蒸汽管道設計、施工通病及解決辦法

摘 要:在蒸汽管道系統(tǒng)的設計和施工過程中,應注意把好管材的檢驗關、試驗關,重視蒸汽管道閥門和管件的選型,保證 管道防腐、保溫合格,蒸汽管道設計應有坡度,接口焊接應符合標準,安裝轉(zhuǎn)彎部分應采用熱煨彎頭,合理設置管道的支、吊、托架等,以杜絕蒸汽管道工程的通病。

關鍵詞:蒸汽管道;設計;施工

蒸汽管道系統(tǒng)使用效果的優(yōu)劣取決于設計、施 工及運行管理。目前,由于蒸汽管道系統(tǒng)從設計到施工通病較多,因而直接影響到工程質(zhì)量的提高及運行后的使用管理和使用效果。下面就蒸汽管道設計安裝應注意的問題及解決辦法進行探討。

1 管材、管件及保溫材料的選擇

1.1 管材的選擇 首先從設計上,按照《管道工程安裝手冊》中對鋼管的一般規(guī)定:鋼管、鋼管件必須具有制造廠的合格證書;按照《小型熱電站實用設計手冊》管道選用規(guī)定:溫度高于200℃,公稱壓力不超過116MPa的介質(zhì),采用無縫鋼管。

然而隨著市場經(jīng)濟的建立和發(fā)展,打破了計劃經(jīng)濟體制的單一模式,同時也給安裝市場帶來了混亂,個別廠家為謀取利潤經(jīng)銷生產(chǎn)偽劣產(chǎn)品,如無縫管有黑線,厚度達不到要求等。濟南 鋼鐵集團總公司(簡稱濟鋼)干熄焦工程D426×13蒸汽管就發(fā)現(xiàn)過此問題,造成管道受力不利。因此,必須把好管材的檢驗關和試驗關。

1.2 蒸汽管道閥門的選型 設計過程中,蒸汽管道閥門的選型必須高度重視。有不少這樣的實例:新安裝的閥門關不嚴,使大量蒸汽泄漏,所以在選擇閥門時,不能單純考慮其價格,更應從其性能參數(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償器,此補償器需不斷更換填料,維護量太大。第二,不宜采用軸向型波紋補償器。軸向型波紋補償器安裝在蒸汽管路上,雖然外形美觀,維護量小,但內(nèi)壓產(chǎn)生的推力太大,造成土建(固定支架)工程造價增高,只是在管徑較粗,建設空間狹窄的情況下才采用此類補償器。第三,在大多數(shù)情況下宜采用方型補償器,此類補償器有以下優(yōu)點:補償量大、推力小,無維護。唯一缺點是占地多。

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行管道保溫,按山東省采暖通風設計規(guī)范《采暖設備安裝圖集》外部架空蒸汽管道采用巖棉保溫。而濟鋼干熄焦工程D426×13蒸汽管道的實際運行證明,巖棉保溫性能不理想,已不適應節(jié)能降耗的要求。

關于保溫材料的選擇應遵循下列原則:

(1)材料的導熱系數(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)具有一定的機械強度。

從第一點分析,根據(jù)導熱系數(shù)方程:

巖棉:Κ=0.037+0.00016tp

硅酸鋁纖維:Κ=0.046+0.00012tp 式中

Κ——保溫材料導熱系數(shù),W󰃗 (m.K);

tp——保溫層表面溫度,℃。

對濟鋼干熄焦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,硅酸鋁纖維屬于導熱系數(shù)小,容重小,耐高溫性能強,并具備一定機械強度的保溫材料。濟鋼干熄焦D426蒸汽管道近4年的運行已證明:巖棉保溫材料機械強度、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)蒸汽管道設計應有坡度,以便排除冷凝水。有許多施工人員對坡度極不重視,認為過熱蒸汽在 輸送過程中不易產(chǎn)生冷凝水,安裝中出現(xiàn)無坡度或干管反坡,若運行中一旦停蒸汽,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準,無焊瘤、咬肉、裂紋、孤坑、夾渣、氣孔等現(xiàn)象。焊接部分必須先按標準要求打坡口,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、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,固定支架十分關鍵,不能與活動支架混淆,否則補償器不起作用,后果嚴重。濟鋼干熄焦工程D426蒸汽管道運行時就因施工過程漏設固定支架,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)合管道保溫厚度設計其管托高度,避免高度過小造成管道移動時保溫材料的破壞。施工時,確�；顒又Ъ芄芡信c支架頂保持平、滑,減少磨擦。

(4)蒸汽管道安裝轉(zhuǎn)彎部分應采用熱煨彎頭。按《動力設施國家標準圖集》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。但多年的實際經(jīng)驗證明,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力最大,變化頻繁,時間一長,焊口部位出現(xiàn)裂縫漏水現(xiàn)象,濟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計合理的彎曲半徑,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

蒸汽管道設計是否合理、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,設計要從現(xiàn)場實際出發(fā),施工要嚴格按規(guī)范要求,徹底杜絕蒸汽管道工程的通病。