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　　二、壓縮機(jī)管道制作

　  (一) 壓縮機(jī)管道概述

　　壓縮機(jī)管道涉及工業(yè)管道的全部三個(gè)等級(jí)。

　　國(guó)家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程——工業(yè)管道》TSG D001按照設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)毒性程度、腐蝕性和火災(zāi)危險(xiǎn)性將其劃分為GC1、GC2、GC3三個(gè)等級(jí)。
符合下列條件之一的工業(yè)管道，為CG1級(jí)：

　　a. 輸送毒性程度為極度危害介質(zhì)、高度危害介質(zhì)和工作溫度高于其標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的高度危害的液體介質(zhì)管道；

　　b. 輸送火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲、乙類可燃?xì)怏w，并且設(shè)計(jì)壓力大于或者等于4.0MPa的管道；

　　c. 輸送除前兩項(xiàng)介質(zhì)的流體介質(zhì)并且設(shè)計(jì)壓力大于或者等于10.0MPa，或者設(shè)計(jì)壓力大于等于4.0MPa，并且設(shè)計(jì)溫度高于等于400℃的管道。

　　GC2級(jí)：

　　除GC3級(jí)管道外，介質(zhì)毒性程度、火災(zāi)危險(xiǎn)性（可燃性）、設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度低于GC1規(guī)定的管道。

　　GC3級(jí)：

　　輸送無(wú)毒、非可燃流體介質(zhì)、設(shè)計(jì)壓力小于或等于1.0MPa，并且設(shè)計(jì)溫度高于-20℃但不高于185℃的管道。

　　火災(zāi)危險(xiǎn)性：

　　1.壓力管道中介質(zhì)的火災(zāi)危害性包括GB-50160《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及GB50016《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中規(guī)定甲、乙類可燃?xì)怏w為：

　　甲類可燃?xì)怏w指可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸下限小于10%（體積）；

　　乙類可燃?xì)怏w指可燃?xì)怏w與空氣混合物的爆炸下限大于或者等于10%（體積）。

　　2.國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》中的第一類爆炸品、第二類第二項(xiàng)易燃?xì)怏w、第四類易燃固體、自燃物品和遇濕易燃品以及第五類氧化劑和有機(jī)過(guò)氧化物，應(yīng)當(dāng)根據(jù)其爆炸或者燃燒危險(xiǎn)性、閃點(diǎn)和介質(zhì)的狀態(tài)（氣體、液體）視為甲、乙類可燃?xì)怏w；

　　例如，高壓氧氣壓縮機(jī)管道屬乙類可燃?xì)怏w管道，壓力大于10MPa的可劃分為GC1級(jí)工業(yè)管道。

　　(二) 壓縮機(jī)管道制作

　　a. 壓縮機(jī)金屬管道元件和材料應(yīng)具有制造廠的產(chǎn)品質(zhì)量證明文件，并應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件的規(guī)定，在使用前應(yīng)核實(shí)其材質(zhì)、規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量和標(biāo)識(shí)，并應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量和幾何尺寸檢查驗(yàn)收，其結(jié)果應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件和相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　管道元件和材料標(biāo)識(shí)應(yīng)清晰完整，并應(yīng)能夠追溯到產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。檢查不合格的管道元件和材料不得使用，并應(yīng)做好標(biāo)記和隔離。

　　管道元件和材料應(yīng)妥善保管，不得混淆或損壞，其標(biāo)記應(yīng)明顯清晰。

　　GC1級(jí)管道和甲、乙類流體管道中，輸送毒性程度為極度危害或設(shè)計(jì)壓力大于或等于10MPa的管子、管件，應(yīng)進(jìn)行外表面磁粉或滲透檢測(cè)，檢測(cè)方法和缺陷評(píng)定應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》JB/Ｔ4730的相關(guān)規(guī)定。

　　壓縮機(jī)管道制作應(yīng)有健全的質(zhì)量管理制度和相應(yīng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，參加管道制作的人員應(yīng)具備相應(yīng)的資格。

　　b. 下料切割

　　碳素鋼、合金鋼宜采用機(jī)械方法切割，也可采用火焰或等離子弧方法切割，不銹鋼、有色金屬應(yīng)采用機(jī)械或等離子弧方法切割。當(dāng)采用砂輪切割或修磨不銹鋼、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金、鋯及鋯合金時(shí)，應(yīng)使用專用砂輪片。鍍鋅鋼管宜采用鋼鋸或機(jī)械方法切割。切割質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1.切口表面應(yīng)平整，尺寸正確，并應(yīng)無(wú)裂紋、重皮、毛刺、凸凹、縮口、熔渣、氧化物、鐵屑等現(xiàn)象。

　　2.管子切口端面傾斜偏差不應(yīng)大于管子外徑的1%，且不大于3mm。

　　c. 管道的彎制

　　彎管是采用成套彎曲設(shè)備進(jìn)行彎曲的，分為冷彎與熱彎兩種工藝。

　　彎管的材料有鑄鐵、不銹鋼、合金鋼、可鍛鑄鐵、碳鋼、有色金屬及塑料等。

　　彎管機(jī)進(jìn)行彎管時(shí)，在純彎曲的情況下，外徑為D，壁厚為t的管子受外力矩的作用發(fā)生彎曲時(shí)，中性層外側(cè)管壁受拉應(yīng)力作用變薄，中性層內(nèi)側(cè)管壁受壓應(yīng)力作用變厚，而且橫截面形狀由于受合應(yīng)力作用由圓形變?yōu)榻茩E圓形，當(dāng)變形量過(guò)大時(shí)，外側(cè)管壁會(huì)產(chǎn)生裂紋，內(nèi)側(cè)管壁會(huì)出現(xiàn)起皺。管材變形程度，取決于相對(duì)彎曲半徑R/D和相對(duì)厚度t/D數(shù)值的大小，R/D和t/D值越小，表示變形程度越大。

　　彎管采用壁厚為正公差的管子制作，彎曲半徑與直管壁厚的關(guān)系應(yīng)符合下表規(guī)定：

　　彎管彎曲半徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件和國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)無(wú)規(guī)定時(shí)，高壓鋼管的彎曲半徑大于管子外徑的5倍，其他管子的彎曲半徑大于管子外徑的3.5倍。

　　管子彎制后，應(yīng)將內(nèi)外表面清理干凈。彎管質(zhì)量符合下列規(guī)定：

1.不得有裂紋、過(guò)燒、分層等缺陷；

　　2.彎管內(nèi)側(cè)不允許有肉眼可觀測(cè)到的褶皺；

　　3.對(duì)于承受內(nèi)壓的彎管，圓度應(yīng)不大于8%；對(duì)于承受外壓的彎管，其圓度不大于3%。圓度計(jì)算公式：

式中u為彎管圓度（%），D_max同一截面最大實(shí)測(cè)外徑，D_min同一截面最小實(shí)測(cè)外徑。

　　4.彎管制作后的最小厚度不得小于直管的設(shè)計(jì)壁厚。

　　5.彎管的管端中心偏差值應(yīng)：GC1級(jí)管道中，輸送毒性程度為極度危害的介質(zhì)或設(shè)計(jì)壓力大于10.0MPa的彎管，每米管端中心偏差不大于1.5mm，當(dāng)直管段長(zhǎng)度大于3米時(shí)，其偏差不大于5mm；其它管道的彎管偏差不得超過(guò)3mm，直管段長(zhǎng)度大于3米時(shí)，偏差值不得超過(guò)10mm。

　　6.Π形彎管的平面度允許偏差，符合下表規(guī)定：

　　GC1級(jí)管道，輸送毒性程度為極度危害介質(zhì)或設(shè)計(jì)壓力大于10MPa的彎管制作后，應(yīng)按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》JB/T4730的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行表面探傷，需要熱處理的應(yīng)在熱處理后進(jìn)行；若有缺陷，可進(jìn)行修磨。修磨后的彎管壁厚不得小于管子名義壁厚的90%，且不得小于設(shè)計(jì)壁厚。

　　為了達(dá)到好的彎管外表質(zhì)量，可在彎管時(shí)采用潤(rùn)滑的方法，但彎制好后一定要清除干凈潤(rùn)滑物質(zhì)；（IRMCO水基潤(rùn)滑脂）

　　d.管道的焊接

　?、賰珊附庸茏訉?duì)口時(shí)應(yīng)在距接口中心200mm處測(cè)量平直度，當(dāng)管子公稱尺寸小于100mm時(shí)，允許偏差為1mm，當(dāng)管子公稱尺寸大于100mm時(shí)，允許偏差為2mm，但全長(zhǎng)允許偏差均為10mm。

　?、诠艿篮附忧靶枰庸て驴?，坡口加工形式按下圖制作或?qū)Ｓ闷驴跈C(jī)鉸制；　

　?、酃茏觾蓚€(gè)對(duì)接焊縫間的距離不大于5mm。

　　銅管及其它不易焊接的金屬管道，通常采用釬焊焊接，釬焊接頭形狀如下圖所示：

　　e.管道安裝

　　管道安裝前應(yīng)檢查管道組成件及管道支承件等已檢驗(yàn)合格，管子管件閥門等內(nèi)部已清理干凈無(wú)雜物。對(duì)管內(nèi)有特殊要求的管道，其質(zhì)量符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。氧氣壓縮機(jī)的連接管道已進(jìn)行脫脂處理，安裝前再檢查不得有油污染。

　　合金鋼管進(jìn)行局部彎度矯正時(shí)，加熱溫度應(yīng)控制在臨界溫度以下；排水管支管與主管連接時(shí)，宜按介質(zhì)流向稍有傾斜，管道上儀表取源部件的開孔和焊接應(yīng)在管道安裝前進(jìn)行，當(dāng)無(wú)法避免在已安裝的管道上開孔時(shí)，管內(nèi)因切割產(chǎn)生的異物應(yīng)清理干凈。合金鋼管道系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)檢查材質(zhì)標(biāo)記，當(dāng)發(fā)現(xiàn)無(wú)標(biāo)記時(shí)，應(yīng)采用光譜分析或其他方法對(duì)材質(zhì)進(jìn)行復(fù)查。 

　　I. 法蘭安裝

　　國(guó)際上管法蘭標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)體系，即德系為代表的歐州管法蘭體系和美國(guó)為代表的美州管法蘭體系。除此還有日系，但國(guó)際影響較小。歐美兩個(gè)法蘭體系不能互換。ISO7005-1是國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織于1992年頒布的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是把美國(guó)和德國(guó)的兩套系列的管法蘭標(biāo)準(zhǔn)合并而成的管法蘭標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)有機(jī)械JB標(biāo)準(zhǔn)及化工HG標(biāo)準(zhǔn)法蘭。法蘭安裝時(shí)要做到：

　?、?了解安裝處的法蘭的型式、壓力、口徑、材質(zhì)等情況以及管內(nèi)介質(zhì)屬性，正確選用法蘭。

　?、?法蘭安裝前，應(yīng)對(duì)法蘭密封面及密封墊片進(jìn)行外觀檢查，不得有影響密封性能的缺陷。

　　⑶ 法蘭連接時(shí)應(yīng)保持法蘭間的平行，其偏差不應(yīng)大于法蘭外徑的1.5/1000，且不得大于2ｍｍ，不得用強(qiáng)緊螺栓的方法消除歪斜。

　　⑷ 法蘭平面應(yīng)與管子軸線相垂直，平焊法蘭內(nèi)側(cè)角焊縫不得漏焊，焊后應(yīng)清除氧化物等雜質(zhì)。

　?、?墊片的內(nèi)徑應(yīng)比法蘭內(nèi)徑大2～3ｍｍ，墊片應(yīng)整圓。

　?、?連接用的緊固件的材質(zhì)、規(guī)格、形式應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。

　?、?法蘭應(yīng)使用同一規(guī)格，螺栓安裝方向一致，緊固螺栓應(yīng)對(duì)稱均勻，松緊適度。螺栓應(yīng)露出螺母2～3個(gè)螺距。

　　II.螺紋連接

　　當(dāng)鋼制管道用螺栓螺母，遇到以下情況時(shí)，螺栓螺母應(yīng)涂刷二硫化鉬油脂、石墨機(jī)油或石墨粉等：1.不銹鋼、合金鋼螺栓和螺母；2.設(shè)計(jì)溫度高于100℃或低于0℃；3.露天裝置；4.處于大氣腐蝕環(huán)境或輸送腐蝕介質(zhì)；

　　鋼制管道熱態(tài)緊固、冷態(tài)緊固溫度應(yīng)符合下表規(guī)定：

　　熱態(tài)緊固溫度應(yīng)在達(dá)到工作溫度2小時(shí)后進(jìn)行。

　　緊固螺栓時(shí)，鋼制管道最大內(nèi)應(yīng)力應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)壓力確定，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于6MPa時(shí)，熱態(tài)緊固最大內(nèi)壓應(yīng)力為0.3MPa；當(dāng)設(shè)計(jì)壓力大于6MPa時(shí)，熱態(tài)緊固最大內(nèi)壓應(yīng)力為0.5MPa。冷態(tài)緊固應(yīng)在卸壓后進(jìn)行。緊固時(shí)應(yīng)有保證操作人員安全的技術(shù)措施。

　　螺紋連接應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　用于螺紋的保護(hù)劑或潤(rùn)滑劑應(yīng)適應(yīng)于工況條件，并對(duì)輸送的流體或鋼制管道材料不得產(chǎn)生不良影響；

　　進(jìn)行密封焊的螺紋接頭不得使用螺紋保護(hù)劑和密封材料；

　　采用墊片密封而非螺紋密封的直螺紋接頭，直螺紋上不應(yīng)纏繞任何填料，在擰緊和安裝后，不得產(chǎn)生任何扭矩。

　　直螺紋接頭與鋼管焊接時(shí)，不得出現(xiàn)密封面變形的現(xiàn)象；工作溫度低于200攝氏度的鋼制管道，其螺紋接頭密封材料宜選用聚四氟乙烯帶，擰緊螺紋時(shí)，不得將密封材料擠入管內(nèi)。

　　合金鋼管進(jìn)行局部彎度矯正時(shí)，加熱溫度應(yīng)控制在臨界溫度以下；排水管的支管與主管連接時(shí)，宜按介質(zhì)流向稍有傾斜，管道上儀表取源部件的開孔和焊接應(yīng)在管道安裝前進(jìn)行，當(dāng)無(wú)法避免在已安裝的管道上開孔時(shí)，管內(nèi)因切割產(chǎn)生的異物應(yīng)清理干凈。

　　合金鋼管道系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)檢查材質(zhì)標(biāo)記，當(dāng)發(fā)現(xiàn)無(wú)標(biāo)記時(shí)，應(yīng)采用光譜分析或其他方法對(duì)材質(zhì)進(jìn)行復(fù)查。 
 
III. 閥門安裝

　　安裝前應(yīng)按設(shè)計(jì)文件核對(duì)其型號(hào)，并應(yīng)按介質(zhì)流向確定其安裝方向；當(dāng)閥門與管道以法蘭或螺紋方式連接時(shí)，閥門應(yīng)在關(guān)閉狀態(tài)下安裝；當(dāng)閥門與管道以焊接方式連接時(shí)，閥門應(yīng)在開啟狀態(tài)下安裝，對(duì)接焊縫的底層應(yīng)采用氬弧焊，且應(yīng)對(duì)閥門采取防變形措施。

　　閥門安裝位置易于操作、檢查和維修，水平管道上的閥門，其閥桿及傳動(dòng)裝置應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行安裝，動(dòng)作靈活，所有閥門應(yīng)連接自然，不得強(qiáng)力對(duì)接或承受外加重力負(fù)荷。法蘭連接螺栓緊固力應(yīng)均勻。

　　IV. 安全閥的安裝

　　安全閥的安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：1.安全閥應(yīng)垂直安裝；2.安全閥的出口管道應(yīng)接向安全地點(diǎn)；3.當(dāng)進(jìn)出管道上設(shè)置截止閥時(shí)，應(yīng)加鉛封，且應(yīng)鎖定在全開啟狀態(tài)。在工業(yè)金屬管道投入試運(yùn)行時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《安全閥安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSG ZF001的有關(guān)規(guī)定和設(shè)計(jì)文件的規(guī)定對(duì)安全閥進(jìn)行最終整定壓力調(diào)整，做好調(diào)整記錄和封鉛。

　　V.靜電接地安裝

　　防爆壓縮機(jī)的管道，設(shè)計(jì)有靜電接地要求，當(dāng)每對(duì)法蘭或其它接頭間電阻值超過(guò)0.03Ω時(shí)，應(yīng)設(shè)導(dǎo)線跨接。管道系統(tǒng)的接地電阻值、接地位置及連接方式應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。靜電接地引線宜采用焊接形式。有靜電接地要求的不銹鋼和有色金屬管道，導(dǎo)線跨接或接地引線不得與管道直接連接，應(yīng)采用同材質(zhì)連接板過(guò)渡。用作靜電地的材料或元件，安裝前不得涂漆。導(dǎo)電接觸面應(yīng)除銹并緊密連接。靜電接地安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，電阻值超過(guò)規(guī)定時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢查與調(diào)整，度應(yīng)填寫“管道靜電接地測(cè)試記錄表”。

　　f.管道的固定

　　通常將氣體管道內(nèi)所容納的氣體稱為氣柱，因?yàn)闅怏w可以壓縮、膨脹、故氣柱本身是具有連續(xù)質(zhì)量的彈性振動(dòng)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)受到激發(fā)后，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)響應(yīng)。壓縮機(jī)向管道間歇性地吸氣或排氣，就是對(duì)管道內(nèi)氣柱的激發(fā)，并使氣柱振動(dòng)，表現(xiàn)為管道內(nèi)的氣體呈周期性的變化，這種現(xiàn)象稱為氣流脈動(dòng)。脈動(dòng)的壓力波沿著氣體管道以聲速傳播，在管道的轉(zhuǎn)彎處或截面變化處產(chǎn)生周期變化的作用力，該力就是導(dǎo)致管道機(jī)械振動(dòng)的干擾力。

　　管道內(nèi)的氣流脈動(dòng)會(huì)導(dǎo)致一系列的危害，如使壓縮機(jī)的容積效率降低，氣閥工作惡化，功率消耗增加，儀表失靈等。管道的機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管道附件及其連接部位發(fā)生松動(dòng)或疲勞破壞，輕則造成氣體泄漏，重則由于管道破裂引起爆炸事故。

　　管路的支承要注意以下幾點(diǎn)：

　　1.正確選擇及合理布置管路支承結(jié)構(gòu)型式；

　　2.按需要選擇固定與活動(dòng)管路支承型式；

　　3.正確選擇支承元件的強(qiáng)度，并保證管路因溫度變化而能沿設(shè)計(jì)方向變形。

　　參考文獻(xiàn)
《活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)》楊紹侃
《容積式壓縮機(jī)技術(shù)手冊(cè)》郁永章
GB50235　《工業(yè)金屬管道工程施工規(guī)范》
TSG D0001 《壓力管道安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

 

 

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