安装，并应先安装管支架。管道和阀门等的重量和附加力矩不得作用在机器上。与机器连接的管道及其支吊架安装完毕后，应拆下接管上的法兰螺栓，在自由状态下所有螺栓应能在螺栓孔中顺利通过。
2.4 试压
管道试压，应按试验压力相近的管道与设备可以作为一个系统进行压力试验，以平面工艺流程图为基础，将这些管道及设备组合在一起形成一个管道系统试压包。
试压前应做好联合检查，主要检查：
1) 管道系统试压前，先由责任工程师，和质量工程师进行管线检查；
2) 管道组成件、焊材的制造厂质量证明书及校验性检查和试验记录；
3) 管道的焊接工作记录；无损检测报告、热处理记录及硬度试验报告；
4) 静电接地测试记录；
5) 设计变更及材料代用文件；
6) 管道系统全部按设计文件安装完毕；
7) 管道支、吊架的型式、材质、安装位置正确，数量齐全，紧固程度焊接质量合格；
8) 焊接及热处理工作已全部完毕；
9) 焊缝及其他应检查的部位不应隐蔽；
10) 试压用的临时加固措施安全可靠；临时盲板数量正确，标志明显，记录清楚；
11) 管道的材质标记明显清楚；
12) 试验用的检测仪器量程、精度等级、检定期符合要求；
13) 对于试压过程中出现的问题应该做好详细的记录，并及时处理。
试压结束后应作好管道吹扫和清洗工作，吹扫和清洗应该断开易损设备，比如说能量回收装置、泵类设备等，结束后应及时将管线复位。完成后应做好必要的防护，例如临时盲板，以及必要的防腐处理（防腐油漆等）等。
2.5 验收
本阶段验收主要验收相关的加工安装试验记录，检查检验报告等文件；检查设计修改文件以及材料代用报告等；并核对现场施工中的遗留缺陷。在遗留缺陷不影响后续施工的，经相关专业同意后方可完成管道安装验收。
3. 管道及管件安装的技术要点
1) 管道安装一般按下列顺序进行：先地下管，后地上管；先大管后小管；先高压管后低压管；先不锈钢管、合金钢管后碳素钢管；先主管后支管。预制好的管道运至现场，应按单线图标识的方向卸车和摆放，按单线图号核查管线方向，按管线编号顺序安装。
2) 管道的焊接位置应避开应力集中区，便于焊接、热处理及检验。
3) 管道安装坡度应符合设计要求，若设计无要求，应按介质流向的1‰坡度安装。
4) 泵阀门安装前，应按设计文件的规定，核对型号，并应按介质流向确定其安装方向，用法兰和螺纹连接的阀门应在关闭状态下安装，焊接连接的阀门须在开启状态下安装，并应用氩弧焊焊接；
5) 试运转结速后，应做好下列工作: 、关闭泵的出入口阀门和附属系统的阀门；、输送易结晶、凝固、沉淀等介质的泵，停泵后，应及时用清水或其他介质冲洗泵和管路，防止堵塞；、放净泵内积存的液体，防止锈蚀和冻裂；、如长时间停泵泵放置，应采取必要的措施，防止设备玷污、锈蚀和损坏。
4. 管道安装案例
对于10000t/d的膜法海水淡化工程，其涉及到的管径大多在DN50-DN500之间，下面以公主港为例，简单介绍在其管道安装中所应具体注意的问题。
工艺管道施工内容及操作流程：
管道预制及弯管制作
材料验收
设计交底
审 图

管道涂漆保温
管道试验及吹洗
管道安装技术要求
管道安装

管道交工验收

针对该项目管道安装的一些技术要点：
1) 管道安装顺序：先地下管，后地上管；先大管后小管；先高压管后低压管；先不锈钢管后碳素钢管。
2) 直管段两焊缝间距不小于 150mm，且不小于公称外径；不宜在焊缝及其边缘上开孔，否则，被开孔周围一倍孔径范围内 的焊缝，应全部进行无损探伤合格；
3) 公称直径 200～550mm 的管道，可用弧形板拖扫，或将管子直立，同时以木锤敲打管壁，使管内的铁锈及污物彻底倾出；公称直径 80～200mm 的管道，可用绑有破布、毛刷、钢丝刷的 铁丝在管内反复拖拉，直至干净；公称直径等于或小于 125mm 的管道，宜用压缩空气吹净；对于衬塑管道，宜按专门的标准进行。
4) 管子对口时应检查组对的平直度，其允许偏差为 1mm/m，但全长的最大累计偏差不得超过 10mm。
5) 法兰装配时，应使其密封面与管中心线垂直，偏差不应超过 0.25%， 且不大于 2mm。
6) 装配法兰时，应先在上方进行定位焊接，用法兰角尺沿上下找正， 合格后点固下方，在找正左右两侧并进行定位焊。
7) 如需在同一管段的两端焊接法兰时，应将管段找正、找平，先焊好一端法兰，然后依次法兰为基础用线锤或水平尺找正后，再装配另一端的法兰，如下图 11-2 所示：

图11-2法兰螺孔装配位置
8) 在自由状态下所有的螺栓应能顺利通过螺孔。法兰的间距及平行偏差应符合表 11.1规定：
自由状态下法兰间距及允许平行偏差 表 4.1
管道级别
间距mm
平行偏差 mm
DN≤300
DN〉300
A级或I类
垫厚+1.5
0.4
0.7
B级或II、III类
垫厚+2.0
0.6
1.0
C级或IV类
垫厚+2.5
0.8
1.2

图11-3 法兰转配示意图
9) 法兰连接应保持同轴性两法兰的螺孔错位不应超过孔径的 5%。
10) 每对法兰使用的螺栓、螺母安装方向应一致。在直立的管道上， 单头螺栓的头部宜在法兰的上方，螺母在下方。
11) 拧紧螺母时应对称均匀，大于 M14D 螺母一般按下列三步拧紧， 小于或等于 M14 的螺母可省去第二步，如图 4.3 所示。

图11-4 螺母拧紧步骤
12) 当管道靠近墙壁、楼板、地坪、管沟、设备及其它不便于拧紧法 兰螺栓的场合时，应先拧难于操作一侧的螺栓。
13) 不锈钢螺母及 M30 以下的其它螺母在拧紧时，不得使用加长套管， 锤击扳手或两人合，力的办法。拧紧后的螺栓应受力均匀，松紧适度。
14) 不得用强硬紧螺栓的方法消除法兰的歪斜或间距过大。螺栓紧固后 法兰平行及径向位移应符合表 11.2 的规定：
紧固状态下法兰平行及径向位移的允许偏差 表 4.2
管道级别
公称通径
平行度偏差 mm a1-a2
径向位移 mm b
图例
A级或II类
≤250
0.10
0.15

〉250
0.15
0.2
B级或III类
≤250
0.20
0.25
〉250
0.25
0.30
C级或IV类
≤250
0.3
0.35
〉250
0.40
15) 紧固后的螺栓其外露螺纹长度不应大于两倍螺距，与螺母外端面平齐为佳。双头螺栓两端的外露长度应相近。
16) 螺母拧紧后，其受力端面应与法兰紧贴，不得有楔缝。如需加垫 圈时，每个螺栓不应超过一个垫圈。
17) 严禁用加热的方法对不锈钢管子和管件进行加工或矫正。严禁用 气乙炔焊焊接不锈钢管道。
18) 不锈钢管道与碳素钢支、吊架之间，应垫入不锈钢片、不含氯离 子的塑料或橡胶垫片，严禁不锈钢管与碳素钢支、吊架直接接触。
19) 与设备连接的的第一道法兰应加临时盲板隔离，严防脏物进入设 备。盲板应有明显标记，专人负责安装与拆除。
20) 对于系统中涉及的高压管道区，应严格按照高压管道安装相关标准及设计文件要求执行。