热网管道安装工程质量控制

刘永生

【摘 要】本文以架空热网管道安装工程为例，通过对管道安装质量的管理，加强对管道支架预埋台板及滑动支座安装工艺质量控制，严格控制工程材料质量。并通过提高电焊工技术水平和加强对其焊接工艺的控制，提高管道使用寿命。

【关键词】热网工程；管道；焊接；质量

0.引言

2002年，华电能源股份有限公司佳木斯热电厂，两台发电机组分别进行供热机组改造，担负着佳木斯市区供热采暖任务。因此，1000余米Φ920×10的厂区架空热网管道安装工程是整个供热机组改造工程的一个重要环节，其造价高投资大，是一项百年大计工程。安装质量好坏，将关系到全市几十万居民能否安全过冬的国计民生大事。

热网管道安装特点，安装质量要求高，供热时管道及焊口不允许发生失效现象，否则影响市区大网供热或可能在社会上造成负面影响。为保证工程质量，笔者对工程特点进行分析，制定了管道安装及焊接工艺措施，控制各个重要环节，严格按ISO9002认证要求施工，保证了工程质量和工期。管道安装后焊缝经无损检测和工程整体验收，其质量全优。

1.热网管道安装工程特点

1.1安装质量要求高

热网管道直径较大（Φ920×10）而且管道内存水较多，厂内大网管道存水量可达数百吨，而且呈U形状，中间低两边高。若一旦管道低处焊口在-30℃左右的天气因焊接质量问题失效，管内积水无法在短时间内排净，则不能及时用焊接方法修复管道。可能导致市区大网供热系统瓦解，冻坏一些保温性能差的室外分支管道，其后果不堪设想。因此，必须保证工程安装焊接质量，保证焊口与母材达到等强度等性能，延长其管道的使用寿命。防止管道投产运行（数年）后，因焊接质量问题发生焊口失效，造成供热事故。

1.2管道安装难度大

架空热网管道安装结构为高架3排7管排列（如图所示）。由图可见，管道间距紧凑，直径较大，多数管道距离地面8米以上，管道安装为高空作业。外网Φ920×10管子重量大，单管重量近3吨，管子长度12米，而管道混凝土管道支架档距13米，给管道安装带来困难。管道与管道、管道与弯头管径差别较大，且椭圆度较大。安装对口时，多数焊口需要用加热锤击法缩口修复至规定尺寸，浪费大量的人力物力。

2.对电焊工焊接技能控制

工程质量的好坏，焊接质量是关键。焊接质量的好坏，焊工技术水平是关键。Φ920×10等热网工程管道安装，由于焊接时仰焊部位焊缝较长，约为240mm。手工电弧焊仰焊难度最大，最容易产生焊接缺陷，若焊工虽持有大径管合格证，但没有一定的平板仰焊基本功，则不能保证Φ920×10管道仰焊部位的焊接质量。为保证热网工程管道安装焊接质量，对凡是参加热网安装工程焊接的电焊工，进行工程前实际操作技能培训和考核，考核项目为：大径管20G、Φ273×12垂直固定、水平固定；平板Q235，δ12×300×200仰焊。考试采用焊条电弧焊，单面焊双面成型工艺焊接，焊接材料采用E4315电焊条。

3.对工程所使用的材料控制

为保证工程质量，在材料使用方面应严格按ISO9002认证要求使用。管道安装使用前应对所有管子、弯头、支座以及焊接材料进行复查，复查其材质单、产品合格证书。复查合格后对要求二次复检的材料应分别进行复检，既对所用材料按规定比例要求进行抽检，分别进行元素分析和机械性能试验，电焊条应进行工艺性能试验、熔敷金属化学元素分析和机械性能试验。

4.对管道安装工艺质量控制

4.1管道支架预埋台板安装工艺质量控制

为简化管道安装工程施工难度，保证工程安装质量，在混凝土管道支架建造过程中安装预埋台板时，应严格按支架和管道设计要求，将支架预埋台板按管道设计坡度要求，用水准仪操平并直接确定管道坡度并进行固定。为下道的管道安装工序创造有利条件，同时可节省大量操平台板用的不同厚度钢板，也可节省安装工时降低安装成本。

4.2管道滑动支座安装工艺质量控制

管道安装要求滑动支座能够自由滑动。管道安装前，应清除管道支架上的预埋台板上的水泥等脏物，并用角向磨光机打磨抛光。并按设计要求校验管道的滑动支座和固定支座结构尺寸，对尺寸超标者应进行修整，以保证安装工作顺利进行。

为防止管道安装时，滑动支座常会因管道挤碰而改变位置，发生左右移动，而改变管道走向。因此，管道安装时，首先把所有要安装管道的支座按设计要求摆放，用水准仪操平，按管道设计坡度确定各个支座位置，然后将固定支座与台板焊牢，再将滑动支座与台板用两根钢筋左右两侧斜拉焊接固定。管道安完后，应及时将固定滑动支座的斜拉钢筋用气割割掉，并用角向磨光机把割口打磨平整。

4.3 对管道安装工艺控制

由于管道安装属高空作业，管道支架档距13米，管子长度12米，安装时管子一面悬空，给管道安装带来困难。为简化作业难度，提高工作效率，凡Φ920×10管子安装前，可以在地面将2根或3根管子进行组对焊接，使其成为一根长管。然后用1台或2台吊车同时吊起直接放到支座上，再进行对口焊接。

5.对管道安装焊接工艺质量控制

5.1管道安装焊接材料选择

根据焊接材料力学性能可知，酸性焊条与碱性焊条熔敷金属抗裂性能相差较大，E4303电焊条和E4315电焊条熔敷金属冲击韧性（Akv）分别为78.4J和137.2J。由此可见，E4303电焊条熔敷金属的冲击韧性仅为E4315电焊条的57%。为提高管道安装质量，保证管道所有安装焊口都应与母材达到等强度、等性能。管道安装焊接材料选用E4315电焊条。

5.2管道安装对口及焊接质量控制

图1 管道安装示意图（下转第38页）

（上接第17页）管道安装对口时，管道的外壁错口值和焊接角变形（折口）偏差值应符合设计要求，在焊接接头中，角变形和错口都引起附加弯曲应力。在角变形比较大或错口比较严重的接头中，承受拉应力，由于轴线不通过重心，而产生附加弯矩（如图1 所示），在拉力和弯矩共同作用下可能造成接头低应力破坏，降低其焊接接头的承载能力。对口前校验管道、管件管口周长尺寸，尺寸相当的管口应互换配接。对于管口直径误差较大的接头，应采用火焰加热锤击法（缩口）矫正，矫正的管口应缓慢平滑过渡，火焰加热温度控制在500-600℃，火焰加热焰心至工件的距离应在10mm以上；喷嘴的移动速度要稳定，不得在一个位置长期停留，火焰加热时，应注意控制火焰的燃烧状况，防止金属的氧化或增碳。

6.结论

通过对供热机组改造热网工程施工过程中的各个环节的质量控制，并对焊工进行工程前实际操作技能仰焊试板考试，选拔了一批技术水平优良的焊工承担管道焊接任务，同时选用抗裂性能好的J427焊条焊接管道，有效控制管道安装工程的焊接质量。管道安装时通过临时固定滑动支座和在地面将2根或3根管子进行组对焊接，并在混凝土支墩建造过程中安装预埋台板时，管道安装单位通过配合基建单位，将支墩预埋台板按管道设计坡度要求进行固定，提高了管道安装效率和降低了安装成本，同时还保证了管道安装质量。

华电能源股份有限公司佳木斯热电厂供热机组改造，热网管道安装工程通过11年的生产运行，管道数百个安装焊口及管件均无一发生泄漏现象，确保热网管道安装工程安全经济运行。

【参考文献】

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