高溫管道的一種預(yù)拉伸安裝方法

1、高溫管道的一種預(yù)拉伸安裝方法 【摘 要】高溫管道在運行中由于溫度變化大，會產(chǎn)生較大的熱脹應(yīng)力和變形，對設(shè)備及管道都產(chǎn)生不利影響，此問題要在管道設(shè)計、施工中做好解決的措施，本文結(jié)合工程實例介紹了高溫管道安裝時進行豎向及橫向預(yù)拉伸的方法，來消除管道運行時熱脹冷縮的應(yīng)力。 【關(guān)鍵詞】高溫管道；豎向；橫向；預(yù)拉伸 室溫下安裝的化工管道，在投入運行時，由于工作時的溫度與安裝時的溫度不同，管道的長度就要發(fā)生變化，如允許管道自由變形，則管道中不存在熱脹應(yīng)力。事實上，生產(chǎn)中管道總是由管架支撐且與設(shè)備相連，其產(chǎn)生的熱脹應(yīng)力會使管道變形，從而對設(shè)備的穩(wěn)定安全運行產(chǎn)生影響。所以，對高溫管道在安裝時即采用預(yù)拉伸安裝技

2、術(shù)可有效減小高溫管道的熱脹應(yīng)力和熱脹變形，使管道到投入運行后不會對設(shè)備產(chǎn)生影響。以往工程施工一般采用先使用臨時支架，拉伸完后再割除臨時支架安裝正式支架的方法?，F(xiàn)以某石油化工廠一段高溫管道的安裝為例介紹一種在正式支吊架安裝完成后在再進行拉伸的安裝方法，供此類管道施工參考。 1 工程簡介 某石油化工廠催化裂化裝置的再生器后的旋風(fēng)除塵器出口到煙氣輪機進口的煙氣管道中介質(zhì)溫度高達500700，管外用保溫材料保溫，煙氣輪機出口管道材質(zhì)先為不銹鋼管道，在出口膨脹節(jié)之后為內(nèi)有隔熱耐磨襯里的碳鋼管道。此煙氣輪機的進口管道安裝完投入運行時，即從冷態(tài)到熱態(tài)，溫度變化較大，即會產(chǎn)生橫向熱脹變形和應(yīng)力，也會產(chǎn)生豎向熱

3、脹變形和應(yīng)力（管道布置見圖1）。為消除管道熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力對煙氣輪機的安全運行的影響，需要對此段管道進行預(yù)拉伸，這也是該管道安裝的重要質(zhì)量控制點。 圖1 煙氣輪機進口管道布置示意圖 說明：1.煙氣輪機入口管道分段形式，從旋風(fēng)除塵器出口至煙機入口依次為l1、l2、l3、l4、l5、l6.2.管道上各膨脹節(jié)編號，如圖所示，從旋風(fēng)除塵器開始依次為n1、n2、n3、n4.3.各段管段間組對焊縫編號依次為a、b、c、d、e、f、g、h. 2 管道施工工藝和方法 2.1 管道的施工準(zhǔn)備工作 2.1.1 確定管道安裝基準(zhǔn)線 先確定煙氣輪機入口法蘭中心軸線， 利用經(jīng)緯儀等設(shè)備把入口管道的中心線在平臺上做投影

4、線；以此投影線為中心線，在平臺上畫出距離為入口管道直徑的2條平行線， 此即各段管道的安裝基準(zhǔn)線。 2.1.2 準(zhǔn)備管道安裝用的機具 準(zhǔn)備管道安裝用的電焊機、砂輪磨光機、配電盤等， 吊裝用索具、吊車、手拉葫蘆等， 冷拉伸用的千斤頂、手拉葫蘆等工具。 2.1.3 預(yù)制管段上中心點標(biāo)識 在各預(yù)制好的管段（l1l6）外面打上o、90 、180、270中心樣沖點，用于后續(xù)管道對中及測量水平度、高程的使用。 2.2 管道的正式安裝 此段高溫管道安裝時， 應(yīng)先安裝立管段l2。l2 定位后就能確定l6l3和l1的實際長度，可以同時安裝煙氣輪機入口水平段l6l3、安裝旋風(fēng)除塵器（三旋）到立管l2的l1管段，加快

5、施工進度。 2.2.1 立管段l2的安裝固定 把預(yù)制好的立管段l2就位。通過測量煙氣輪機進口法蘭到立管l2中心線與入口管道中心線在平臺上的投影線相交點的距離來確定l2的位置，此段距離應(yīng)等于設(shè)計圖紙上的長度，調(diào)整l2垂直度以符合設(shè)計圖紙要求。再沿l2管道外表面在南北方向兩側(cè)掛垂線至平臺（垂線應(yīng)經(jīng)過角度樣沖點和膨脹節(jié)n1、n2的兩側(cè)鉸鏈板的中心線）， 與平臺交點應(yīng)在上述1.1中確定的安裝基準(zhǔn)線上 ；如果不相交， 應(yīng)通過調(diào)整立管段的南北位置使之相交。這樣l2的位置就確定了。然后根據(jù)設(shè)計圖紙確定l2上彈簧吊架的吊臂位置，安裝彈簧吊架時要注意膨脹節(jié)兩側(cè)鉸鏈板的方位，不能安錯；還要注意立管l2下管口的高度

6、，要預(yù)留出拉伸量。 2.2.2 各水平管段長度測量 立管段l2定位找正后， 即可通過測量確定旋風(fēng)除塵器出口至l2上口中心點的水平距離l1和垂直距離；復(fù)測立管l2 下口中心點至煙氣輪機入口法蘭面的水平、垂直距離， 減去相應(yīng)位置的冷拉伸預(yù)留長度后， 即可確定各預(yù)制管段的實際長度。根據(jù)設(shè)計計算，管段l2下管口到與l3焊接好的彎頭的上口的垂直方向冷拉伸距離為180mm ，水平管段l6與l5的法蘭之間的冷拉伸距離為150mm。從煙氣輪機入口法蘭逆著煙氣的流向來確定水平各管段的長度（這也是水平管道安裝的方向），l6、l5、l4的長度可按照設(shè)計圖紙給的長度，與l3連接的彎頭的長度一定，對安裝誤差可在管段l3

7、上來調(diào)整，根據(jù)安裝時的實際情況來確定l3的長度。 2.3 煙氣輪機入口管道的安裝 先將煙氣輪機入口配對法蘭安裝把緊， 然后依次安裝、找正、找平管段l6、l5。 應(yīng)注意同時安裝管段l6上的正式吊架和l5的支架，通過調(diào)整正式的支架和吊架來找正找平管道，減少使用臨時支架的情況，這樣既可以節(jié)省材料和人工，也可以加快施工進度。水平度以煙氣輪機入口法蘭水平中心線為基準(zhǔn)進行調(diào)整，使用u形連通管控制，縱向中心位置以兩條煙道外壁安裝基準(zhǔn)線控制。 煙氣輪機入口水平管段l4、l3的安裝固定。管段l4上有煙機入口隔離閥：蝶閥和閘閥，管段l4的蝶閥、閘閥就位安裝時需要與其余管道段現(xiàn)場一起找正、找平，需要用臨時枕木或者型

8、鋼支撐閥門和各管段，調(diào)整各焊口間隙符合焊接要求，然后焊接焊縫d、e、f 、g、h。焊接時要求對稱施焊， 減小焊接應(yīng)力變形，嚴禁強力組對。焊接完后應(yīng)及時安裝正式的吊架和擺動支架，撤除臨時支撐。管段l4應(yīng)達到圖紙給定的長度。 管段l3長度根據(jù)l3與l2的組對情況確定。組對時，應(yīng)使c焊縫對中找平，l3段水平，彎頭與l2下管口的距離為180mm，再安裝導(dǎo)向管托。 l1管段有1個彎頭及多節(jié)短管組成，與設(shè)備出口的連接需要現(xiàn)場組對，根據(jù)實際情況進行調(diào)整，以保證短管的尺寸及焊縫的間隙符合要求。組對好后，可進行焊接。 2.3 管道的冷拉伸 從旋風(fēng)除塵器出口到煙氣輪機入口的管段全部組裝完畢后，下一步工作就是進行管

9、道的預(yù)拉伸。需要注意的是此時管道所有的支架、吊架也應(yīng)安裝完畢，臨時設(shè)施全部拆除。對煙氣輪機進口管道的冷拉伸，應(yīng)在兩處進行拉伸，一處是在焊縫b處的拉伸，稱為豎向拉伸；另一處是管段l6和l5連接法蘭處的拉伸，稱為橫向拉伸。根據(jù)安裝工藝，先進行豎向拉伸，再進行橫向拉伸。 2.3.1 管段l2與l3（焊縫b處）的冷拉伸和組焊。管段l2、l3安裝完畢并對焊縫b處組對間隙檢查合格，在l2和l3相關(guān)位置栓掛手拉葫蘆，把n1、n2、n3膨脹節(jié)上的運輸、吊裝螺栓松開或者拆除， 管段l2的吊架的限位塊抽出，但n4膨脹節(jié)上的運輸?shù)跹b螺栓不動，如圖2（a），上述工作完成后就對l2和l3進行冷拉伸，使管段l2與彎頭之間的間隙符合焊接的要求，呈圖2（b）狀態(tài)，然后點焊固定和焊接。 （a） （b） 圖2 立管段l2與水平管段l3彎頭的冷拉伸和組焊示意 2.3.2 管段l6與l5法蘭處的冷拉伸和組焊。管段l6、l5安裝固定完畢并對兩法蘭之間的間隙檢查合格，松開膨脹節(jié)n4的安裝運輸用的螺栓，采用與豎向拉伸相同方法進行冷拉伸。冷拉合格后就可以連接螺栓。全部冷拉工作完成后，管道的形狀如圖3所示。 圖3 冷拉后 至此，此段高溫管道的預(yù)拉伸安裝工作全部結(jié)束。及時進行管道的清理吹掃工作，使其達到運行的要求。 注意根據(jù)管道材質(zhì)進行焊縫接口的酸洗鈍化處理，管道外部要進行保溫。管道預(yù)制、安裝時要注意及時進行無