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中图分类号:S216.4
文献标识码:A
文章编号:1003-6997(2012)13-40-02
笔者在对大荔县沼气池使用情况调查发现,户用沼气池在管道安装中存在很多问题,如沼气导气管更换、积水瓶位置、总开关和排气开关的安装位置等。本文主要论述以旋流布料自动循环沼气池输气管道安装的基本要求、布置原则、安装中存在的问题及解决办法。
1 沼气输气管道安装的基本要求
一是保证沼气能够顺利、安全的输出。二是输出的沼气要能够满足燃具的工作要求,要有一定的流量和一定的压力。三是排除潜在的用气安全。
2 沼气输气管道的布置原则
2.1 管道长度
沼气池至灶具的管道长度一般不超过30 m。
2.2 室外管道
室外管道一般采取地下铺设。当有困难时也可沿墙或架空铺设,高度一般在2.5 m以上。沿墙也可从墙角铺设,用细沙堆盖,外面罩铺一层纯水泥;架空管道应套管铺设,以利于管道保湿和抗老化,也方便日后检查、维护、更换管道。沼气管道埋设如遇横穿路面或铺设地面经常有重车经过时应在管道铺设处加砖砌沟槽,以免压扁、压毁输气管道,造成输气管道通气不畅或不通。
2.3 室内管道
室内管道一般采用软管上墙铺设,注意水平铺设,在管道拐弯处留有一定弧度,避免软管打折造成输气不畅。
2.4 注意事项
输气管道铺设应有一定的坡度,一般坡度不低于1 %。实际情况不允许时,也应保持水平铺设,坚决杜绝波浪铺设。沼气管道安装必须在输气管道的最低处接一积水瓶,以便及时将管道内的积水排除。当用户有两个或两个以上沼气池时,应用三通将各个沼气池连接到一个总输气管道上,再连接到积水瓶,然后连接到脱硫器上。
3 沼气输气管道安装中存在问题及解决办法
3.1 导气管的位置、材料选择(见图1)实际生产中沼气池导气管置于池顶的较多,也可置于天窗活动盖上。早期的导气管主要采用铜管,但铜管易被氧化,沼气项目进入大荔县后主要改用PVC管。改良了导气管的使用性能。在比较置于沼气池天窗活动盖上的导气管与置于池顶上的导气管时,发现导气管置于天窗活动盖上较好,首先,在导气管破损需更换时,把天窗取出,用冲击钻直接在原先导气管上冲击一个圆洞,把新导气管放入,填充混凝土,再刷上三遍沼气密封胶,带干后重新封住沼气池,这样做既有利于操作方便又能给活动盖底重新上胶保证了密封性,而在池顶上换导气管则不能给已创开的地方上密封胶。其次是活动盖上因不得离水,接导气管的管件可一直泡到水里,有利于管道管件保湿抗老化。再次是沼气输气管道铺设时地下管道一般没有接头,在检查管道、管件时,揭开天窗盖便可操作。
3.2 积水瓶的位置选择(见图2)
在大荔县户用沼气池运行中,很多人对积水瓶的认识不够,在管道安装中胡乱设置积水瓶位置,有些人竟然把积水瓶挂在墙上,还有些人干脆不安积水瓶。在随后的沼气使用过程中发现管道内有水泡声,管内有积水,沼气火焰一闪一闪的,这其实就是没有设置一个合理的积水瓶位置的原因,所以,应该在管道最低处安装沼气积水瓶,一般是在输气管道出地面上墙下角安设。沼气水汽分离要有一定的温差或压力变化,首先在上墙下角安设积水瓶,沼气输出时,从导气管到地下铺设管道到积水瓶到上墙管道到脱硫器到灶具的整个过程中,上墙管道和地下铺设管道要有一定的温差(尤其在冬春两季),这就有利于沼气水汽分离,在上墙管道壁上凝结的水珠会顺着管壁流入积水瓶中。其次积水瓶与Φ16 PVC半硬管的连接,是地下铺设的Φ16 PVC半硬管通过变径连接Φ10 PVC软管再连接到积水瓶,然后从积水瓶连接Φ10 PVC软管通过变径再连接到上墙的Φ16 PVC半硬管的,这样一来就形成了一定的压力变化,虽然很小,但也利于沼气水汽分离。再次是沼气在使用过程中,使沼气从沼气池到灶具有了一定的流速,而地下铺设的沼气输气管道到积水瓶有一定坡度,方便把地下铺设的沼气管道中的水凝珠带到积水瓶中。
3.3 脱硫器的位置选择(见图3)笔者发现沼气脱硫器安装的位置差异很大,有的人把脱硫器安装的很高,有的在2.5 m以上,有的把脱硫器安装在距离使用对象(本文以沼气灶具为例)很远的地方,还有的把脱硫器安装在一池三改的厕所墙上,总之没有一个明确的位置。脱硫器套件上安装有沼气供气开关和沼气压力显示表,为了方便开关和显示沼气压力,不应安装的太高太远。经过对比实践发现脱硫器一般安装在距离灶具50 cm左右,高度170 cm左右时利于操作。沼气脱硫器安装主要注意安全,首先沼气是可燃性气体,1 m3沼气完全燃烧时可放出17 911.3 kJ~25 075.8 kJ的热量,燃烧温度最高达1 200 ℃,所以安装脱硫器时应注意与灶具的安全距离。其次沼气中含有硫化氢、一氧化碳等剧毒气体,会对人体产生毒害,所以脱硫器应安装在有利通风的墙上,如在灶房门口或窗旁。
3.4 沼气灶具的安装位置选择
沼气灶具管道安装是沼气输气管道的最终目的。在大荔县农技中心调查沼气使用情况时发现沼气灶具附近的管道安装非常不科学,安全隐患很大,随后严格规定灶具管道安装必须从灶具后方下面引入沼气输气管道Φ10 PVC软管,灶具上方、水平周围30 cm内不得有沼气输气Φ10 PVC软管及可燃可爆物品。其次严禁用煤气灶具使用沼气,因为沼气与煤气成份不同,喷气孔和空气进入量调节不同,所以绝不能用煤气灶具替代沼气灶具。
所谓PLC就是可编程控制器,其作为计算中家族的重要一部分,在工业控制过程中得到了广泛的应用,其主要职能就是替代传统的继电器,达到逻辑控制的目的,并随着时代的发展,这一装置职能的逻辑控制范围也在不断的加大。
1.1分析PLC的结构
就其结构来看,虽然十分复杂,但其组成原理大致相同,大都采用微处理器作为重要的结构,而且其各项功能的实现,需要来自硬件和软件方面的支持,因而PLC就是现代新型的工业控制型计算机,其常见的硬件结构主要由CPU、I/O模块以及编程器和电源组成,而软件则是对多重程序的集合而形成的软件系统,一般分为系统方面和用户方面两种程序。
1.2分析PLC的工作模式
就其工作模式来看,主要分为运行和停止两种模式,在运行模式下,主要分为五个阶段,一是内部处理;二是通信操作;三是输入处理;四是执行程序;五是输出处理。在停止模式下,主要开展通信服务和内部处理工作。
1.3分析PLC的运行原理
就其工作过程来看,当处于内部处理阶段时,主要就是对CPU模块的各种硬件是否处于正常的工作状态进行检查,并对监视定时器进行复位,且与此同时完善相关内部工作。而在通信操作阶段,主要是同智能模块进行通信,并对编程器输入的指令进行积极响应,再对编程器显示的内容进行更新,而若其处于停运状态,往往就只对内容进行简单的处理并开展常规性的通信操作。当处于输入阶段时,主要是按照顺序对输入端子所处的状态进行读取,并将读取到的信息存在输入寄存器之中,同时也对输入映像寄存器进行了刷新。当处于程序执行阶段时,一般应坚持从上到下和从左到右的顺序进行,当扫描梯形图程序时,应采取逐句的方式进行扫描,再结合采集到输入映像寄存器的结果开展逻辑运算工作,再将运行结果存入相应的映像寄存器之中,而一旦遇到程序跳转指令时,就应结合跳转的条件能否达到标准而对程序跳转的地址进行确定。而在输出处理阶段,则主要是程序执行结束后,把输出映象寄存器内各点所处的姿态转存至输出的锁存器之中,并利用输出端的驱动外部进行负载。如此往返,成为PLC的循环扫描的工作模式。
1.4分析PLC的工作特点
就其工作特点来看,主要采取集中采取和输出的方式,并采取周期性的方式进行循环扫描,因而其扫描实际就是一个不断循环的过程,每次扫描花费的时间为工作周期,但在实际运行中,经常会出现输出之滞后的情况,即其外部输入的信号出现变化后,其控制的信号输出的时间有一定的变化和间隔,这段时间就是导致输出滞后的原因,通常在50到90毫秒之间,加上其属于串行工作,因而其运行的结构和梯形图程序排列的顺序相关,因此其余传统的继电控制器存在本质上的区别,能有效预防出点临界的竞争,进而减少联锁电路的使用[1]。
2、概述电梯的种类、结构
通过上述分析,我们对PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点有了一个基本的认识,因而为了更好地把PLC应用到电梯设计之中,就必须对电梯方面的知识有一个基本的认识。以下笔者分别从电梯的种类、结构等方面进行分析。
2.1浅谈电梯种类
就电梯的种类来看,主要分为乘客、载货、病床、杂物、观光、汽车、船舶、建筑施工等类型的电梯,以及一些特殊电梯,例如冷库、消防、矿井、防爆、电站等类型的电梯,此外,还可以将电梯分为交流式、直流式、液压式、齿轮式、齿条式、螺杆式等类型的电梯。由此可见,电梯的种类十分多,在设计过程中应用PLC时,应结合实际需要进行针对性的应用。
2.2分析电梯结构
电梯作为机电一体化的产品,如果将整个电梯比喻成人,那么电梯的“大脑”就是整个控制系统,“躯体”就是整个电梯的机械部分,“神经”就是电梯的电气部分。通过各部位的“精诚合作”,确保电梯处于安全高效的运行状态[2]。
3、探究PLC在电梯方面的应用
通过上述分析,我们对PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点以及电梯的种类、结构有了一定的认识,那么我们应如何加强PLC的应用呢?笔者认为,为了确保应用成效的提升,必须应用PLC组成整个电梯控制系统的结构,并掌握PLC电梯控制系统运行的原理,通过PLC的应用满足各项应用的目的,最终提高整个电梯运行的安全性。
3.1应用PLC组成整个电梯控制系统的结构
在电梯控制系统设计过程中,通过应用PLC技术,确保整个PLC电梯控制系统由拖动控制系统和信号控制系统构成,并在硬件设备的支撑下组成整个电梯控制系统,例如PLC主机、机械系统、轿厢操纵盘、门机、厅外呼梯盘、主拖动系统、层号指示灯、调速装置等的协助下,组成整个PLC电梯控制系统,为PLC技术的应用水平的提升奠定坚实的基础。
3.2分析PLC应用过程中整个PLC电梯控制系统的运行原理
在PLC电梯控制系统中,主要采取随机逻辑控制,其处于运行状态时,由于不同信号的输入均属于随机性的出现,因而信号出现不具有确定性,从而更好地控制输入接口输入的光脉冲指令和内外指令等信号,并将其PLC主机之内,再利用软件对输入的各种信号进行逻辑运算并处理,最后利用输出结构将指令发出,从而满足整个电梯运行的需要。
3.3应用PLC技术于电梯控制系统中应达到的目的
在电梯控制系统中加强PLC技术的应用,应达到的目的主要体现在以下几个方面:一是一台相应功率的电动机控制轿厢的上升与下降,同时各层之间设有上、下呼叫开关;二是自动关门待客;三是待客自动开门;四是内指令记忆;五是呼梯记忆与顺向截停;六是按钮开门;七是自动定向;八是自动关门与提早关门;九是自动返基站,并停机待客[3]。
4、结语
综上所述,对PLC在电梯方面的应用进行探讨具有十分重要的意义。作为电梯控制系统的设计人员,应充分掌握PLC的结构、工作模式、运行原理和工作特点以及电梯的种类、结构由了一定的认识,并在应用过程中应用PLC组成整个电梯控制系统的结构,并掌握PLC应用过程中整个PLC电梯控制系统的运行原理,且达到应用PLC技术于电梯控制系统的目的,最大化的确保电梯运行的安全性。
参考文献:
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[3]李桢,于洋.浅谈PLC在电梯方面的应用[J].黑龙江科技信息,2012,07:7.
梁晓,广西壮族自治区特种设备监督检验院,检验师,工程师,主要从事机电类特种设备检验工作。
压力管道安装问题的处理措施
刘 俊 熊明明 姜吉武
浙江省特种设备检验研究院 310020
摘要:由于压力管道输送着具有高温、高压、易燃和易爆等特性的物体,其危险性非常大,如果在安装中出现了问题,就会给人们的生命和财产带来很大的威胁。因此,为了保障压力管道安装质量,确保人们的人身安全,就必须对其中存在的问题进行详细的分析,然后采取切实可行的处理措施。
关键词:压力管道 安装问题 处理措施
压力管道是一种非常常见的特种设备,其安装的好与坏直接影响到压力管道的正常运行。因此,为了防止事故的发生,必须对施工过程中的人员进行管理,同时还要使安装质量得到保障。
一、压力管道安装中存在的问题
(一)施工方案不符合实际
施工方案没有按照实际来编写,有的方案中缺少内容,并且不具备操作性,只是将以往的施工方案套用在里面,与实际产生很大的差距;有些施工单位缺少专业的质保人员;有些方案中所涉及到的焊接工艺不全面;无损检测内容出现漏项等现象。
(二)质量意识薄弱
压力管道所涉及的材料种类比较多,材料是由业主进行提供,施工方只提供一些辅的材料和人力,然而有些业主对压力管道安装问题缺乏安全意识,常常为了自身的经济利益着想,在压力管道安装施工的过程中任意将管材配件进行更改,施工方没有及时和监检人员进行沟通,这样就埋下了安全隐患。此外,由于有些施工队伍是通过轻包的方式来进行施工,其质量意识薄弱,在一定程度上对材料的质量管理比较放松,导致一些质量较差的材料仍然被使用,再加上所购买的管道材料质量不合格,或者购买的是假冒伪劣的管道材料,致使施工质量受到严重的影响。
(三)焊接工艺不符合实际要求
在压力管道安装过程中,焊工没有经过专业的焊接工艺技术培训,导致焊接技术水平低;其作业人员缺乏安全意识;甚至有些施工单位为了能够降低工程成本,将焊接作业承包给个人,导致焊接工艺不符合实际要求,给压力管道的安全运行带来了安全隐患。
(四)现场安装中出现的质量问题
在压力管道安装时焊接是一方面,同时现场安装的每一个环节都与压力管道的质量有着密切的联系。在具体的安装过程中,安装材料如果不匹配、支架的固定不能牢固等,都会影响安装质量,出现安全隐患。究其原因,主要是由于没有按照施工图纸的设计进行,选用的材料质量差;同时在安装时经常出现领错或者装错管件等现象;对于很可能会弄混的材料没有进行标注说明;为了节约人力和材料的成本,随意将安装的方式改变,这样就会在很大程度上降低压力管道安装的质量。
(五)无损检测
无损检测是压力管道安装中关键环节,主要是检查焊接过程中是否存在缺陷,例如,检查焊接是否熔合,是否焊透等等。但是有些施工企业在进行管道无损检测时,对焊缝的焊接质量不够了解,这样就导致安装现场出现很多不合格的焊缝。有时抽检的方法不正确,不能按照相关规定进行,在无损检测中发现了有不符合片时,对执行和扩深比例不够严格,有些单位对拍片进行补片时,出现了记录虚假的现象。上述的一些问题在安装过程中是很难发现的,但是一旦压力管道运行,管道会在温度和压力等的影响下,焊缝存在的缺陷就会体现出来,很可能会出现开裂的现象。
(六)对管道强度和气密性进行试验
当完成压力管道的安装以后,安装人员应该对管道强度和气密性进行试验,试验合格之后才能进行使用。在实践中我们会发现,压力管道强度和气密性受很多因素影响,其中主要包括:施工人员在安装完压力管道之后,没有对管道进行清洁处理,使得管道不够清洁;在管道进行试验的过程中,由于检查的工作内容比较多,检查人员没有把具体的检查工作落实到管道安装的每一个环节当中,导致检查结果不能达到预期的效果;由于压力管道工作内容比较杂,压力表不能将管道泄漏的真实情况反映出来。
(七)忽略了管道的防腐工作
从目前压力管道施工的具体情况可以看出,一些施工单位在施工的各个环节中,把施工的工期和如何降低施工成本放在首位,这样就导致了在一定程度上忽略了管道的防腐工作。再加上很多施工单位缺少专业的管道防腐工程师,这样就会出现油漆的质量不过关,随意的对焊缝进行除锈。同时,实际操作人员不能掌握熟练的操作技术,导致涂装的方法不正确,这样就很难将防腐效果充分发挥出来。
二、压力管道安装问题的处理措施
(一)加大宣传和监管的力度,健全完善的质量管理体系
加大压力管道安装宣传和监管的力度,同时建立完善的监管制度,施工单位应该建立健全完善的压力管道安装质量管理体系,制定科学的质量管理方针,并且明确质量管理的目标,制定出质量管理的计划和管理的基本要求。并且与其他的监管部门保持联系,以确保熟练掌握压力管道安装方面的信息,避免出现违法安装现象发生。
(二)增强安装人员的质量意识,并提高专业技能
安装人员在进行安装时,必须增强自身的质量意识并且提高安装人员的专业技能,从而保证施工质量。目前,掌握专业的焊接工艺技术的人员短缺,很难满足压力管道安装的基本需求。因此,施工单位必须对已有的焊接工艺人员进行培训,培训的主要内容是指导施工人员在施工过程中进行安全施工,增强施工人员的自身技能的训练,从而提高施工人员的自身素质。确保所有的焊接工都能够经过培训,获得相关证件才能上岗。同时还要为压力管道安装焊接培养更多的人才,以提高焊接质量。
(三)认真做好无损检测工作
无损检测工作必须由检测机构来完成,在进行抽样时,必须加大监督检查的力度,并且严格按照相关的规定进行抽样检查,如果发现其中存在着一定的缺陷,那么就应该严格执行返修和扩大探深比例的相关规定,以防止弄虚作假现象的出现。
(四)做好管道强度和气密性试验
压力管道强度和气密性试验是施工的最后一个阶段,以试压来完善安装的工作是一种非常有效的方法。在管道进行试验之前,施工单位编制安装方案并将其上交给监理单位进行批准,要求所有的安装环节都应该按照安装图纸进行。
(五)创造安全的施工环境
适当的增加经济投入,并且给施工人员创造一个舒适的安装环境,同时,施工人员必须使用先进的施工设备,同时还要合理的安排压力管道安装人员的安装时间,减少安装人员的劳动强度,提高其工作质量和效率,以确保施工安全。
(六)加强对安装工作进行自检
压力管道安装人员必须在正常的安装过程中进行安装,当安装人员完成安装任务之后,应该及时检查,并且总结自检经验,同时质检人员进行检查时,必须对已经确定好的控制点进行检查,然后做好检查记录。
总结:
综上所述,为了保障压力管道安装质量,在设计、施工、竣工、验收中都必须严格按照压力管道安装质量的基本要求进行,同时安装还要与安装图纸保持一致。此外,作为压力管道安装单位,必须承担起安装的责任,提高安装安全意识,重视安装的每一个环节,同时对可能在安装中出现的问题进行预防和加以解决,控制压力安装质量,以保证压力管道能够正常的运行,获得最大的经济效益与社会效益。
参考文献:
[1]刘伟.压力管道安装中存在的问题及处理探析[J].中华民居(下旬刊),2013(4).
[2]柯文丽.基于压力管道安装中常见问题以及相应处理措施的分析[J].中国新技术新产品,2013(3).
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[6]张颖.压力管道安装中存在的问题分析及处理研究[J].城市建设理论研究,2012(8).
压力注浆法处治桥头跳车的设计综述
吕世斌
抚顺市公路管理局 抚顺 113006
摘要:桥头跳车现象是公路运营中的常见病害,为了有效的防治桥头跳车,可从考虑改善路基性能方面加以实现。本文通过以抚顺市竖碑大桥桥头过渡段的压力注浆为实例,详细介绍压力注浆技术的设计方案,工程处治效果显著,希望为广大工程技术人员提供一份参考。
1、引言
导致桥头跳车的根本原因是与桥台相邻的桥头引道路基的路面和桥台顶面在各自沉降后形成的高程差。加固处理台背填筑前的地基目前国内已有不少处理方法,如排水固结法、换土法、振动碎石桩法等,都是行之有效的方法。压力注浆法是利用注浆设备,运用液压、气压将配制好的水泥(或水泥与其他材料混合物)浆液,通过注浆管注入填料中,浆液在压力作用下渗入填料空隙中,与土粒骨架产生固化反应,土的密实度进一步提高,减少台背填土与桥台的刚度差,进而减小两者间的不均匀沉降。
2、工程概况
竖碑大桥竣工于2003年10月,由于建设时台背填料碾压不到位,加之受到2005年特大洪水的浸泡,台背填筑砂砾结构损坏严重,造成填筑体与桥台之间出现了较大沉降差。特别是16号台处,路桥过渡段经过两次加铺沥青层维修后不久,在桥头接触处又出现了差异沉降,并产生二次跳车,说明沉降还在继续。经过现场勘测,桥头路堤填料为砂砾,回填范围在6m左右,地基土质良好。初步分析,引起桥头路堤沉降的主要原因是台背路堤填料在汽车荷载和雨水浸泡作用下,砂砾原有挤密结构发生破坏,强度降低,路堤产生较大压缩变形;同时,锥坡稳定性降低引起路堤整体纵向滑移,加速了差异沉降的产生。处治思路是,采用静压注浆的方法,将水泥浆液注入到松散的填料中,在桥台附近路堤土体里形成连续墙,提高路堤承载能力,减少压缩变形。
3、注浆材料选择及配合比设计
本工程采用水泥浆液作为注浆材料,水泥浆是以水泥为主加水配制成的浆液,根据工程需要加入一定的附加剂(速凝剂、早强剂等)改变浆液性能。所用水泥主要为硅酸盐水泥和矿渣水泥,其浆液结石强度高、抗渗性能好,制作工艺简单。水泥浆的水灰比一般为0.5~2.0,常用的水灰比是1:1。桥头跳车病害处治作为常规的公路维修项目,应尽量快速开放交通,减少对公路运营的影响,所以水泥浆液中需加入速凝剂等外加剂,改善其早期使用性能。为了获得符合速凝、早强及施工和易性要求的材料配合比,本文选择减水剂和速凝剂(LA-11型混凝土速凝剂)两种外加剂,进行室内试验研究,分别对不同外加剂掺量、水灰比、养生天数下水泥浆的立方体抗压强度和等效水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度进行了试验分析。
4、压力注浆参数的确定
(1) 浆液扩散半径的确定
浆液扩散半径(r)是一个重要参数,一般可用理论公式进行估算,如杨秀竹等提出在砂土中进行渗透注浆时有效扩散半径计算公式[2]。但如果地质条件复杂或计算参数难以准确获得时,就应通过现场注浆试验来确定[3]。注浆施工时,可通过对注浆压力、注浆胶凝时间、注浆量、浆液浓度等参数进行控制调。本文注浆对象为粒径较大的砂砾材料,渗透系数大,故根据扩散半径经验值为0.8~1m,本设计取大值r=1.0m。
(2) 孔位布置
注浆孔的布置是根据浆液的注浆有效范围,且应相互重叠,是被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体的原则决定的。设计中需要计算的参数有:灌浆孔距L、最优排距Rm和最大灌浆有效厚度Bm。
本文以竖碑大桥为例,介绍孔位布置计算方法。如图1所示,L为灌浆孔距,r为浆液扩散半径,b为单排孔灌浆体的厚度。则灌浆孔距L、最优排距Rm和最大灌浆有效厚度Bm厚的理论计算公式如下:
(1)
(2)
(3)
其中,r为扩散半径,b为灌浆体的厚度,N为布置注浆孔排数。
为施工方便起见,可先按经验确定孔距L(r
布置三排注浆孔,最优排距和最大灌浆有效厚度分别按下列理论公式计算:
=1.66m;=4.64m
图1孔位布置图
(3) 注浆压力的确定
注浆压力Pe注浆是指不会使地表产生变化和邻近结构物受到影响前提下可能采用的最大压力。注浆压力值与地层土的密度、强度和初始应力、钻孔深度、位置及灌浆次序等因素有关,宜采用现场注浆试验来确定。也可以用理论公式或经验值确定容许注浆压力值,如砂土中的经验值为0.2~0.5MPa。砂砾地基容许注浆压力经验公式[4]为:
(4)
式中,Pe―容许注浆压力(×105Pa)
T―地基覆盖厚度(m)
C―与注浆期次有关的系数,第一期孔c=1.0,第二期孔c=1.25,第三期孔c=1.5
K―与注浆方式有关的系数,自上而下时K=0.8, 自下而上时K=0.6
λ―与底层性能相关的系数,可在0.5~1.5之间选择,松散时取低值
h―地面到注浆段的深度
以本设计为例,注浆长度为5m,每段1.5m,最上一段为2m,孔深5.5m,分两期自下而上注浆,则第一期孔的第一段参数为c=1,T=0.5m,K=0.6,λ=1,h=5.5m,计算得容许注浆压力Pe=1×(0.75×0.5+0.6×1×5.5)=3.675×105Pa。同理可得其他段的注浆压力见表2。
表2 注浆压力计算结果
注浆分段 每段长度/m h值/m 注浆压力/MPa
一期孔 二期孔
第一段 1.5 5.5 0.368 0.478
第二段 1.5 4.0 0.278 0.358
第三段 2.0 2.5 0.188 0.238
(4) 注浆量的确定
在正常情况下理论上注入的浆量,应充填到颗粒之间的孔隙中。砂砾土质条件下注浆所需的浆液总用量Q可参照下式计算[5]:
Q=KVn (6)
式中,K―经验系数(细沙K=0.3~0.5,中粗砂K=0.5~0.7,砂砾K=0.7~1.0);
V―注浆对象的土量;
n―土的孔隙率。
K为与浆液损耗系数和填充系数有关的经验系数,一般土颗粒越大、结构越松散、布桩排数越少时,其取值越大。本次设计背填料为相对密实的砂砾土,含有一定量的细颗粒,且为多排桩布置,综合考虑经验系数K可取低值0.7,n取0.3,每孔注浆体积V=πr2h=3.14×1×5.0=15.7m3,则:Q=0.7×15.7×0.3=3.297m3。
5、工程注浆效果
工程于2012年9月完成注浆施工,并采用复注法和变形观测法检验注浆处治效果。在注浆范围内重新钻了两孔进行压力注浆,发现可注浆量均较小,约为邻近注浆孔的10%,说明此次注浆比较充分。注浆完成后,在台后引道路面上共设5个沉降点进行变形观测。由观测数据发现,离桥台最近的1#监测点沉降2mm,2#和3#监测点基本没有沉降,而远离注浆区的4#、5#监测点反而有微弱抬升的趋势。分析原因,主要是因为两次观测时间分别为11月中旬和3月末,气温较低,路堤受冻胀抬升;相反,注浆区受冻胀影响很小,说明浆液与土体形成的注浆体能有效防止雨水的冻融破坏,同时,路堤承载能力明显提高,达到了控制沉降的目的,注浆效果良好。
参考文献:
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浅析锅炉爆管的形成原因及预防措施
裴建国 安春荣
白城市特种设备检验中心 137000
白城市特种设备检验中心镇赉检验所 137300
摘要:锅炉运行过程中发生的爆管原因非常多。其中有水质控制不严,造成管内结垢,引起钢材过热而爆破;有的由于司炉工操作失误,超温超压,超过钢材的强度,而引起的爆破;造成锅炉汽水循环的破坏,而引起的爆破等。不管是何种原因引起的锅炉钢管爆破,锅炉钢材金属内部的组织均发生了很大变化。本文就这个方面进行论述,从中找出解决和预防的措施。
关键词:锅炉爆管 高温 原因 分析
一、引言
锅炉的安全是直接影响人们和企业的重要因素。锅炉压力容器质量能不能有保障关系到工作安全问题,当锅炉运行过程中,由于水质标准、水循环、机械损伤、生火速度、吹灰、管材质量、给水温度、给水导管位置等原因导致炉管、过热器、省煤器管、空气预热器管爆破的发生,出现安全生产事故。本文主要以锅炉爆管事故当中存在的问题进行分析和探讨。
二、锅炉使用金属材质的分析
任何金属在长期高温条件下工作,不但会发生蠕变、断裂和应力松驰等形变过程,而且还会发生一些组织和性能的变化和其他损坏。这一点和室温下使用的钢材不同。在室温条件下,钢的组织和性能较稳定,不随时间而改变。金属(主要指的是钢)在高温下长期运行中发生的组织变化主要有。
(一)、珠光体的球化和碳化物聚集
珠光体球化会使钢的蠕变极限和持久强度下降。珠光体球化对钢材的高温机械性能影响是很大的,它会加快金属在高温下蠕变速度,加快钢材的破坏。
(二)、金属的石墨化
渗碳体是一个不稳定的化合物,它在适当的条件下会发生分解而形成奥氏体和石墨或铁素体和石墨。在正常的室温下,这一过程实际上是不进行的,但它随着温度的升高而急剧加速。石墨化将大大降低机械性能。石墨在基础组织中可以认为是孔洞和裂缝,所以大大削弱钢材的机械性能,使钢材的强度极限,工作韧性大大下降,从而使钢材脆性增加。
(三)、高温造成合金元素的重新分配
由于锅炉上的钢材在长期高温条件下,除了会发生珠光体球化和石墨化现象外,还会发生合金元素从固溶体中逐渐向炭化物扩散,使炭化物中的合金元素逐渐增多,引起合金元素的重新分配。合金元素的重新分配,会使钢材的高温机械性能发生变化,从而使该材料在该温度下强度极限降低约一半。
三、锅炉爆管的原因分析
(一)、管路长期过热爆管
是金属长时间在应力和超过其额定温度条件下导致的管子爆破,其超过的温度水平一般在钢的临界点Ac1以下。所以,长期过热爆管是一个缓慢的过程,长期地由于蠕变变形而使管子爆破。
1、破口的宏观分析
破口并不大,断面粗糙而不平整,破口边缘呈钝边,并不锋利,破口附近有许多平行于破口的管子轴向裂纹,由于在长期高温下运行,所以在破口外表面上出现一层较厚的氧化皮,这些氧化皮很脆,容易剥落。管子在长期过热爆破前,由于过热,温度提高,加快了蠕变速度,又加上受到内压――切向应力作用,使管子胀粗,管径增大,管壁减薄,当超过一定极限时,管子发生爆破。
2、长期过热爆管的微观特征
长期过势爆管它的温度应在材料的再结晶温度以上(因为在此温度以上钢材才能产生蠕变)。管子胀的越粗,强度下降越大。
(二)、管路短期过热爆管
短期过势爆管,是金属在短时间内,由于温度升高,管子金属在高温下被内部介质的压力作用而很快爆破,这种爆破往往是一个突发过程,所以在爆破口的变形量、形状及内部组织上也有所不同。这种破口张开很大,呈喇叭状,破口边缘锐利,减薄较多,断裂面较为光滑,呈撕裂状,破口附近管子胀粗较大,对水冷壁管而言,由于汽水混合物急速冲击,内壁显得十分光洁,外壁一般呈蓝黑色。破口附近没有众多的平行于破口的轴向裂纹。短期过热爆管主要分为:短期直接过热爆管、管下腐蚀鼓包而引起的爆管和瞬时过热爆管三种。
1、短期直接过热爆管
管子破口极大,呈不规则的菱形,边缘极其锐利,管径相对变形很大,并且在离破口较远处管径也有不同程度的变形。金相组织:珠光体已有一定程度的球化,但其球状渗炭体并未脱离出原珠光体区域,铁素体晶粒严重地沿爆管方向拉长。
2、管路垢下腐蚀而引起的鼓包变形爆管
这种爆破,是由于管内结垢,导热性差,造成钢材的局部过热,而产生爆破,所以破口较小,破口边缘也锐利、光滑。
(三)、瞬时过热爆管
锅炉水冷壁管,直接受炉膛内火焰的高温辐射,因此运行不正常时,为管子堵塞,水循环不良,严重缺水等,管子的局部地区过热温度很高,而造成水冷壁管的瞬时爆破。它的特征是:破口呈喇叭状,破口边缘锋利,破口处管壁减薄很多,有的破口边缘厚度仅为0.2mm,靠近破口处管壁是突然减薄,为韧性断口。
四、锅炉爆管的预防措施
(一)、加大检修管理力度,制定实施防磨计划
施工人员要充分利用大、小修对受热面管道进行宏观检查,坚持“逢停必检”原则,掌握金属长期运行中的性能规律,发现和消除金属事故的隐患。对高温腐蚀、磨损、胀粗、鼓包、应力集中等情况加强检查,发现问题及时彻底地处理。加强金属监督和化学分析,对热负荷较集中部分采取割管检查和化学分析,对易结焦、易磨损、吹灰器易吹薄的部位进行侧厚检查,对过热器、再热器等易超温的部位进行金相分析。加强受热面附件的检查,如防磨瓦、管排卡子和护体铁,整理管排严防形成烟汽走廊。对检修焊口做好无损探伤检验,把好焊接质量控制关。
压力管道施工属于特种设备制造安装,通常在压力管道中输送的介质往往都具有易燃、易爆等特点,为保证管道今后正常生产中的安全,防止事故发生,施工质量受人机料法环测几个因素,其中检验(检测)控制对压力管道施工至关重要。
在本项目中施工过程中,既有压缩空气管道、二氧化碳管道,又有氧气管道和天然气管道,本文重点介绍氧气管道和天然气管道的安装施工过程中原材料、半成品检验控制(不含施工后期管线的打压试验部分)希望今后安装压力管道项目的质量控制工作能更有效地开展。
1 现场压力管道的概述
该项目项目压力管道情况:压缩空气为0.8MPa,GC3类;二氧化碳为0.4MPa,GC3类;氧气为1.2MPa,分别GC2类;天然气为0.15 MPa,GC2类。压力管道的作业一般都在室外,环境条件较差,但质量控制要求较高。
1 压缩空气管道、二氧化碳管道为非可燃流体介质、无毒流体介质,设计压力小于4.0 MPa且设计温度小于400 0C的管道,属于GC3类,它在压力管道中安全危险性较低。
2 氧气管道为非可燃流体介质,设但设计压力大于 1. 0MPa 的管道,属于GC2 类,容易发生燃爆事故,安全危险性较大。
3 天然气管道为可燃流体介质,设计压力小于4.0 MPa且设计温度小于400 0C的管道,属于GC2 类,容易发生燃爆事故,安全危险性较大。
2 现场的施工检验条件控制
2.1 条件控制的定义
1 根据TSG Z0004-2007 《特种设备安装改造维修质量保证体系基本要求》施工检验与试验条件控制包括检验与试验场地、环境、温度、介质、设备(装置)、工装、试验载荷、安全防护、试验监督和确认等。
2 根据TSG D3001-2009 《压力管道安装许可规则》的要求,管理人员中需要设置质量保证工程师和质量控制系统责任人员,要有与相适应的安装技术人员,检测人员;压力管道安装需要确保现场试验和检验检测的条件;压力管道安装需要项目检验检测的需要,配备理化检验设备与相应的检测仪器。
2.2 条件控制的重点分析
压力管道的过程施工检验伴随施工的全周期,其中施工检验最为重要环节在于管材阀门进场检验、管道焊接及检验,对于管线的试验本文其中氧气管道特点:管材、阀门都需要酸洗脱脂,除去铁屑,油污,我们在检验前,特别要注意禁油。
2.3 条件控制的主要内容
2.3.1 管材阀门、预制管道检验场地环境
压力管道检验场地及环境要符合所从事的检验项目的要求和特点。
1 由于存在GC2类氧气、天然气管道,氧气管道的特点,选择阀门检验场地时避开钢结构、管道预制区,钢筋加工区等产生大量金属屑渣的区域。
本项目阀门检验设在甲方管材、阀门仓库内,第一确保试验设备的安全,第二确保阀门运输方便。
2 由于预制管道检验需要使用探伤,尽量远离办公区域,保证场地足够空旷,便于检验时安全管理。
本项目管道预制现场设在距办公区域300米以外的地方,紧邻安装施工队伍材料堆场。由于材料堆场24小时有人看护,也确保如果有探伤,确保有人安全巡护。
2.3.2 管材阀门检验的温度及介质
从事压力管道的检验温度一般和大多数其他检验的要求温度一致,在一些天气条件恶劣的地方,一般涉及会考虑温度对管道影响,对管道采取保护,因此我们还是在常温考虑检验。
检验介质根据设计要求及相应规范来选择,一些特殊介质的可能要求管道内无水或对水的要求比较高,比如液氮管线,液氮管线温度极低,对管线无水要求很高。因此在这类管线的阀门检验时使用水压,此外在温度较低地区内的阀门存水在夜间会出现“冻结”现象,一定要注意将水除去再安装。
本项目氧气管道的阀门出场时已脱脂用氮气打压,天然气管道管件阀门不做特殊要求,和CQ2管线,压缩空气管线上用的阀门使用水压。
2.3.3 检验设备(装置)、工装、试验载荷
检验的设备(装置)、工装、试验载荷应根据TSG D3001-2009 《压力管道安装许可规则》的要求以及设计、施工的需要,注意的是为了方便检验,可以自行制作一部分工装,但是自行工装的制作、使用要符合本单位压力管道质保手册和相应管理程序的要求。本项目的工装依照本单位压力管道管理程序,工装设备目前在设备使用有效期以内,建立台账,安排专人每月维护检查。
2.3.4 检验的安全防护、试验监督和确认
检验的安全防护、试验监督和确认应严格安装施工方案、质量计划进行,本项目编制了压力管道施工方案以及质量计划来保障施工的安全防护、试验监督和确认。
3 现场的施工检验状态控制
3.1 状态控制的定义
根据TSG Z0004-2007 《特种设备安装改造维修质量保证体系基本要求》施工检验与试验状态控制包括合格、不合格、待检的标示控制。
3.2 状态控制的重点分析
质量计划根据施工工序的专业检验按重要程度划分为三类控制:检查点、审阅点、停点。状态控制的重点在于停点,是压力管道安装过程中必须暂时停下来由指定责任人指定部门授权代表进行见证和检验的工序,未经确认签字,此点就不能继续,以此来验证认定工序合格,否则要造成返工或不可弥补的质量损失或事故的工序点。本项目的施工期间停点设在阀门检验、管材检验以及管道检验的状态控制。这两个检验为状态控制的重点控制内容。
Abstract: The construction of drainage works as a construction project works, the installation of their systems, construction technology and quality control in the contents of the building works occupies an extremely important position, this paper combination of practical work experience, the use of the building to the drainage design principles, on the main points of the building water supply and drainage system installation and construction technology, civil water supply and drainage system installation and construction techniques are discussed.
Keywords: water supply and drainage system, installation techniques, construction points
中图分类号: TL353+.2 文献标识码: A 文章编号:
随着建筑科学以及相关的技术不断的发展,相关的生产工艺的不断改进和提高,使用者对给排水工程的设计施工、后期维修以及管理的要求也就越来越高。给排水系统安装的该工程质量的将会直接对日后的使用产生极大的影响,为使系统达到优质高效,低能耗运行的目的,除了要对其进行合理的设计外,还应确保建筑中给排水系统充分的发挥其安全、稳定、高效的功用,确保建筑物的施工功能,因此,建筑给排水系统的安装施工技术及其质量控制极其重要。
1.施工前期的技术要点
1.1管理统筹方面的技术要点
⑴施工图纸的会审是施工准备阶段的重要技术工作,是建筑工程建设的基本要求,目的是避免施工图纸出现差错,作用是确保工程质量和施工顺利进行,降低建设生产成本。因此,在施功开展之前的准备阶段,应加强对设计施工图纸的审核;安装的各专业技术人员在接到技术图纸之后,应进行认真学习,熟悉详细的设计内容,了解建筑相关结构,明确技术要点特点,领会设计意图,掌握施工情况,并对有效的施工方法和可行的技术措施进行规划;同时,在审核图纸时,应尽量全面快速地发现图纸中存在的各种问题,以便设计人员对审图时所提出问题做出修改和补充。⑵应加强土建专业及安装专业的技术配合,保证结构工程质量,满足对隐蔽安装中技术和质量的要求,准确预留孔洞的位置及大小,避免出现错误的孔洞,浪费人员材料,节约施工单位的资金投入。⑶应坚持御座样板的原则,对卫生间等涉及管道较多的空间应预先做好样板,经确认无误后再指导大面积施工。
1.2审核进场材料方面的技术要点
为保证安装工程乃至整个工程的质量,应严把材料进场关,针对每批进场材料,施工单位的相关质检人员必须对进场材料的品种规格,外观色泽等进行验收。具体来说,就是要求材料包装完好,表面无划痕及外力冲击破损;各种管材应保证外观光滑,色泽均匀,管道的壁厚和圆度应达到设计标准;最后应查验政府主管部门颁发的使用许可证,生产厂商出具的产品合格证,质量验收报告等质量证明文件,确认符合验收规范要求后应予以签认;材料进场后,按相关的规定对进场的材料和配件进行抽样送检,检验不合格的材料坚决不得用于工程当中。
2.施工中管理以及安装的技术要点
2.1预防排水管道堵塞的技术要点
排水管道堵塞是建筑安装工程施工中比较常见的质量问题,也是安装专业与土建施工专业难以精确配合的主要问题。土建专业与安装专业交叉施工时,经常出现管道被堵塞的情况,这种情况在卫生间的排水管口与地漏施工中尤为严重。应采取以下措施进行改善:⑴由于建筑结构需要原因,应根据规范要求在乙字管的上部设检查口便于检修。⑵排水管道安装时,应暂不连接埋地排出管与立管,在立管检查口管插端用托板或其他方法支牢,并及时补好立管穿二层的楼板洞,待确认立管固定可靠后拆除临时支撑物。在土建装修基本结束后,对底层及二层以上管道作灌水试验检查,证实各管段畅通,然后将检查口管与底层排出管连接。⑶排水管道施工中,待分段进行排水管道灌水试验合格后,在放水过程中如发现排水流速缓慢时,说明该管段内有堵塞,应及时查明管段被堵塞部位,并将垃圾、杂物等清理干净。⑷为了保证楼面地漏及屋面管口免受杂物等掉入排水管内所有地漏及伸出屋面的透气管、雨水管口应及时用水泥砂浆封闭,防止管道堵塞。⑸卫生器具就位时,先拆除排水管口的临时封闭件,检查管内有无杂物,并把管口清理干净。⑹排水栓、地漏等处存水弯塞头在交叉施工中暂不封堵,待通水试验前冲洗后再行安装。⑺在工程竣工验收前,还必须按规范对室内排水管道作通水能力试验。
2.2防止管道周边渗漏的技术要点
排水管常用的硬聚氯乙烯管,其特点是内外壁表面光洁度较高,穿过楼层的结合部因与混凝土结合不好,因而出现管外漏水的现象。应采取如下技术措施:预先在立管结合部作好记号,刷上一层塑料粘结剂,待外表面形成溶结层时,滚上中砂,使其凝固后在塑料管外形成粗糙表面,然后再树管并用细石混凝土吊模;使用止水环,将止水环固定在立管上后打入混凝土中,增加结合面和泄漏水的爬行距离,以达到较好的水密作用。
2.3为坐便器排水口的预留的技术要点
当前坐便器的型号规格较多,下排水口的位置要求不同,施工中应选择合理的位置以便适应多数居民的要求,否则完工后很难改变。避免出现坐便器排水口距墙面距离不够,难以选择便器的问题。应综合厂家的产品样本,考虑排水口距墙面的距离以及装修前的墙面的距离,满足用户需求
2.4给水管道的安装技术要点
⑴给水管道安装前应复测地沟,中和考虑放空和管道运行的工艺需要,保证支架符合管道安装的相关数据符合图纸和有关规范的要求。⑵安装施工过程中及完工后,应按时做好各种施工技术资料的签证记录,对埋设的管道,应办理隐蔽工程验收,做好相关工程记录,相关技术资料均应整理存档。⑶穿过建筑结构的管道,均应加装保护套管,管道和套管之间应用阻燃材料填塞。⑷管道安装工作如有间断,应及时封闭入承口的深度不敞开的管口。
结束语:
由于建筑给排水设施与人们生活工作关系密切,因此,优质的及排水安装施工质量和科学的管理是保障管网系统高效安全运行的必要条件,同时,为了满足给排水工程施工技术要求,提高施工质量,相关的技术人员应及时改进和弥补设计施工中的某些不足,这就需要施工人员不断学习,提高自身的技术素质,保证工程的质量安全,稳定灵活,满足建筑给排水的发展需要。通过这样的努力,才能保证安装工程的质量,建筑给排水技术的发展做出努力。
中图分类号:TU99文献标识码: A
1.市政给排水管道基础施工基本要求
(1)管道安装前,宜将管节、管件按施工方案的要求摆放,摆放的位置应便于起吊及运送。起重机下管时,起重机架设的位置不得影响沟槽边坡的稳定。起重机在架空高压输电线路附近作业时,与线路间的安全距离应符合电业管理部门的规定。管道应在沟槽地基、管基质量检验合格后安装。安装时宜自下游开始,承口应朝向施工前进的方向。
(2)金属管、化学建材管及管件吊装时,应采用柔韧的绳索、兜身吊带或专用工具;采用钢丝绳或铁链时不得直接接触管节。管节堆放宜选用平整、坚实的场地。堆放时必须垫稳,防止滚动,堆放层高可按照产品技术标准或生产厂家的要求。使用管节时必须自上而下依次搬运。
(3)化学建材管节、管件贮存、运输过程中应采取防止变形措施。长途运输时,可采用套装方式装运,套装的管节间应设有衬垫材料,并应相对固定。严禁在运输过程中发生管与管之间、管与其他物体之间的碰撞。管节、管件运输时,全部直管宜设有支架,散装件运输应采用带挡板的平台和车辆均匀堆放,承插口管节及管件应分插口、承口两端交替堆放整齐,两侧加支垫,保持平稳。管节、管件搬运时,应小心轻放,不得抛、摔、拖管以及受剧烈撞击和被锐物划伤。管节、管件应堆放在温度一般不超过40℃,并远离热源及带有腐蚀性试剂或溶剂的地方,室外堆放不应长期露天曝晒。堆放高度不应超过2.0m,堆放附近应有消防设施。
(4)橡胶圈贮存、运输、贮存的温度宜为-5~30℃,存放位置不宜长期受紫外线光源照射,离热源距离应不小于1m;不得将橡胶圈与溶剂、易挥发物、油脂或对橡胶产生不良影响的物品放在一起;在贮存、运输中不得长期受挤压。
(5)管渠施工应按现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141)的相关规定执行。管道各部位结构和构造形式、所用管节、管件及主要工程材料等应符合设计要求。管节和管件装卸时应轻装轻放、运输时应垫稳、绑牢、不得相互撞击,接口及钢管的内外防腐层应采取保护措施。
2.市政给排水管道基础施工技术措施
(1)采用原状地基施工:原状土地基层部超挖或扰动时应按有关规定进行处理。岩石地基局部超挖时,应将基底碎渣全部清理,回填低强度等级混凝土或粒径10~15mm的砂石回填夯实。原状地基为岩石或坚硬土层时,管道下方应铺设砂垫层。管节下人沟槽时,不得与槽壁支撑及槽下的管道相互碰撞;沟内运管不得扰动原状地基。合槽施工时,应先安装埋设较深的管道,当回填土高程与邻近管道基础高程相同时,再安装相邻的管道。管道安装时,应将管节的中心及高程逐节调整正确,安装后的管节应进行复测,合格后方可进行下一工序的施工。管道安装时,应随时清除管道内的杂物,暂时停止安装时,两端应临时封堵。雨期施工应采取合理缩短开槽长度,及时砌筑检查井,暂时中断安装的管道及与河道相连通的管口应临时封堵;已安装的管道验收后应及时回填。制定槽边雨水径流疏导、槽内排水及防止漂管事故的应急措施。刚性接口作业宜避开雨天,冬期施工不得使用冻硬的橡胶圈。地面坡度大于18%,且采用机械法施工时,应采取措施防止施工设备倾翻。安装柔性接口的管道,其纵坡大于18%时;或安装刚性接口的管道,其纵坡大于36%时,应采取防止管道下滑的措施。压力管道上的阀门,安装前应逐个进行启闭检验。钢管内、外防腐层遭受损伤或局部未做防腐层的部位,下管前应修补,修补的质量应符合有关规定。露天或埋设在对橡胶圈有腐蚀作用的土质及地下水中的柔性接口,应采用对橡胶圈无不良影响的柔性密封材料,封堵外露橡胶圈的接口缝隙。管道保温层的施工应在管道焊接、水压试验合格后进行。法兰两侧应留有间隙,每侧间隙的宽度为螺栓长加20~30mm。保温层与滑动支座、吊架、支架处应留出空隙。硬质保温结构,应留伸缩缝。施工期间,不得使保温材料受潮。保温层伸缩缝宽度的允许偏差应为±5mm。
(2)非永冻土地区,管道不得铺设在冻结的地基上;管道安装过程中,应防止地基冻胀。
(3)混凝土基础施工:平基与管座的模板,可一次或两次支设,每次支设高度宜略高于混凝土的浇筑高度。平基、管座的混凝土设计无要求时,宜采用强度等级不低于C15的低坍落度混凝土。管座与平基分层浇筑时,应先将平基凿毛冲洗干净,并将平基与管体相接触的腋角部位,用同强度等级的水泥砂浆填满、捣实后,再浇筑混凝土,使管体与管座混凝土结合严密。管座与平基采用垫块法一次浇筑时,必须先从一侧灌注混凝土,对侧的混凝土高过管底与灌注侧混凝土高度相同时,两侧再同时浇筑,并保持两侧混凝土高度一致。管道基础应按设计要求留变形缝,变形缝的位置应与柔性接口相一致。管道平基与井室基础宜同时浇筑;跌落水井上游接近井基础的一段应砌砖加固,并将平基混凝土浇至井基础边缘。混凝土浇筑中应防止离析;浇筑后应进行养护,强度低于1.2MPa时不得承受荷载。
(4)砂石基础施工:铺设前应先对槽底进行检查,槽底高程及槽宽须符合设计要求,且不应有积水和软泥。柔性管道的基础结构设计无要求时,宜铺设厚度不小于100mm的中粗砂垫层;软土地基宜铺垫一层厚度不小于150mm的砂砾或5~40mm粒径碎石,其表面再铺厚度不小于50mm的中、粗砂垫层。柔性接口的刚性管道的基础结构,设计无要求时一般土质地段可铺设砂垫层,亦可铺设25mm以下粒径碎石,管道有效支承角范围必须用中、粗砂填充插捣密实,与管底紧密接触,不得用其他材料填充。
3.市政给排水管道基础施工质量控制标准
(1)主控项目:原状地基的承载力符合设计要求。检查方法:观察、检查地基处理强度或承载力检验报告、复合地基承载力检验报告。混凝土基础的强度符合设计要求。检验数量:混凝土验收批与试块留置按照现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141)执行。检查方法:混凝土基础的混凝土强度验收应符合现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107)的有关规定。砂石基础的压实度符合设计要求或《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268)的规定。检查方法:检查砂石材料的质量保证资料和压实度试验报告。
(2)一般项目:原状地基、砂石基础与管道外壁间接触均匀,无空隙。检查方法:观察,检查施工记录。混凝土基础外光内实,无严重缺陷;混凝土基础的钢筋数量、位置正确。检查方法:观察,检查钢筋质量保证材料,检查施工记录。管道基础的允许偏差应符合表1的规定。
结语
给排水工程施工质量的控制,是各阶段、各专业、各单位的综合协调的控制,是对执行设计图纸、施工规范、施工组织设计的控制。只有对各阶段、各专业、各单位的综合协调,对设计图纸、施工规范、施工组织设计执行的有效控制,才能有效地控制施工工质量,保证工程质量。
1.市政给排水管道基础施工基本要求
(1)管道安装前,宜将管节、管件按施工方案的要求摆放,摆放的位置应便于起吊及运送。起重机下管时,起重机架设的位置不得影响沟槽边坡的稳定。起重机在架空高压输电线路附近作业时,与线路间的安全距离应符合电业管理部门的规定。管道应在沟槽地基、管基质量检验合格后安装。安装时宜自下游开始,承口应朝向施工前进的方向。
(2)金属管、化学建材管及管件吊装时,应采用柔韧的绳索、兜身吊带或专用工具;采用钢丝绳或铁链时不得直接接触管节。管节堆放宜选用平整、坚实的场地。堆放时必须垫稳,防止滚动,堆放层高可按照产品技术标准或生产厂家的要求。使用管节时必须自上而下依次搬运。
(3)化学建材管节、管件贮存、运输过程中应采取防止变形措施。长途运输时,可采用套装方式装运,套装的管节间应设有衬垫材料,并应相对固定。严禁在运输过程中发生管与管之间、管与其他物体之间的碰撞。管节、管件运输时,全部直管宜设有支架,散装件运输应采用带挡板的平台和车辆均匀堆放,承插口管节及管件应分插口、承口两端交替堆放整齐,两侧加支垫,保持平稳。管节、管件搬运时,应小心轻放,不得抛、摔、拖管以及受剧烈撞击和被锐物划伤。管节、管件应堆放在温度一般不超过40℃,并远离热源及带有腐蚀性试剂或溶剂的地方,室外堆放不应长期露天曝晒。堆放高度不应超过2.0m,堆放附近应有消防设施。
(4)橡胶圈贮存、运输、贮存的温度宜为-5~30℃,存放位置不宜长期受紫外线光源照射,离热源距离应不小于1m;不得将橡胶圈与溶剂、易挥发物、油脂或对橡胶产生不良影响的物品放在一起;在贮存、运输中不得长期受挤压。
(5)管渠施工应按现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141)的相关规定执行。管道各部位结构和构造形式、所用管节、管件及主要工程材料等应符合设计要求。管节和管件装卸时应轻装轻放、运输时应垫稳、绑牢、不得相互撞击,接口及钢管的内外防腐层应采取保护措施。
2.市政给排水管道基础施工技术措施
(1)采用原状地基施工:原状土地基层部超挖或扰动时应按有关规定进行处理。岩石地基局部超挖时,应将基底碎渣全部清理,回填低强度等级混凝土或粒径10~15mm的砂石回填夯实。原状地基为岩石或坚硬土层时,管道下方应铺设砂垫层。管节下人沟槽时,不得与槽壁支撑及槽下的管道相互碰撞;沟内运管不得扰动原状地基。合槽施工时,应先安装埋设较深的管道,当回填土高程与邻近管道基础高程相同时,再安装相邻的管道。管道安装时,应将管节的中心及高程逐节调整正确,安装后的管节应进行复测,合格后方可进行下一工序的施工。管道安装时,应随时清除管道内的杂物,暂时停止安装时,两端应临时封堵。雨期施工应采取合理缩短开槽长度,及时砌筑检查井,暂时中断安装的管道及与河道相连通的管口应临时封堵;已安装的管道验收后应及时回填。制定槽边雨水径流疏导、槽内排水及防止漂管事故的应急措施。刚性接口作业宜避开雨天,冬期施工不得使用冻硬的橡胶圈。地面坡度大于18%,且采用机械法施工时,应采取措施防止施工设备倾翻。安装柔性接口的管道,其纵坡大于18%时;或安装刚性接口的管道,其纵坡大于36%时,应采取防止管道下滑的措施。压力管道上的阀门,安装前应逐个进行启闭检验。钢管内、外防腐层遭受损伤或局部未做防腐层的部位,下管前应修补,修补的质量应符合有关规定。露天或埋设在对橡胶圈有腐蚀作用的土质及地下水中的柔性接口,应采用对橡胶圈无不良影响的柔性密封材料,封堵外露橡胶圈的接口缝隙。管道保温层的施工应在管道焊接、水压试验合格后进行。法兰两侧应留有间隙,每侧间隙的宽度为螺栓长加20~30mm。保温层与滑动支座、吊架、支架处应留出空隙。硬质保温结构,应留伸缩缝。施工期间,不得使保温材料受潮。保温层伸缩缝宽度的允许偏差应为±5mm。
(2)非永冻土地区,管道不得铺设在冻结的地基上;管道安装过程中,应防止地基冻胀。
(3)混凝土基础施工:平基与管座的模板,可一次或两次支设,每次支设高度宜略高于混凝土的浇筑高度。平基、管座的混凝土设计无要求时,宜采用强度等级不低于C15的低坍落度混凝土。管座与平基分层浇筑时,应先将平基凿毛冲洗干净,并将平基与管体相接触的腋角部位,用同强度等级的水泥砂浆填满、捣实后,再浇筑混凝土,使管体与管座混凝土结合严密。管座与平基采用垫块法一次浇筑时,必须先从一侧灌注混凝土,对侧的混凝土高过管底与灌注侧混凝土高度相同时,两侧再同时浇筑,并保持两侧混凝土高度一致。管道基础应按设计要求留变形缝,变形缝的位置应与柔性接口相一致。管道平基与井室基础宜同时浇筑;跌落水井上游接近井基础的一段应砌砖加固,并将平基混凝土浇至井基础边缘。混凝土浇筑中应防止离析;浇筑后应进行养护,强度低于1.2MPa时不得承受荷载。
(4)砂石基础施工:铺设前应先对槽底进行检查,槽底高程及槽宽须符合设计要求,且不应有积水和软泥。柔性管道的基础结构设计无要求时,宜铺设厚度不小于100mm的中粗砂垫层;软土地基宜铺垫一层厚度不小于150mm的砂砾或5~40mm粒径碎石,其表面再铺厚度不小于50mm的中、粗砂垫层。柔性接口的刚性管道的基础结构,设计无要求时一般土质地段可铺设砂垫层,亦可铺设25mm以下粒径碎石,管道有效支承角范围必须用中、粗砂填充插捣密实,与管底紧密接触,不得用其他材料填充。
3.市政给排水管道基础施工质量控制标准
(1)主控项目:原状地基的承载力符合设计要求。检查方法:观察、检查地基处理强度或承载力检验报告、复合地基承载力检验报告。混凝土基础的强度符合设计要求。检验数量:混凝土验收批与试块留置按照现行国家标准《给水排水构筑物工程施工及验收规范》(GB50141)执行。检查方法:混凝土基础的混凝土强度验收应符合现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107)的有关规定。砂石基础的压实度符合设计要求或《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268)的规定。检查方法:检查砂石材料的质量保证资料和压实度试验报告。
(2)一般项目:原状地基、砂石基础与管道外壁间接触均匀,无空隙。检查方法:观察,检查施工记录。混凝土基础外光内实,无严重缺陷;混凝土基础的钢筋数量、位置正确。检查方法:观察,检查钢筋质量保证材料,检查施工记录。管道基础的允许偏差应符合表1的规定。
结语
给排水工程施工质量的控制,是各阶段、各专业、各单位的综合协调的控制,是对执行设计图纸、施工规范、施工组织设计的控制。只有对各阶段、各专业、各单位的综合协调,对设计图纸、施工规范、施工组织设计执行的有效控制,才能有效地控制施工工质量,保证工程质量。
一、热力管道设计中存在的问题
对热力管道设计的时候,尤其需要注意热胀冷缩的情况,为保证热力管道在平稳运行中的安全性,并且控制热力管道在热胀冷缩的情况下所产生的应力,就需要充分考虑到补偿管道由于受热所出现的伸长情况。但是在设计的过程中经常会出现规范不明确的情况,并且还可能出现细节描述不详细的情况,这样情况的出现也给热力管道的设计人员对热力管道应力的计算以及布置造成了一定的困难。下面具体分析热力管道设计中存在的问题:
1、固定热力管道之间的跨距问题。在进行热力管道设计的过程中需要注意固定管道之间的跨距需要执行管道固定支架间距确定的原则,即:管道的热伸长量要在补偿器允许的补偿量的范围内;要尽量避免热力管道出现纵向弯曲的情况。
2、不同补偿器的选用。在对某热电厂原有管道进行设计的过程中,通常选用的补偿器为1.6兆帕的轴向型补偿器,并且按照间隔43.88米使用固定支架,同时,所使用的补偿器一般都是1.6TN300X6型的,其轴向补偿量仅仅为1.50cm,所以需要做一个非常长的补偿器,但是所选用的补偿器其内压推力就为140160牛顿,这个推力很大,这就造成对支架的要求有所提高。
二、分析影响热力管道支架位移的因素
1、膨胀弯的设置。通常,为了吸收管道在受热过程中的膨胀量,热力管道在安装时会设置大量的膨胀弯(文中所提膨胀弯均指π型膨胀弯),其设置方案在管道应力计算时统一考虑。一般情况下,在直管段以30~50m的间隔设置一个膨胀弯为宜,间隔过小则浪费材料,增加施工成本,也容易造成压力及温度的损失;间隔过大则导致支架位移量较大,容易造成支架受力较大甚至滑落。
2、固定支架的设置。固定支架的设置是热力管道安装的重中之重,若设置不当或未设置极易导致管道支架滑落等事故的发生。固定支架起到将管道膨胀量分段控制的作用,避免整段管道的膨胀量集中到一起,它与膨胀弯共同控制管道的热位移,两者相辅相成,缺一不可。在管道投用前,必须严格检查固定支架的设置是否合理,安装和固定是否严格遵循要求,否则极易导致管道支架整体滑落的事故。
3、导向支架。导向支架是控制管道位移方向的一类支架,通常在蒸汽管道进汽轮机前的一段上使用,用于控制管道向指定方向膨胀,避免机组与管道间产生过大的应力,引起机组振动过大。
4、滑动支架。滑动支架主要用来支撑管道,并随着管道膨胀做自由运动。支架预偏移量的控制就是针对滑动支架而言的,因为它随着管道移动,所以一旦其位移量过大,就会导致支架从管廊上滑落,酿成事故。
5、不同材质管道的热膨胀。管道支架的位移主要受管道热膨胀的影响,不同材质的管道,其在不同温度下的热膨胀系数均不同,因此热膨胀量也就不一样。
三、热力管道安装的基本要求
1、 热力管道通常采用架空或地沟敷设,为了便于排水和放气,管道安装时应设坡度,室内0.002,室外0.003,蒸汽管道的坡度应和介质流向相同,以避免噪声。每段管道最低点应设放水装置,最高点应设排气装置。与管道共设的蒸汽管道,常年或季节性连续供热的可不设坡度。但应装疏水装置,疏水器应装在管道的最低点,冷凝水容易集结的地方,流量孔板的前面。
2、补偿器竖直安装时,如管道输送的是热水,应在补偿器的最高点安装放气阀,最低点装放水阀,如果输送的是蒸汽,应在最低点装疏水器或防水阀。
3、两个补偿器之间(一般20--40m)以及每一个补偿器的两侧,应设置固定支架,两个固定支架之间应设导向支架。补偿器第一个支架应为活动支架,不设置导向支架和固定支架。
4、管道的底部应用点焊的形式装上高滑动托架,托架高度稍大于保温层的厚度。安装托架两侧的导向支架时要使滑槽与托架之间有3--5mm的间隙。
5、安装导向支架和活动支架的托架时,应考虑支架中心与托架中心一致,不能使活动支架热胀后偏移,靠近补偿器两侧的几个支架安装时应装偏心,其偏心的长度应是该点距固定点的管道热伸量的一半。偏心的方向都应以补偿器的中心为基准。
6、弹簧支架一般应装在有垂直膨胀伸缩而无横向膨胀伸缩之处,安装时必须保证弹簧能自由伸缩,弹簧吊架一般安装在垂直膨胀的横向、纵向均有伸缩处,吊架安装时,应偏向膨胀方向相反的一边。
四、热力管道支架设计与安装的要点
1、固定支架的设置。固定支架设计的最基本原则是:两个膨胀弯之间有且仅有一个固定支架。一般来说,固定支架的位置设置在两个膨胀弯的中间,其安装必须保证与管道紧密连接,不得发生相对运动。
2、滑动支架的位移方向。膨胀弯、固定支架均确定以后,需要判断各个膨胀弯之间的管道支架的位移方向。
3、热力管道支架间距与安装方式
3.1滑动导向支架。滑动导向支架用于只允许有轴向位移的场合,其对水平摩擦力无严格限制。热力管道滑动导向支架安装时,管托中心应向管道膨胀方向相反的方向偏移1/2位移量;支架采用焊接制作,其中:管托与管道间满焊级指示;支架在管道中安装时应严禁在距离支架50mm以内的管道上设置焊口;管架制作安装完后,涂二道防锈底漆,二道面漆。
3.2滑动支架。滑动支架属活动支架中的一种,用于承受管道垂直荷载并允许有水平位移,其对水平摩擦力无严格限制。各材料规格、要求可按照上述滑动导向支架中的规定;其安装参考图与滑动导向支架相同,仅没有其中的导向角钢C。
3.3固定支架。固定支架用于管道不允许有任何位移的的场合;采用焊接制作,管托与管架、管托与管道间均满焊;管架制作安装完后,涂二道防锈底漆,二道面漆;
3.4波纹膨胀器
3.4.1波纹膨胀器的选用:波纹膨胀器的强度较弱,补偿能力小,轴向推力大 。一般在管径较大,压力较低的场合采用;波纹膨胀器只发生轴向变形,所受应力两头大、中间小,中部随时有向侧面变形的倾向。每个波的补偿量一般只有5―20mm左右,故膨胀器的波一般为4个左右,最多不超过6个。波纹膨胀器管口的周长允许偏差:
当DN>1000mm时,为±6mm;
当DN≤1000mm时,为±4mm;
波顶直径偏差为±5mm;
3.4.2波纹膨胀器的安装:波纹膨胀器在安装时应进行预拉或预压,其值为管道补偿量的一半。波纹膨胀器的预拉,应分2-3次进行,作用力应逐渐增加,尽量保证波节的园周面受力均匀。
结束语
随着社会的进步、经济的发展,我国石油、化工、火力发电和冶金等工业均迅速发展,在实际工程中,作为管道支撑结构的管道支架使用越来越普遍。作为使用数量多、分布范围广的特种结构,管道支架结构设计的合理性、安装的科学性均具有重要意义。在设计中需要按照具体情况选用合适的管架型式并合理计算其预偏移量,以保证热力管道的安全使用。
参考文献:
0.引言
压力管道是指管内或管外承受压力,内部输送 “可能引起燃爆或中毒”的介质的管道。焊接是压力管道安装的主要控制内容,是质量形成过程中的关键工序,焊接质量的好坏直接影响着工程的竣工验收和系统的安全运行。
1.施工人员组织
施工单位必须取得相关压力管道安装的许可证,具备压力管道安装要求的能力,有与安装工作相适应的专业人员,其中质检人员和焊工必须取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书。
2.施工机具准备
2.1焊机电源及焊机的选择
电弧能否稳定的燃烧是获得优良焊接接头的主要因素,电弧稳定燃烧时焊接电源的基本要求:①具有合适的外特性;②具有适当的空载电压;③具有良好的动特性;④具有良好的调节特性。选择电焊机时应当根据电焊机的主要用途,电源电压,功率以及焊接材料的特性进行。
2.2焊接设备的管理
用于焊接的设备有电弧焊机,氩弧焊机,焊条烘干箱、保温桶等,在确定设备的基础上,对焊接设备按《设备控制程序》进行控制,并有完好和专管标识。同时,对每台设备的性能和能力进行检查,每台用于检测焊接设备的电流表、电压表均须完好,准确,可靠,并有周检合格标识。
3.施工中的材料准备
焊接材料是压力管道焊接质量的基本保证条件,压力管道用焊材经检查、验收合格后,方能登记入库。企业应设焊材一级库,项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、去湿的必要条件,入库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备,设备上的各种仪表应在周检期内使用。现场焊条烘干,应有专人负责,详细记录烘干的温度和时间,填写《焊条(剂)烘干与恒温存放记录》。根据领料单发放焊材,详细填写《焊材领用和发放记录》,焊工每次领用的焊条应放在保温桶内,每只筒只能领用同一牌号的焊条,以防错用,且数量不应超过3Kg,存放时间不应超过4h,逾期应重新进行烘干,重复烘干次数不得超过两次。
4.压力管道的焊接方法和工艺
4.1焊前技术准备工作
焊接前编制压力管道焊接作业指导书,进行焊接工艺评定和填写焊工工艺卡。焊接技术人员应当根据工程概况,编制焊接作业指导书,拟定技术措施,制定焊接方案。凡施焊单位首次采用的钢种、焊接材料和工艺方法,必须进行焊接工艺评定,用以评定施焊单位是否有能力焊出符合产品技术条件所要求的焊接接头,验证施工单位制定的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据,应在工程焊接之前完成。归档的焊接工艺评定报告应包括下列内容:①焊接工艺评定任务书;②焊接工艺评定指导书;③施焊记录;④焊接工艺评定报告;⑤附件:管材,焊材质保书或复验报告,外观检查记录,无损检测报告,物理性能试验报告(包括拉伸、弯曲、冲击韧性、金相等),热处理报告。
当评定不合格时,应分析原因,并修正不合理的参数,重新拟定工艺后,再进行评定,直到合格为止。最后完成的焊接工艺评定报告,经施焊单位技术总负责人审批后,编制“焊接工艺卡”,用于生产中指导焊接工作。
4.2压力管道焊接方法和工艺
4.2.1采用氩弧焊打底,电弧焊填缝和找补
氩弧焊即氩气保护焊,可以获得良好的焊接接头,返修率低,易于保证工程质量,目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢和合金钢焊接接头的根部焊道焊接。电弧焊即手工电弧焊,是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。电弧焊是适应性很强的焊接方法,可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接,是压力管道焊接中的主要焊接方法。
4.2.2焊接工艺
(1)打底:选用氩弧焊打底,由下往上施焊,点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。整个底层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿。氩弧打底必须先用试板试焊,检查氩气是否含有杂质。氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。以防刮风影响焊缝质量。底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨,严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接,以防产生裂纹。
(2)中层施焊:底部施焊完后,清除熔渣,飞溅物,并进行外观检查,发现隐患必须磨透清除后重焊,焊缝与母材交接处一定清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开不小于10mm,该层选用焊条直径为Φ3.2(焊条材料和直径根据管材的材质和规格来确定),假如工程中管壁厚度为9mm时,焊缝层数选用底、中、面共三层。中层焊缝厚度应为焊条直径的0.8~1.2倍,运条选用直线型。严禁在焊缝的焊接层表面引弧。该层焊接完毕,将熔渣、飞溅物清除后进行检查,发现隐患必须铲除后重焊。
(3)盖面:该层选用焊条直径为Φ3.2。焊接时视其焊缝已焊厚度而选用。每根焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开,严禁在中层焊缝表面引弧,该盖面层焊缝应表面完整,与管道圆滑过渡,焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm,焊缝加强高度为1.5-2.5mm,焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅等。不得出现大于0.5mm深度,且总长不大于该焊缝总长10%的咬边,焊接完毕,清理熔渣后,用钢丝刷清理表面,并加以覆盖,以免在保温、防腐前出现锈蚀。
(4)焊缝焊接过程中,设专人记录,对每个焊缝的材质,管道规格,焊接过程中的电压、电流、时间,焊工编号及姓名,外界温度,焊前预热及焊后热处理进行详细记录。焊缝焊接完毕后,对焊缝进行编号,在每道焊缝处都加盖焊工钢印号,以便后期检查及对焊工进行考核。
(5)压力管道焊接完毕后,对所有焊缝进行外观检查,检查完毕后按比例进行无损检测,无损检测包括焊缝表面无损检测和焊缝内部无损检测。当抽样检测时,对每一位焊工所焊焊缝按规定的比例进行抽查。
5.焊接的环境
施焊环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。施焊环境要求要有适宜的温度、湿度、风速,才能保证焊缝获得良好的外观和内在质量,具有符合要求的机械性能与金相组织。因此施焊环境应符合下列规定:
5.1焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当环境温度低于施焊材料的最低允许温度时,应根据焊接工艺评定提出预热要求。
5.2焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当超过规定值时,应有防风设施。①手工电弧焊、埋弧焊、氧乙炔焊
5.3焊接电弧1m范围内的相对湿度应不大于90%(铝及铝合金焊接时不大于80%)。
5.4当焊件表面潮湿,或在下雨、刮风期间,焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时,不得进行施焊作业。
6.结束语
压力管道的质量控制是环环相扣的,只有认真按照规范、规程进行操作,人尽其责、物尽其用,遵循实事求是的工作思想才能最终取得良好的施工质量。
0 引言
压力管道是指管内或管外承受压力,内部输送 “可能引起燃爆或中毒”的介质的管道。焊接是压力管道安装的主要控制内容,是质量形成过程中的关键工序,焊接质量的好坏直接影响着工程的竣工验收和系统的安全运行。
1 施工人员组织
施工单位必须取得相关压力管道安装的许可证,具备压力管道安装要求的能力,有与安装工作相适应的专业人员,其中质检人员和焊工必须取得质量技术监督部门颁发的特种作业人员资格证书。
2 施工机具准备
2.1 焊机电源及焊机的选择
电弧能否稳定的燃烧是获得优良焊接接头的主要因素,电弧稳定燃烧时焊接电源的基本要求:①具有合适的外特性;②具有适当的空载电压;③具有良好的动特性;④具有良好的调节特性。选择电焊机时应当根据电焊机的主要用途,电源电压,功率以及焊接材料的特性进行。
2.2 焊接设备的管理
用于焊接的设备有电弧焊机,氩弧焊机,焊条烘干箱、保温桶等,在确定设备的基础上,对焊接设备按《设备控制程序》进行控制,并有完好和专管标识。同时,对每台设备的性能和能力进行检查,每台用于检测焊接设备的电流表、电压表均须完好,准确,可靠,并有周检合格标识。
3 施工中的材料准备
焊接材料是压力管道焊接质量的基本保证条件,压力管道用焊材经检查、验收合格后,方能登记入库。企业应设焊材一级库,项目部设焊材二级库。一级库应具有保温、去湿的必要条件,入库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备,设备上的各种仪表应在周检期内使用。现场焊条烘干,应有专人负责,详细记录烘干的温度和时间,填写《焊条(剂)烘干与恒温存放记录》。根据领料单发放焊材,详细填写《焊材领用和发放记录》,焊工每次领用的焊条应放在保温桶内,每只筒只能领用同一牌号的焊条,以防错用,且数量不应超过3kg,存放时间不应超过4h,逾期应重新进行烘干,重复烘干次数不得超过两次。
4 压力管道的焊接方法和工艺
4.1 焊前技术准备工作
焊接前编制压力管道焊接作业指导书,进行焊接工艺评定和填写焊工工艺卡。焊接技术人员应当根据工程概况,编制焊接作业指导书,拟定技术措施,制定焊接方案。凡施焊单位首次采用的钢种、焊接材料和工艺方法,必须进行焊接工艺评定,用以评定施焊单位是否有能力焊出符合产品技术条件所要求的焊接接头,验证施工单位制定的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据,应在工程焊接之前完成。归档的焊接工艺评定报告应包括下列内容:①焊接工艺评定任务书;②焊接工艺评定指导书;③施焊记录;④焊接工艺评定报告;⑤附件:管材,焊材质保书或复验报告,外观检查记录,无损检测报告,物理性能试验报告(包括拉伸、弯曲、冲击韧性、金相等),热处理报告。
当评定不合格时,应分析原因,并修正不合理的参数,重新拟定工艺后,再进行评定,直到合格为止。最后完成的焊接工艺评定报告,经施焊单位技术总负责人审批后,编制“焊接工艺卡”,用于生产中指导焊接工作。
4.2 压力管道焊接方法和工艺
4.2.1 采用氩弧焊打底,电弧焊填缝和找补
氩弧焊即氩气保护焊,可以获得良好的焊接接头,返修率低,易于保证工程质量,目前已普遍用于质量要求较高的碳素钢和合金钢焊接接头的根部焊道焊接。电弧焊即手工电弧焊,是利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔化的焊接方法。电弧焊是适应性很强的焊接方法,可在室内或野外高空进行平、横、立、仰全位置焊接,是压力管道焊接中的主要焊接方法。
4.2.2 焊接工艺
4.2.2.1 打底:选用氩弧焊打底,由下往上施焊,点焊起、收尾处可用角磨机打磨出适合接头的斜口。整个底层焊缝必须均匀焊透,不得焊穿。氩弧打底必须先用试板试焊,检查氩气是否含有杂质。氩弧施焊时应将焊接操作坑处的管沟用板围挡。以防刮风影响焊缝质量。底部焊缝焊条接头位置可用角磨机打磨,严禁焊缝底部焊肉下塌、顶部内陷。并应及时进行打底焊缝的检查和次层焊缝的焊接,以防产生裂纹。
4.2.2.2 中层施焊:底部施焊完后,清除熔渣,飞溅物,并进行外观检查,发现隐患必须磨透清除后重焊,焊缝与母材交接处一定清理干净。焊缝接头应与底层焊缝接头错开不小于10mm,该层选用焊条直径为φ3.2(焊条材料和直径根据管材的材质和规格来确定),假如工程中管壁厚度为9mm时,焊缝层数选用底、中、面共三层。中层焊缝厚度应为焊条直径的0.8~1.2倍,运条选用直线型。严禁在焊缝的焊接层表面引弧。该层焊接完毕,将熔渣、飞溅物清除后进行检查,发现隐患必须铲除后重焊。
4.2.2.3 盖面:该层选用焊条直径为φ3.2。焊接时视其焊缝已焊厚度而选用。每根焊条起弧、收弧位置必须与中层焊缝接头错开,严禁在中层焊缝表面引弧,该盖面层焊缝应表面完整,与管道圆滑过渡,焊缝宽度为盖过坡口两侧约2mm,焊缝加强高度为1.5-2.5mm,焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅等。不得出现大于0.5mm深度,且总长不大于该焊缝总长10%的咬边,焊接完毕,清理熔渣后,用钢丝刷清理表面,并加以覆盖,以免在保温、防腐前出现锈蚀。
4.2.2.4 焊缝焊接过程中,设专人记录,对每个焊缝的材质,管道规格,焊接过程中的电压、电流、时间,焊工编号及姓名,外界温度,焊前预热及焊后热处理进行详细记录。焊缝焊接完毕后,对焊缝进行编号,在每道焊缝处都加盖焊工钢印号,以便后期检查及对焊工进行考核。
4.2.2.5 压力管道焊接完毕后,对所有焊缝进行外观检查,检查完毕后按比例进行无损检测,无损检测包括焊缝表面无损检测和焊缝内部无损检测。当抽样检测时,对每一位焊工所焊焊缝按规定的比例进行抽查。
5 焊接的环境
施焊环境因素是制约焊接质量的重要因素之一。施焊环境要求要有适宜的温度、湿度、风速,才能保证焊缝获得良好的外观和内在质量,具有符合要求的机械性能与金相组织。因此施焊环境应符合下列规定:
5.1 焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当环境温度低于施焊材料的最低允许温度时,应根据焊接工艺评定提出预热要求。
5.2 焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当超过规定值时,应有防风设施。①手工电弧焊、埋弧焊、氧乙炔焊<8m/s;②氩弧焊、二氧化碳气体保护焊<2m/s。
5.3 焊接电弧1m范围内的相对湿度应不大于90%(铝及铝合金焊接时不大于80%)。
5.4 当焊件表面潮湿,或在下雨、刮风期间,焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时,不得进行施焊作业。
6 结束语
压力管道的质量控制是环环相扣的,只有认真按照规范、规程进行操作,人尽其责、物尽其用,遵循实事求是的工作思想才能最终取得良好的施工质量。
Abstract: with the development of society, people's living standards improve continuously, and comfortable living environment and high quality way of life is becoming the People's Daily life basic requirements. And with people to comfort the improvement of housing demand, the domestic engineering construction industry gradually fierce competition between, engineering construction quality become the industry competition in main competition base, and plumbing installation as influence the comfort of important living environment, and in the whole construction process in an important position. Plumbing installation as and civil engineering supplement each other construction link, pursue high quality plumbing installation, not only is the whole construction process of the necessary quality assurance link, but also prevent and reduce project due to the quality problem of the accidents advantageous safeguard. This article through to the present construction of plumbing installation common problems and discusses the common fault analysis, and then proposes corresponding prevention measures and methods.
Key words: plumbing installation; Engineering quality; Plumbing problems; Prevent measures
中图分类号:O213.1文献标识码:A 文章编号:
二十一世纪以来,随着人们生活水平的大幅度提高,人们对于日常生活质量也有了新的要求,开始对居住环境的舒适程度有了进一步要求。伴随着国内建筑工程行业之间的竞争越演越烈,建筑工程质量上也有了整体的提高,特别是对于给排水、供暖、消防、通风等直接影响居民居住舒适程度的工程,在激烈的竞争下也有了新的施工要求和施工标准。然而,水暖安装工程作为土建工作及墙体建筑等施工主要工作的后续工程,在与土建工程一同进行的时候,仍然存在重视程度不够等问题。其实作为工程后续工作,水暖安装工程是一项比较复杂而且繁琐的工程,一旦出现问题,往往导致整个工程的调整,出现“牵一发而动全身”的效果。所以,在当前新的形势下,为了全面提高建筑工程施工的质量,在水暖安装环节的质量提高是必不可少的。
一、水暖安装工程中常见的问题通病
1、室内安装工程排水管道发生阻塞的问题
室内排水管道阻塞是比较常见的建筑安装工程通病,也是土建施工和管道安装配合过程中比较难以克服的问题。在土建和水暖安装的交叉施工过程中,造成管道阻塞的事例比较多。特别明显的是地漏以及卫生间的排水口。即便在管道安装已经做完,管口业已被水泥砂浆封闭时,又往往遭人为打开,进行水磨石地面的清洗、水泥地面排污等施工工作,导致通畅的管道被破坏掉。
2、水暖设计安装方面的规划不合理
水暖问题作为整个建筑工程的脉络,不仅配合土建工程正常实施,而且关系着工程建筑的整体安全。因此,水暖设计在整个工程设计中要严密而合理,进行系统的划分和科学的设计,还要为可能出现的水暖问题及由其引发的一切安全隐患预先设计好处理办法,确保整个工程建筑的安全。
3、水暖管道噪声问题严重
这里所说的水暖管道噪声是指排水管内产生的管道噪声和水龙头打开时产生的颤动声,即所谓的工程技术声,这种情况对于高级宾馆和高级办公大楼来讲,更是要严格控制的。排水管内的噪音主要发生于立管内,当物体在管内下落时不断发生碰撞或当水量较大时产生气塞效应,引起管内压力波动产生噪声。水龙头打开时产生的振动是由于水管内的残留气体排放时引起的。解决排水管噪音可以选用一种芯层发泡螺旋UPVC管,内螺旋有导流管内流体的作用,使水尽量沿管内壁下落,芯层发泡也有利于降噪,是一种比较理想的管材。另外,球墨铸铁排水管降噪性能优于UPVC管,但其造价较高。给水管应在系统管道最高处设排气阀,注水时应排干净管内空气。
4、水暖设备的安装过程存在问题
随着人们对居住环境和生活质量的要求越来越高,为了追求美观,相关设备大多采用墙、板内暗装,但是其中存在的问题是,设备出现故障后的维修工作很难进行。现在给水管材选用PP-R管和钢塑复合管的较多,PP-R 管耐腐蚀性能好,但是物理冲击性较差,所以在土建施工时,应避免对其破坏。如果采用钢塑复合管,该管材耐腐蚀性较差,安装时应严格按照规范刷漆防腐。无论采用哪种给水管材都应按照施工图铺设,不要任意改动其安装位置,确实需要改动的地方,也要在设计图上标明位置,否则在日后装修中,燃气、空调管等安装时的穿墙凿洞时会破坏暗装的水暖管道。
二、水暖安装问题的原有分析与具体防治措施
水暖安装问题的防治,首先要在思想上有一个高度的重视态度,无论是工程设计、具体施工还是施工管理等,都要做到脚踏实地。在施工前做足准备工作,对工程设计的问题要严格考虑,特别是设计图纸的专业性,要确保各部门施工设计人员都能正确理解施工意图和施工设计。还要对施工中可能出现的问题进行周详的考虑,力争防患于未然。在具体施工中,要建立完善的施工质量管理体系,规划具体的施工安排,做好施工小组负责工作,由专业技术人员统一进行指挥管理,确保施工的专业性与技术性。除此之外,还要严格规范操作流程,对施工人员专业技能的掌握要真实可靠,确保施工的技术质量,还要建立完善的保护措施,防止人为造成的质量问题。另外,针对水暖安装中存在的具体问题进行具体防治,对管道堵塞及采暖问题进行有效地防治处理,具体措施如下:
1、针对管道、洞口和套管等的预埋、预留位置与标高问题的具体措施
(一)原因探讨
此为水暖安装和土建工程相配合的重要环节。预埋预留位置不准确,没有预留。使得在管道安装期间任意凿剔,对结构钢筋与混凝土产生破坏,影响到工程结构安全与工程质量。具体原因分析如下:
1、项目部的领导对于水暖土建关联工作重视程度不够,投入的资金少、人员少,使正常的施工与管理受到影响。
2、水暖安装和土建施工没有进行相应沟通联系,使得土建图纸同专业图纸存在分歧,对具置、预留标高等项上的差别没有及时发现,各自施工,形成返工,致使经济与质量受双重影响。
(二)预防措施
1、专业技术人员一定要把具体操作规程对具体操作人员交代清楚,施工技术的交底工作是把施工前期质量控制工作做好的前提条件。施工交底编排工作施工班组同项目部要进行不同的角度编排,班组的技术交底工作要根据项目部的交底工作进行细化编排。
2、在施工实施之前,项目部应把土建、电气、水暖、空调、通风、消防等各种图纸进行对比研究,若发现有位置标高上的差异时,应联系设计单位进行确认,若问题确实存在,由设计单位进行设计变更,再根据变更后的设计图纸实施施工。
3、为了施工上的方便,水暖图纸可以交给土建专业保管,或者在施工之前,根据图纸把相应的具置、数量、规格、标高制成简图提供给土建专业。
2、解决室内安装工程排水管道发生阻塞的措施
(一)原因探讨。
有的施工人员在屋面的透气管口和雨水斗掉落碎石、木条、砂浆、垃圾等,造成管道的壅堵,轻者要耗工费时进行疏通,重的则要重新凿打混凝土地面,拆除管道二次安装。耗费人工、耗费物料、影响工期。而有的排水管道管腔里边发生部分堵塞,前期没有留意,在通水和试水的过程当中,也没有及时发现,当投入正式使用之后,出现管道的堵塞是必然的,肯定影响到用户正常使用。
(二)预防措施。
为避免联合施工过程中出现的管道壅堵现象,管道安装之前,除了要认真疏通管腔、排除杂物、合理规范地使用排水配件之外,在进行管道安装工作时,要保证坡度,使管道设计符合要求规范的规定;另外,排水管口在使用水泥砂浆封口的正常措施之外,还要采取下列的多种技术举措,以预防管道壅堵:
1、因为建筑结构的需要,立管上有时会安设乙字管,在设置乙字管时,要根据要求,在乙字管上部加设检查口,以方便检修。
2、如果设计上没有具体要求时,要按照施工和验收的规定,在有连接三个以上的卫生器具污水横管时,应当安装有清扫口;要在转角低于135度的污水横管之上,加装清扫口或者是检查口。
3、安装排水管道时,立管和埋地排出管暂时不相互接连。立管检查口的管插处,以托板支撑牢固,及时补好立管穿过二层的板洞,确认立管可靠固定之后,对临时支撑物实行拆除。这个管口要避免作为土建施工的污水排出口。在土建结束后,对底层和二层管道进行灌水实验,然后再用直通套筒把检查口管同底层的排出管相接连。
总结:
人类的进步总是伴随着科学技术的发展,科技的发展促使人们对生活环境的质量有了更高的要求。水暖系统的安装作为建筑工程中的血脉环节,追求高质量、高科技含量、高舒适程度是建筑工程日后的总体发展方向。因此,在我国社会主义市场经济的大趋势下,在建筑工程行业激烈的竞争形势下,加强水暖安装质量,保证水暖系统的正常运行,成为了新时期建筑施工的重点内容。为了确保水暖安装的科学合理和高质量,提高安装人员的专业技能和专业素质、加强建筑施工中水暖设备安装的检查、保证水暖设备的试水试验及其他数据的符合标准、消除建筑中存在的安全隐患,不仅是每个工程建筑人员应有的责任和理念,更是每个市民所要考虑的基本生活条件。因此,在人们生活水平高度提升的今天,探析水暖安装问题的防治问题,无论对土建工程的正常实施,还是对人们日常生活的发展,都具有十分重要的意义。
参考文献:
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中图分类号:S611文献标识码:A文章编号:
前言
蒸汽是石油化工行业中必不或缺的热源,在供给过程中主要通过管道运输,管道的合理设计、布置及现场的正确安装才能保证热力管网的正常安全运行。
蒸汽管道的设计
1.1管道材料选择
蒸汽管道输送饱和或过热蒸汽,温度和压力通常较高,考虑连接方便、能承受较大的内压和动载荷,一般采用无缝钢管、钢板卷焊管。
1.2最大流量测定
在设计时,可根据管道管径确定其相应的最大介质流量。
G=3600× πd 2×ρ×ν
式中4
G ——管道的流量,Kg/h;
d ——管径, m;
ρ——蒸汽密度, Kg/m3;
ν ——蒸汽流速, m/s。
1.3管道壁厚的确定
由于管道内流体压力作用所产生的应力会作用于管壁,所以输送蒸汽的管道必须具有一定的壁厚,否则,将会给以后管网正常运行带来隐患。在工程设计中可通过计算确定管道的理论壁厚,也可根据经验取值。下式是确定蒸汽管道理论壁厚的计算公式
δt
式中 δt ——管道理论计算壁厚,m;
Pd ——管道的计算压力, Mpa;
D0 ——钢管外径, m;
——钢材在计算温度下的基本许用应力, Mpa;
φ ——基本许用应力修正系数(无缝钢管ф=1)。
蒸汽管道的布置
化工装置中管道有多种布置方法,一般在厂房的外面或者沿着装置进行布置,用支架撑在空中,成为管廊。其中蒸汽管道一般布置在第三层。为了在设置π形补偿器的时候方便,一般蒸汽管道应该布置在管廊一侧。π形补偿器一般设置在中间的位置,另外要设置导向架在补偿器的两侧,根据管道的应力来确定导向架和补偿器之间的距离。在计算支架的推力和蒸汽管道的应力的时候,要计算整个蒸汽管道的应力。
蒸汽管道的疏水设计
在开车的时候因为会产生大量的凝液,所以也要设置专门的排液设施。要设置放净阀、集液包等疏水的设施在这些蒸汽管道上。集液包应设置在下列场合:
a,蒸汽主管末端。
b,蒸汽管线的立式π型补偿弯管或立管最低处。
c,蒸汽水平管的低点处。
d,装置边界蒸汽管线切断阀之前。1.6 蒸汽管道的支管设计
蒸汽支管应自主管的顶部接出,支管上的切断阀应安装在靠近主管的水平管段上,不得从用汽要求严格的蒸汽管道上接出支管作其他用途。各分区的消防蒸汽应单独从主管上引出,不允许消防蒸汽和吹扫蒸汽合用一根蒸汽支管。在蒸汽管道的π型补偿器上,不应引出支管,在靠近补偿器两侧的直管段引出支管时,支管不应妨碍主管的变形或位移。
蒸汽管道安装
2.1测量放线
在施工前,工程技术人员要严格按照施工图纸进行测量放线,打好管线走向的重要点。确定好管线的中心位置,转角点需注明角度及切线长。若管道沿线遇到地下隐蔽工程时,放线应在交叉范围两端作出明显标志。
2.2 材料检验
管道安装前要严格按照设计及规范要求对进场材料进行检验验收;钢管内表面光洁,外表面不得有裂缝、折迭、皱折、离层、发纹及结疤等缺陷;管件不应有裂纹、折叠、夹渣、重皮等缺陷,管件的几何尺寸,光洁度应符合设计要求及规范规定;阀门除了具有合格质量证明文件及外观检查外,还要现场进行水压试验抽检,试验合格后及时进行封堵保护阀门的清洁;弹簧支吊架的规格、型号、载荷等标识数据要符合设计要求。
2.3 管道的敷设安装
管道安装的坡向,坡度应符合设计要求,管道的坡高可用支座下的金属垫板调整,但调整合格后必须先焊牢固,管道对口时应检查平直度,在距接口200mm处用钢板尺测量、允许偏差1mm/m,但全长允许偏差为≤10mm,管道连接时不得用强力对口、加热管子、加偏垫或多层垫的方法来消除接口处的空隙,偏差错口及不同心等缺陷。
2.4管道阀门和补偿器的安装
(1)阀门在安装前应按设计图纸核对阀门的规格、型号,介质流向,压力等级操纵杆位置及方向要求。安装焊接阀门时应处在开起状况,螺纹连接的阀门处在关闭状态
(2)管道补偿器的预拉伸前,应具备下列条件:
a. 预拉伸区域内固定支架间所有焊缝(预拉口除外)已焊接完毕,需热处理的焊缝已作热处理,并经检验合格。
b. 预拉区域支、吊架已安装完毕,管子与固定支架已固定。预拉口附近的支、吊架已预留足够的调整裕量,支、吊架弹簧已按设计值压缩,并临时固定,不使弹簧承受管道载荷。
c. 预拉区域内内的所有连接螺栓已拧紧。
d. π形弯制作,应选择在平地上连接。组对尺寸要对称正确。预拉伸允许偏差为±10mm。
2.5 管道支吊架的安装
在安装管道的同时应及时安装管道的支吊架,其基本要求是:型号、位置应正确,安装平整牢固,接触良好。管道其支吊架应朝热位移的反方向安装,距离为热位移值的一半。固定支架的安装应严格按设计要求进行。导向支架,滑动支架的滑动平面应洁净平整,不得有卡死和歪斜现象,其安装位置应从支撑面中心向位移反向偏移,偏移值应为位移值一半,保温层不得妨碍热位移。弹簧支吊架的安装高度应按设计要求调整,并做好记录,其临时固定件在系统运转前安装完毕后拆除。
2.6 管道的水压试验
蒸汽管道及其支架在安装完成后,且除保温、防腐外,已按照设计文件全部完成,安装质量符合有关规定后方可进行水压试验。在温度范围内,蒸汽管线水压试验为设计压力的1.5倍,试压前在管道高点安装排放阀,低点设排液阀。
3.蒸汽管线的水击现象及避免措施
在蒸汽管线停送汽时,有时能听到“咣咣”的声音,这就是水击现象。水击现象是由于介质流动状态忽然改变程,是管内不稳定流动所引起的一种特殊振荡现象。它使蒸汽管道的使用寿命缩短,严重时甚至会造成管道、阀门等设备的破裂损坏。所以在蒸汽管道设计和生产操作过程中要尽可能避免发生水击。一般可通过以下方法避免和减轻水击对蒸汽管道的影响。
(1) 在管道设计安装时,必须使管道具有足够的坡度,并尽可能保持汽、水同向流动。
(2) 在停送汽时,延缓阀门的调节时间,使管内流体的流速变化很小,减小管内流体的不稳定流动。
(3) 合理的管路设计也是避免水击发生的有效措施。
4.结束语
蒸汽管道设计,管件及其附件的选择,补偿器的设置需要严格的应力计算,只有设计合理,在安装过程中管道的预拉伸、管支架的正确安装,才会提高蒸汽管道的工作效率。
参考文献:
李颂妮,张杰,李慧妮,郭宏有.工艺配管简化设计及其应用[j].油气储运,2009,28(6).