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3.电力建设施工及验收技术规范(管道篇)(DL 5031)
本规范是中华人民共和国电力行业标准,内容有总则、术语、管子、管件和管道附件及阀门的检验,管子、管件及管道附件的配制;管道安装,管道系统的试验和清洗以及工程验收。本标准介绍弯管、卷管、支架制作及管道安装技术工艺以及管道系统的试验和清洗,同时应参阅如下标准:弯管弯曲半径应符合设计要求,设计无规定时,弯管的最弯曲半径应符合行业标准DL/T 515《电站弯管》;管子的切割应符合现行的DL 5007《电力建设施工及验收技术规范<火力发电厂焊接篇>》的相应规范。现将总则摘录如下,供参考。
①本规范适用于火力发电厂和热力网的下列管道的配制、施工及验收。
a. 600MW及以下亚临界参数火力发电机组的主蒸汽管道及相应的再热蒸汽管道和主给水管道;
b.火力发电厂范围内的一般性汽水管道、热力网管道和压缩空气管道;
c.施工用临时管道。
②本规范不适用于:
a.铸铁管道;
b.钢筋混凝土管道;
c.有色金属管道(钛、铜等);
d.非金属管道(塑料等);
e.非金属衬里管道;
f.复合金属管道。
③下列各类管道的特殊施工及验收,除遵守本规范技术要求外,还应按照电力建设施工及验收技术规范中有关专业篇的规定执行;
a.汽轮机和发电机本体范围内的各类管道;
b.锅炉本体范围内的各类管道,以及烟、风、煤、燃油、燃气和除灰系统的管道;
c.油管道及水处理的各类管道;
d.制氢、供氢系统的各类管道;
e.热工仪表管道;
f.氧气及乙炔管道。
④进口火力发电机组管道的施工及验收工作,除建造合同中另有具体规定的部分外,应按本规范的规定执行。
⑤电厂管道安装工程,应由具备必要的技术力量、检测手段和管理水平的专业队伍承担施工。
⑥电厂管道施工应按基本建设程序进行,具备下列条件方可施工;
a.计及其技术资料齐全,施工图纸业经会审;
b.电厂管道工程的施工组织设计和施工方案已经编制和审批;
c.技术交底和必要的技术培训与考核已经完成;
d.劳动力、材料、机具和检测手段基本齐全;
e.施工环境符合要求;
f.施工用水、电气等均可满足施工需要。
⑦管子、管件及管道附件的制造质量及选用应符合现行国家或行业(或专业)技术标准。
⑧各类管子、管件及管道附件的保管,应按照现行的SDJ 68《电力基本建设火电设备维护保管规程》及相应的补充规定进行。
⑨各类管道应按照设计图纸施工,如需修改设计或采用代用材料时,必须提请设计单位按有关制度办理。
⑩管道施工中的切割、焊接工作,除按照本规范中有关规定外,还应符合现行的DL 5007《电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)》的相应规定。
⑾管道的保温与涂漆应按照SDJ 245《电力建设施工及验收技术规范(锅炉机组篇)》的规定执行。管道的涂色应按照DL5011《电力施工及验收技术规范(汽轮机机组篇)》的规定执行。
⑿电厂管道施工的安全、环境和防火应按照现行的DL 5009.1《电力建设安全工作规程(火力发电厂部分)》的有关规定执行。
4.船舶压力管系的焊接(中国船级社《材料与焊接规范》1998)
1) 适用范围
①本规定适用于采用手工、自动或半自动电弧焊以及经中国船级社认可的其他方法所焊接的管子对接接头、支管和法兰连接的接头。
②氧-乙炔气体焊仅限用于焊接直径不超过100mm或壁厚不超过9.5mm的管子对接接头。
2) 管子接头的焊接
(1)一般要求
①焊缝应远离管子弯曲处和膨胀补偿部分,焊缝应布置在受弯矩和交变负荷作用最小的位置。
②管系的焊接应尽可能安排在车间里进行。确定在船上进行的焊接,应考虑有足够的空间以进行预热、焊接、热处理和检查焊接接头。
(2)焊接
①装配时,焊件应保证轴向对准,尽可能减少其表面错边。通常Ⅰ类和Ⅱ类管系的对准偏差应不大于以下要求。
a. 对带固定垫环的管子:0.5mm。
b. 对不带固定垫环的管子(t为管壁厚度):
内径小于150mm,厚度不大于6mm时,为1mm或t/4,取较小值;
内径小于300mm,厚度不大于9.5mm时,为1.5mm或t/4,取较小值;
内径大于或等于300mm或厚度超过9.5mm时,为2.0mm或t/4,取较小值;
②施焊前应清除焊缝边缘上的氧化物、潮湿和油污等,焊缝间隙和坡口应符合焊接工艺规程的要求。
③管子接头的预热温度应根据其材料的化学成分和管壁厚度确定。预热温度一般应符合表10的要求。
表10 管接头的预热温度
钢 材 种 类
较厚部分的厚度/mm
最小预热温度/℃
碳钢及碳锰钢(C+Mn/6≤0.40)
≥20①
50
碳钢及碳锰钢(C+Mn/6>0.40)
≥20②
100
0.3Mo
>13③
100
1Cr0.5Mo
<13
100
≥13
150
2.25CrMo及0.5Cr0.5Mo0.25①
<13
150
≥13
200
①对该类材料,如中国船级社对焊接工艺认可中的硬度试验结果认为可以接受,则可免除厚度为6mm及以下的材料的预热。
②对环境温度低于0℃,不论厚度如何,均应按最小预热温度进行预热。特别情况中国船级社将特殊考虑。
③表中数值为低氢的焊接方法。如采用非低氢焊接方法,则应考虑采用较高的预热温度。
④对接头的焊缝与母材的过渡应平缓且均匀。
3) 焊接质量检查
(1)一般要求
①管子焊接后应进行外观检查、无损检测和液压试验。
②液压试验应按中国船级社《钢质海船入级与建造规范》第3篇第2章第5节的规定进行。
(2)外观检查
焊缝表面不应有裂纹、焊瘤、气孔、咬边以及未填满的弧坑和凹陷存在。如有上述缺陷应进行修补。
(3)无损检测
①Ⅰ类受压管系的对接焊缝应按表11的规定进行射线检测;Ⅱ类受压管系的对接焊缝由中国船级社验船师指定位置进行射线检测。射线检测的灵敏度应符合《材料与焊接规范》7.5.4.5的规定。
表11 Ⅰ类受压管系对接焊缝的射线检测范围
管子外径/mm
检测范围
管子外径/mm
检测范围
≤76
由中国船级社验船师指定位置抽查
>76
焊缝100%进行检查
②如用超声波检测代替射线检测,应经中国船级社同意。
③Ⅰ类受压管系的填角焊缝应按表12的规定进行磁粉检测;Ⅱ类受压管系的填角焊缝由中国船级社验船师指定位置进行磁粉检测。
表12 Ⅰ类受压管系填角焊缝的磁粉检测范围
管子外径/mm
检测范围
管子外径/mm
检测范围
≤76
由中国船级社验船师指定位置抽查
>76
焊缝100%进行检查
4) 焊后热处理
①碳钢和碳锰钢钢管及组合分支管。
在下列情况下,应进行焊后消除应力的热处理:
a.钢管和组合分支管的含碳量超过0.23%;
b.钢管和组合分支管的含碳量未超过0.23%,但壁厚超过20mm的Ⅰ类受压管或壁厚超过30mm的Ⅱ类受压管。
②所有合金钢钢管和组合分支管。
在下列情况下,均应进行适当的热处理:
a.用电弧焊连接;
b.经加热成形,或弯管加工的;
c.冷弯成形而弯心半径小于3倍管子外径的(弯心半径从弯管内侧边缘测量)。
③凡采用氧-乙炔气体焊连接的管子,焊后均应进行正火加回火处理,对材料为碳钢或碳锰钢时,亦可采用正火处理。
④碳钢、碳锰钢的消除应力热处理温度为580~620℃;保温时间按每25mm管壁厚度1h选取。合金钢消除应力热处理的温度应根据材料成分确定,并经中国船级社验船师同意。
5. 工业金属管道工程施工及验收规范(管道加工、管道焊接)(GB 5023-1997)
1) 总则
①为了提高工业金属管道工程的施工水平,保证工程质量,制定本规范。
②本规范适用于设计压力不大于40MPa,设计温度不超过材料允许的使用温度的工业金属管道(以下简称“管道”)工程的施工及验收。
③本规范不适用于核能装置的专用管道、矿井专用管道、长输管道。
④管道的施工应按设计文件进行。当修改设计时,应经原设计单位确认,并经建设单位同意。
⑤现场组装的机器或设备所属管道,应按制造厂的技术文件施行,但质量标准不得低于本规范的规定。
⑥管道的施工除应执行本规范的规定外,尚应执行国家现行有关标准、规范的规定。
2) 管道加工
(1)管子切割
①管子切割前应移植原有标记。低温钢管及钛管,严禁使用钢印。
②碳素钢管、合金钢管宜采用机械方法切割。当采用氧-乙炔焰切割时,必须保证尺寸正确和表面平整。
③不锈钢管、有色金属管应采用机械或等离子方法切割。不锈钢管及钛管用砂轮切割或修磨时,应使用专用砂轮片。
④镀锌钢管宜用钢锯或机械方法切割。
⑤管子切口质量应符合下列规定。
a. 切口表面应平整,无裂纹、重皮、毛剌、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。
b. 切口端面倾斜偏差△(见图1)不应大于管子外径的1%,且不得超过3mm。
(2)弯管制作
①弯管宜采用壁厚为正公差的管子制作。当采用负公差的管子制作弯管时,管子弯曲半径与弯管前管子壁厚的关系宜符合表13的规定。
表13 弯曲半径与管子壁厚的关系
弯曲半径R
弯管前管子壁厚
弯曲半径R
弯管前管子壁厚
R≥6DN
1.06Tm
5DN>R≥4R
1.14Tm
6DN>R≥5R
1.08Tm
4DN>R≥3DN
1.25Tm
注:DN-公称直径;Tm-设计壁厚。
②高压钢管的弯曲半径宜大于管子外径的5倍,其他管子的弯曲半径宜大于管子外径的3.5倍。
③有缝管制作弯管时,焊缝应避开受拉(压)区。
④钢管应在其材料特性允许范围内冷弯或热弯。
⑤有色金属管加热制作弯管时,其温度范围应符合表14的规定。
表14 有色金属管加热温度范围
管 道 材 质
加热温度范围/℃
管 道 材 质
加热温度范围/℃
铜
500~600
铝锰合金
<450
铜合金
600~700
钛
<350
铝11~17
150~260
铅
100~130
铝合金LF2、LF3
200~310
⑥采用高合金钢管或有色金属管制作弯管,宜采用机械方法,当充砂制作弯管时,不得用铁锤敲击,铅管加热制作弯管时,不得充砂。
⑦钢管热弯或冷弯后的热处理,应符合下列规定。
a. 除制作弯管温度自始至终保持在900℃以上的情况外,壁厚大于19mm的碳素钢管制作弯管后,应按表15的规定进行热处理。
表15 常用管材热处理条件
管材类别
名义成分
管材牌号
热处理温度
/℃
加热速率
恒温时间
冷却速率
碳素钢
C
10、15、20、25
600~650
当加热温度升至400℃时,加热速率不应大于205×25/T℃/h
恒温时间应为每25mm壁厚1h,且不得小于15min,在恒温期间内最高与最低温差应低于65℃
恒温后的冷却速率不应超过260×25/T℃/h,且不得大于260℃/h,400℃以下可自然冷却
中、低
合金钢
C-Mn
16Mn、16MnR
600~650
C-Mn-V
09MnV
600~700
15MnV
600~700
C-Mo
16Mo
600~650
C-Cr-Mo
12CrMo
600~650
15CrMo
700~700
C-Cr-Mo
12Cr2Mo
700~760
5Cr1Mo
700~760
9Cr1Mo
700~760
C-Cr-Mo-V
12Cr1MoV
700~760
C-Ni
2.25Ni
600~650
3.5Ni
600~630
b. 当表15所列的中、低合金钢管进行热弯时,对公称直径大于或等于100mm,或壁厚大于或等于13mm的,应按设计文件的要求进行完全退火、正火加回火或回火处理。
c. 当表15所列的中、低合金钢进行冷弯时,对公称直径大于或等于100mm,或壁厚大于或等于13mm的,应按表15的要求热处理。
d. 奥氏体不锈钢制作的弯管,可不进行热处理;当设计文件要求热处理时,应按设计文件规定进行。
⑧弯管质量应符合下列规定。
a. 不得有裂纹(目测或依据设计文件规定)。
b. 不得存在过烧、分层等缺陷。
c. 不宜有皱纹。
d. 测量弯管任一截面上的最大外径与最小外径差,当承受内压时其值不得超过表16的规定。
表16 弯管最大外径与最小外径之差
管 子 类 别
最大外径与最小外径之差
管 子 类 别
最大外径与最小外径之差
输送剧毒流体的钢管或设计压力P大于或等于10MPa的钢管
为制作弯管前管子外径的5%
钛管
为制作弯管前管子外径的5%
铜/铝管
为制作弯管前管子外径的5%
输送剧毒流体以外或设计压力P小于10MPa的钢管
为制作弯管前管子外径的8%
铜合金/铝合金管
为制作弯管前管子外径的5%
铅管
为制作弯管前管子外径的5%
e. 输送剧毒流体或设计压力P大于或等于10MPa的弯管,制作弯管前、后的壁厚之差,不得超过制作弯管前管子壁厚的10%;其他弯管,制作弯管前、后的管子壁厚之差,不得超过制作弯管前管子壁厚的15%,且均不得小于管子的设计壁厚。
f. 输送剧毒流体或设计压力P大于或等于10MPa的弯管,管端中心偏差值△不得超过1.5mm/m,当直管长度L大于3m时,其偏差不得超过5mm。其他类别的弯管,管端中心偏差值△(见图2)不得超过3mm/m,当直管长度L大于3m时,其偏差不得超过10mm。
⑨Ⅱ形弯管的平面度允许偏差△(见图3)应符合表17的规定。
表17 Ⅱ形弯管的平面度允许偏差
长度L/mm
<500
500~1000
>1000~1500
>1500
平面度△/mm
≤3
≤4
≤6
≤10
⑩高压钢管制作弯管后,应进行表面无损探伤,需要热处理的应在热处理后进行;当有缺陷时,可进行修磨。修磨后的弯管壁厚不得小于管子公称壁厚的90%,且不得小于设计壁厚。
高压钢管弯管加工合格后,应按规定的格式填写“高压管件加工记录”。
(3)管道焊接
①管道焊接应按5和现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的有关规定进行。
②管道焊缝位置应符合下列规定。
a. 直管段上两对接焊口中心面间的距离,当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm;当公称直径小于150mm时,不应小于管子外径。
b. 焊缝距离弯管(不包括压制、热推或中频弯管)起弯点不得小于100mm,且不得小于管子外径。
c. 卷管的纵向焊缝应置于易检修的位置,且不宜在底部。
d. 环焊缝距支、吊架净距不应小于50mm;需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍,且不得小于100mm。
e. 不宜在管道焊缝及其边缘上开孔。
f. 有加固环的卷管,加固环的对接焊缝应与管子纵向焊缝错开,其间距不小于100mm。加大环距管子的环焊缝不应小于50mm。
③管子、管件的坡口形式和尺寸应符合设计文件规定,当设计文件无规定时,可参照表20的规定确定。
④管道坡口加工宜采用机械方法,也可采用等离子弧、氧-乙炔焰等热加工方法。采用热加工方法加工坡口后,应除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层,并应将凹凸不平外打磨平整。
⑤管道组成件组对时,对坡口及其内外表面进行的清理应符合表18的规定;清理合格后应及时焊接。
表18 坡口及其内外表面的清理
管道材质
清理范围/mm
清 理 物
清 理 方 法
碳素钢
不锈钢
合金钢
≥10
油、漆、锈、毛剌等污物
手工或机械等
铝及铝合金
≥50
油污、氧化膜等
有机溶剂除净油污,倾泻或机械法除净氧化膜
铜及铜合金
≥20
钛
≥50
⑥除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外,不得强行组对。
⑦管道对接焊口的组对应做到内壁齐平,内壁错边量应符合表19的规定。
表19 管道组对内壁错边量
管 道 材 质
内 壁 错 边 量
钢
不宜超过壁厚的10%,且不大于2mm
铝及铝合金
壁厚≤5mm
不大于0.5mm
壁厚>5mm
不宜超过壁厚的10%,且不大于2mm
铜及铜合金、钛
不宜超过壁厚的10%,且不大于1mm
⑧不等厚管道组成件组对时,当内壁错边量超过表19的规定或外壁错边量大于3mm时,应进行修整(见图4)。
⑨在焊接和热处理过程中,应将焊件垫置牢固。
⑩当对螺纹接头采用密封焊时,外露螺纹应全部密封。
⑾对管内清洁要求较高且焊接后不易清理的管道,其焊缝底层应采用氩弧焊施。机组的循环油、控制油、密封油管道,当采用承插焊时,承口与插口的轴不宜留间隙。