蒸汽管道設(shè)計(jì)、施工通病及解決辦法
摘 要:在蒸汽管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中,應(yīng)注意把好管材的檢驗(yàn)關(guān)、試驗(yàn)關(guān),重視蒸汽管道閥門和管件的選型,保證 管道防腐、保溫合格,蒸汽管道設(shè)計(jì)應(yīng)有坡度,接口焊接應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn),安裝轉(zhuǎn)彎部分應(yīng)采用熱煨彎頭,合理設(shè)置管道的支、吊、托架等,以杜絕蒸汽管道工程的通病。
關(guān)鍵詞:蒸汽管道;設(shè)計(jì);施工
蒸汽管道系統(tǒng)使用效果的優(yōu)劣取決于設(shè)計(jì)、施 工及運(yùn)行管理。目前,由于蒸汽管道系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到施工通病較多,因而直接影響到工程質(zhì)量的提高及運(yùn)行后的使用管理和使用效果。下面就蒸汽管道設(shè)計(jì)安裝應(yīng)注意的問(wèn)題及解決辦法進(jìn)行探討。
1 管材、管件及保溫材料的選擇
1.1 管材的選擇 首先從設(shè)計(jì)上,按照《管道工程安裝手冊(cè)》中對(duì)鋼管的一般規(guī)定:鋼管、鋼管件必須具有制造廠的合格證書(shū);按照《小型熱電站實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)》管道選用規(guī)定:溫度高于200℃,公稱壓力不超過(guò)116MPa的介質(zhì),采用無(wú)縫鋼管。
然而隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的建立和發(fā)展,打破了計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的單一模式,同時(shí)也給安裝市場(chǎng)帶來(lái)了混亂,個(gè)別廠家為謀取利潤(rùn)經(jīng)銷生產(chǎn)偽劣產(chǎn)品,如無(wú)縫管有黑線,厚度達(dá)不到要求等。濟(jì)南 鋼鐵集團(tuán)總公司(簡(jiǎn)稱濟(jì)鋼)干熄焦工程D426×13蒸汽管就發(fā)現(xiàn)過(guò)此問(wèn)題,造成管道受力不利。因此,必須把好管材的檢驗(yàn)關(guān)和試驗(yàn)關(guān)。
1.2 蒸汽管道閥門的選型 設(shè)計(jì)過(guò)程中,蒸汽管道閥門的選型必須高度重視。有不少這樣的實(shí)例:新安裝的閥門關(guān)不嚴(yán),使大量蒸汽泄漏,所以在選擇閥門時(shí),不能單純考慮其價(jià)格,更應(yīng)從其性能參數(shù)、外觀造型、防腐、材質(zhì)上作綜合分析,以保證質(zhì)量,減少維修損失。
1.3 蒸汽管道管件的選擇 補(bǔ)償器的選擇直接影響工程的質(zhì)量。首先,蒸汽管路上不宜采用套筒補(bǔ)償器,此補(bǔ)償器需不斷更換填料,維護(hù)量太大。第二,不宜采用軸向型波紋補(bǔ)償器。軸向型波紋補(bǔ)償器安裝在蒸汽管路上,雖然外形美觀,維護(hù)量小,但內(nèi)壓產(chǎn)生的推力太大,造成土建(固定支架)工程造價(jià)增高,只是在管徑較粗,建設(shè)空間狹窄的情況下才采用此類補(bǔ)償器。第三,在大多數(shù)情況下宜采用方型補(bǔ)償器,此類補(bǔ)償器有以下優(yōu)點(diǎn):補(bǔ)償量大、推力小,無(wú)維護(hù)。唯一缺點(diǎn)是占地多。
1.4 管道的防腐保溫 管道防腐必須徹底除銹,使管道露出金屬光澤方可刷漆。刷漆表面應(yīng)干燥,禁止一面刷漆一面除銹,油漆必須符合管道的環(huán)境,防止因管道表面溫度高造成新刷漆脫落。管道防腐合格后才能進(jìn)行管道保溫,按山東省采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范《采暖設(shè)備安裝圖集》外部架空蒸汽管道采用巖棉保溫。而濟(jì)鋼干熄焦工程D426×13蒸汽管道的實(shí)際運(yùn)行證明,巖棉保溫性能不理想,已不適應(yīng)節(jié)能降耗的要求。
關(guān)于保溫材料的選擇應(yīng)遵循下列原則:
(1)材料的導(dǎo)熱系數(shù)低;
(2)具有較高的耐熱性,不致由于溫度急劇變化而喪失其原來(lái)的特性;
(3)材料密度小并具有一定的孔隙率;(4)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
從第一點(diǎn)分析,根據(jù)導(dǎo)熱系數(shù)方程:
巖棉:Κ=0.037+0.00016tp
硅酸鋁纖維:Κ=0.046+0.00012tp 式中
Κ——保溫材料導(dǎo)熱系數(shù),W (m.K);
tp——保溫層表面溫度,℃。
對(duì)濟(jì)鋼干熄焦D426蒸汽管道,巖棉Κ為0.057W (m.K),硅酸鋁纖維Κ為0.056W(m.K)。
就耐熱性而言,巖棉保溫適用介質(zhì)溫度小于400℃;硅酸鋁纖維保溫適用介質(zhì)溫度小于1000℃。
就材料容重而言,根據(jù) Χ=G/V 式中
G——保溫
V——材料在自然狀態(tài)下的體積,m3。
硅酸鋁Χ為180kg/m3 ,巖棉Χ為200kg/m3。
上述分析表明,硅酸鋁纖維屬于導(dǎo)熱系數(shù)小,容重小,耐高溫性能強(qiáng),并具備一定機(jī)械強(qiáng)度的保溫材料。濟(jì)鋼干熄焦D426蒸汽管道近4年的運(yùn)行已證明:巖棉保溫材料機(jī)械強(qiáng)度、耐溫一般,現(xiàn)已局部脫落,造成熱能損失。假如選用硅酸鋁纖維保溫,效果會(huì)更好。
2 管道的坡度、接口、支架、彎管的質(zhì) 量控制
(1)蒸汽管道設(shè)計(jì)應(yīng)有坡度,以便排除冷凝水。有許多施工人員對(duì)坡度極不重視,認(rèn)為過(guò)熱蒸汽在 輸送過(guò)程中不易產(chǎn)生冷凝水,安裝中出現(xiàn)無(wú)坡度或干管反坡,若運(yùn)行中一旦停蒸汽,冷凝水局部滯留,再一送汽,產(chǎn)生水擊,將導(dǎo)致管道疲勞,減少壽命。
(2)蒸汽管道接口采用焊接,要求焊縫尺寸符合標(biāo)準(zhǔn),無(wú)焊瘤、咬肉、裂紋、孤坑、夾渣、氣孔等現(xiàn)象。焊接部分必須先按標(biāo)準(zhǔn)要求打坡口,避免焊縫纏繞.但目前施工單位的焊工多數(shù)無(wú)證上崗,造成工程質(zhì)量低劣。所以要求施工單位必須把住質(zhì)量關(guān)、確保管道接口質(zhì)量。
(3)管道的支、吊、托架在熱力系統(tǒng)中起著非常重要的作用。管道的支架有固定支架和活動(dòng)支架,尤其是較大規(guī)格的熱力管道,其推力較大,固定支架十分關(guān)鍵,不能與活動(dòng)支架混淆,否則補(bǔ)償器不起作用,后果嚴(yán)重。濟(jì)鋼干熄焦工程D426蒸汽管道運(yùn)行時(shí)就因施工過(guò)程漏設(shè)固定支架,管道盲板力集中于固定支架附近的管道拐彎處,造成拐彎處管道斷裂。
管道托架即管托制作,必須結(jié)合管道保溫厚度設(shè)計(jì)其管托高度,避免高度過(guò)小造成管道移動(dòng)時(shí)保溫材料的破壞。施工時(shí),確保活動(dòng)支架管托與支架頂保持平、滑,減少磨擦。
(4)蒸汽管道安裝轉(zhuǎn)彎部分應(yīng)采用熱煨彎頭。按《動(dòng)力設(shè)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集》的要求,焊接彎頭、沖壓彎頭均適用于不大于410MPa的蒸汽管道上。但多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明,由于蒸汽管道的熱脹冷縮,沖壓彎頭、焊接彎頭的焊口部位受應(yīng)力最大,變化頻繁,時(shí)間一長(zhǎng),焊口部位出現(xiàn)裂縫漏水現(xiàn)象,濟(jì)鋼的蒸汽管道的沖壓彎頭一般1年一換。采用熱煨彎頭必須設(shè)計(jì)合理的彎曲半徑,不小于315D(D為管道的公稱直徑),如彎曲部位彎扁,橢圓率超差,則內(nèi)壁易出現(xiàn)折皺現(xiàn)象,保證不了工程質(zhì)量。
3 結(jié)束語(yǔ)
蒸汽管道設(shè)計(jì)是否合理、施工質(zhì)量的優(yōu)劣,直接影響工程質(zhì)量的提高,最終體現(xiàn)在運(yùn)行效果和使用壽命上。所以必須本著“用戶至上”的根本原則,設(shè)計(jì)要從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際出發(fā),施工要嚴(yán)格按規(guī)范要求,徹底杜絕蒸汽管道工程的通病。
