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12.5 特种气体管道安装


12.5.1 特种气体管道安装应符合下列规定:
    1 特种气体管道、管件、阀门的材质、型号规格、等级应满足设计要求;
    2 特种气体系统阀门、过滤器、调压阀、仪表等附件应采用自动轨道氩弧焊或径向面密封接头连接,严禁采用螺纹或卡套方式连接;
    3 面密封接头的密封垫片必须使用不锈钢垫片或镍垫片,严禁使用聚四氟乙烯垫片替代,严禁将使用过的垫片再次使用,严禁在同一密封面上使用两个及以上的垫片,严禁将垫片及面密封部件端面划伤。
    4 管外径大于12.7mm的管道弯头应采用成品弯头;管外径小于等于12.7mm的弯头可在现场使用专用弯管器煨制,BA级管道弯头弯曲半径不小于管外径的3倍,EP级管道弯头弯曲半径不小于管外径的5倍,煨制弯头的变形率应小于5%。
    5 特种气体管道的专用弯管器规格必须与管道规格相匹配,严禁公制弯管器与英制弯管器混用;
    6 当安装结束时,所有系统内应充氩气或氮气正压保护。
    7 特种气体管道与用气生产工艺设备之间的连接应采用不锈钢面密封接头或自动轨道氩弧焊,不得采用非金属软管。
12.5.2 特种气体管道连接应符合下列规定:
    1 管道连接应使用自动轨道氩弧焊,所用氩气纯度不得小于99.999%,焊接用气体应加装可调节流量计显示气体流量,内保护气应装压力计监测管内压力;
    2 工作人员应穿戴洁净服、洁净口罩、洁净无尘手套在洁净室内进行下料、焊接、预制等各项操作,不得用裸手接触管道的内壁;
    3 管外径小于等于12.7mm的管道切割可使用不锈钢管切管器,切割后应以平口机处理管口,并用专用倒角器去除管口内外毛刺,切口端面应垂直、不变形,满足不加丝自动焊要求。不得使用塑料管割刀替代;
    4 平口机加工余量为壁厚的1/10~1/5,加工时用高纯氮气吹扫。加工后将切口向下,并在另一端用高纯氮气快速吹扫,不得将刚切割的管口向上;
    5 管外径大于12.7mm的管道切割应采用不锈钢管洁净专用切割机,切割时不得使用润滑油;切口端面应垂直、无毛刺、不变形;满足不加丝自动焊要求;不得使用手工锯、砂轮切割机切割;
    6 管道切管作业时,应在管内通入高纯氮气,并不得损伤管道外壁;
    7 管道倒角作业时,不应损伤管道内壁,并不得采用什锦锉对管道进行倒角;
    8 管道吹扫完毕,应使用不产尘的洁净布沾上异丙醇或酒精将切口部清洗干净,必须迅速用洁净防尘帽或洁净纸胶带将管道口封堵;
    9 配管切割结束后,剩余管材应以洁净防尘帽封堵后装入包装袋中;
    10 对接焊口应确保接口处两侧的管道中心在同一直线上,管线不得在焊口的位置弯曲;
    11 焊接过程中应保持管道、管件处于静止状态,焊接电源必须采用稳定的专用电源并加装稳压器;
    12 管道预制焊接总长度不应超过12m,预制时应放置在专用支座上,支点数量不得少于4个;管道运输时每3m长度应设一个支点;
    13 大口径特种气体管道焊接前应先采用手工氩弧焊机进行不加丝点焊预连接,点焊时管内应通入高纯氩气进行保护,点焊后应对焊点进行洁净处理,采用自动焊接对准装置除外。
12.5.3 材料保管、清洗、下料、焊接、预制应在洁净室进行,洁净室的设计应符合下列要求:
    1 室内洁净度不低于7级,湿度不高于60%;
    2 焊接作业间洁净度不低于6级,且应安装排风设施;
    3 应安装压差计随时监测室内外压差,并应保持室内10Pa以上的正压;
    4 管道切割、端面处理作业应在洁净室内进行,但应与预制、焊接作业间分隔;
12.5.4 特种气体管道的焊接应符合下列规定:
    1 施工单位在工程开工前应对参加该工程的焊工进行认证,并向建设单位提交管道焊接样品、焊接合格确认单,经建设单位项目技术负责人签字确认后方能进行焊接施工,施工单位需保留合格的样品和记录;
    2 在正式焊接前、更换焊头后、更换钨棒后、改变焊接口径后都应进行焊接测试,焊接测试样品经质量检验员检查合格并填写焊接合格确认单后方可正式施焊;在结束焊接前也应进行焊接测试,以检查之前所焊焊口是否合格;
    3 焊机应采用专用配电箱,若电源电压不稳定应采用自动稳压装置供电。焊机本体应可靠接地;
    4 特种气体管道焊接前应绘制系统的单线图,单线图上应对焊口进行编号,编号应与焊接记录的焊口编号一致;
    5 焊接前应编制焊接作业指导书,焊接过程应做包括焊口编号、作业时间、作业人员、主要焊接参数等的焊接记录;
    6 特种气体管道施工过程中不得中断保护气体,当管外径在6mm~114mm时,焊接时的保护气体流量为5L/min~15L/min.,焊接中断时流量为2L/min.~5L/min.;
    7 焊缝外焊道应为管璧厚2.5倍~4倍,内焊道应不小于外焊道的2/3宽,焊缝不得有下陷、未焊透、不同轴、咬边等缺陷。焊缝错口量不应超过管壁厚度的10%,管内、外焊缝突起高不应大于管道壁厚的10%;
12.5.5 特种气体室外配管的施工应符合下列规定:
    1 应将带双重包装的管道、管件搬入现场的洁净室进行加工;
    2 室外焊接作业前应将规定尺寸的管段放在管架上进行预连接,并应通入流量为2L/min~5L/min保护气体;
    3 在洁净室加工完成的组件应使用塑料薄膜包装,搬至安装场所组焊安装;
    4 管线的长度应使用水平仪、线锤进行测量;
    5 预制的每个单元管道组件均应采用高纯氮气或高纯氩气吹扫;
    6 管道支架宜采用碳钢喷塑、不锈钢、铝合金的槽式桥架组合;
    7 当采用有盖槽式不锈钢桥架或铝制桥架时,应采用树脂薄板将桥架与钢制综合支架隔离;
    8 管卡应采用镀镍或不锈钢专用管卡;
    9 管道穿墙部位应设套管,并应以难燃材料填充套管与管道之间的间隙,在墙两侧用0.6mm~1.0mm厚不锈钢板封堵,并用密封胶收缝;
12.5.6 特种气体室内管道配管的施工应符合下列规定:
    1 在洁净室内施工作业时,应在前室去除外包装,在临时洁净室加工完成的组件应采用塑料薄膜包装,用夹具定位后进行预连接;
    2 室内配管应采用专用支架,不得利用工艺设备、排风管及其它管道的支架;专用支架宜采用不锈钢、喷塑型钢或铝制品制作,并与管卡材质相匹配;管卡宜采用不锈钢卡,直径小于等于1/2”管道宜采用用π型不锈钢管卡,大于等于3/4”管道宜采用U型不锈钢管卡;当采用碳钢管卡时,应进行镀镍;
    3 管道穿墙壁或吊顶时应设套管,并应以难燃材料填充套管与管道之间的间隙,在墙两侧用0.6mm~1.0mm厚不锈钢板封堵,并用密封胶收缝;
    4 支架应采用机械切割,不得气割,切割后的端头应倒角并涂环氧漆后加盖塑料封头;
    5 阀门箱、阀门盘内预留的阀门必须安装堵头;
    6 管道平行敷设中心间距宜为40mm~60mm;管道支架间距宜采用1.2m~1.5m;
    7 管道与支架、管道与管卡之间应垫上绝缘垫片,并不得直接接触任何未经处理的碳钢件;
    8 吹扫氮气、气动氮气、仪表氮气的管道可从干管接出,分支宜向上且不得从干管的弯管处接出;从多根成排管道上分别引出支管时,应交错有序布置;
    9 配管应严格按批准的施工图施工,不得改变管径和出现盲管;特种气体管道上不得有分支管引出。
12.5.7 低蒸汽压特种气体管道施工除应符合本规范第12.5.4条的规定外,还应符合下列规定:
    1 管路应安装伴热带并用保温棉包覆管路;
    2 当管道穿越温差较大区域时应分段加热。
12.5.8 双层管特种气体管道的施工除应符合本规范第12.5.4条的规定外,还应符合下列规定:
    1 双层管焊接施工时,先实施内管的焊接,在焊口处应安装滑套;
    2 双层管焊接施工时,内管和外管都应采用全自动轨道氩弧焊接,内管和外管都应充高纯氩气保护焊接;
    3 内管焊接完成后应先做压力试验和氦检漏,确认内管无泄露后,方可焊接外管上的滑套。
    4 双层管的内管和外管之间应安装弹簧进行隔离,内管和外管不得直接接触;
    5 双层管的施工应采用封闭式套管施工,并安装压力监测装置;如采用开放式套管施工,则须加泄漏探测仪器并与安全报警系统连锁;
    6 双套管施工应采用分段隔绝的方式施工,从气瓶柜到阀门箱的外层套管不得全部相通。
条文说明
12.5.1 本条第1款规定特种气体系统材料应该满足设计要求,防止将不同材质与不同质量等级的材料代用造成安全隐患。
    第2款规定是保证接头的密封可靠,如12.2.2条所述:面密封接头的泄露率为1.0×10-9cc/s,而卡套连接的泄露率为1.0×10-6cc/s,前者泄露率低,而且前者耐压高。螺纹连接的泄露率更高。
    第3款规定不锈钢垫片、镍垫片与管道材料相匹配,均能保证垫片挤压的延展性,聚四氟乙烯垫片刚度达不到要求,容易挤坏破损而导致泄露;垫片带框架目的在于安装方便,不至于偏斜;两个垫片重叠使用会造成密封不严;经验表明,面密封端面用硬器稍微毁伤(即使有头发丝那么细或肉眼看不见)会导致大量的气体泄露,所以做了本款规定。
    第4款规定是对弯管器所能煨弯的口径的界定,是十多年经验的总结和多次试验的结果。为减少流体阻力,弯管的曲率半径一般为管径的5倍,规定弯管变形率小于5%是为了保证焊接质量和保护管内表面的粗糙度。
    第5款规定目的在于防止在施工过程中,因施工机具的不全或临时短缺。操作者用大弯管器煨制小口径的管道,用公制的铜管弯管器煨制英制不锈钢管,甚至出现直接用手煨制,煨制出来的管道出现变形时还使用榔头敲打等现象,这些做法都会严重影响管道的表面粗糙度,是不允许的。
    第6款规定特种气体管道的两端管口在运输、保管、施工、测试等各种情况下都应保持密封或管道内充高纯氩气,使管道内免受空气污染。管口暴露在大气中,会使空气中的水分、颗粒、氧气、油分吸附在管道内壁,对最终测试和运行使用造成极大的隐患,甚至造成整个系统的报废,所以当安装结束时,所有系统内应充氩气或氮气正压保护保护。
    第7款规定用气设备与特种气体管道的连接应采用不锈钢面密封形式,非金属软管不能满足特种气体的质量要求,所以不能采用。
12.5.2 本条第1款规定焊接使用的工具必须是自动轨道氩弧机,内外氩气保护焊接,是因为这种焊接方式的焊口质量优良,能满足特种气体管道的要求,但氩气的纯度必须符合本规定。安装过滤器也是为保证氩气的纯度而采取的保障措施,如低纯度氩气会导致焊缝表面发黄或发黑,造成焊口报废。管路末端装压力计的目的在于保证同种规格的管道焊接参数容易掌握、焊接质量稳定。
    第2款是针对特种气体管道是洁净管道的特点,规定各种作业必须在洁净室内完成,所以作业人员的穿戴必须满足洁净室的基本要求。并规定不得用裸手触摸管道内壁,因为手上往往附着肉眼无法看得见的油分子、水分子、细小的灰尘颗粒等,这些看不见的有害分子的是特种气体管道施工的主要隐患,所以必须杜绝。
    第3款规定切管器所适用的不锈钢管的管道口径,切管器(即通常所说的割刀)应与管道直径相匹配,并规定了切割后管道的端口处理方式和处理要求,这些都是为保证特种气体管焊接质量而作出的规定。
    第4款规定的目的是防止管道加工时切屑进入管道内污染或划伤管道内壁。
    第5款规定管道口径大于12.7mm的管道的切割方法和要求。不锈钢管洁净施工专用切割机一般采用行星式薄壁不锈钢管道切割机,它是使自转的刀片绕着管子公转进行切割,管子被夹紧在确保和刀片垂直的自定心卡盘上;行星式管道切割机切割前,进刀手柄先进刀,然后固定进刀位置,接着旋转手轮,在刀片公转一周以后,管道自动切割下来。由于夹持面和切割面非常垂直,切割中受力并不大,所以可以得到与管道垂直的切割平面。行星式切割机的优是:整个切割过程为冷切割,没有毛刺,切口非常垂直,不用冷却液,管道待焊部位没有污染,能满足焊接质量要求;切割机有非常高的切割速度,能在30秒内完成一个直径为88.9mm薄壁不锈钢管道的切割,如果要和带锯相比较的话,带锯切割相同的管道需要5倍的时间,而且切割质量无法相提并论。而手工锯、砂轮切割机更是不能满足特种气体配管的质量的要求,特因为种气体管道是严禁油污,为保证管道的洁净度和防止危险发生,为此,作了本条规定。
    第6款规定由于不锈钢管洁净施工专用切割机切割时会产切屑颗粒,通入高纯氮气的目的是减少颗粒在管道内壁的吸附。
    第7款规定不得采用什锦锉的目的是为了防止什锦锉对管道内壁戳伤导致管道报废。
    第8款规定对切割后的管道及时进行管口的清理,用洁净防尘帽或洁净纸胶带将管道口封堵目的在于保证管道的洁净度的要求。
    第9款规定特种气体系统材料昂贵,不能随意丢失。但应对切割后剩余管道进行防空气污染的处理,方便下次使用。
12.5.3 由于特种气体管道施工对洁净度的要求,本条规定了特种气体管道预制用洁净室的最基本的洁净环境要求,目的是为了保障特种气体管道的施工质量。
12.5.4 本条第6款特种气体管道施工过程中不得中断保护气体供应,其目的在于防止焊接时形成氧化膜或管内壁不进行安装时被空气污染,焊接时的保护气体流量当管外径在6㎜~114mm之间分别为5L~15L/min,施工中断时流量应分别为2L~5L/min,这些规定是长期施工实践的经验数据。
12.5.5 本条第1款一是强调加工场所是在洁净室,二是强调双重包装应在洁净室内打开。
    第2款强调室外作业的特种气体管道应进行预连接,并不应全部打开包装袋,仅在管口处打开并立即充氩气保护,其目的是避免污染。
    第3款规定了预制加工组件运往现场的要求。
    第4款规定室外特种气体管道配管长度的测量方法,目的在于测量的正确性,防止出现返工现象。
    第5款规定了保证管道内的洁净度的吹扫采用惰性的氩气和氮气。
    第6款因为特种气体管道支架间距比公用、动力管道小,而室外特种气体管道经常与公用动力管道共用室外管架,所以规定室外特种气体管道支架采用槽式桥架的形式。槽式桥架的材质应保证特种气体管道不发生腐蚀和满足美观的要求。
    第7款是为了防止支架不被腐蚀而作的规定。
    第8款说明目前特种气体管道的材料使用、操作规范、施工水平等都已经比较完善,管卡的使用也经历了多次的变革,镀镍或不锈钢专用管卡是目前最理想的选择。
    第9款规定为保证特种气体管道免受损伤,在穿墙部位设置套管;为达到防火的要求,在套管内填充难燃材料;为保证室内外密封,必须将洞口两侧密封处理。
12.5.6 本条第1款为保证特种气体管道外壁施工安装过程不被划伤,规定管道焊接完成的组成件应包装完好。
    第2款规定特种气体系统配管的支架应单独设立,一方面保证支架免受腐蚀,另一方面保证不受产品制造装置的辅机、排风管、管道等振动影响或利用它门的固定支架进行配管施工而引起微振,从而导致阀门箱(盘)内的接头会慢慢产生气体泄漏。π型不锈钢管卡就是特种气体管道专用管卡,与U形钢匹配,口径1/2”及其以下的管道通用。3/4"及以上的管卡没有专用π型管卡,而且由于管径大,其需要的承受力增大,故本款作此规定。
    第3款规定为保证房间的洁净度和防止火灾蔓延,特种气体穿墙管道与套管之间的间隙应采用难燃材料填充,墙两侧用不锈钢板封堵敛缝。
    第4款规定支架的制作要求,支架切割、端头处理等应做到精密细致,与系统整体质量要求一致,并不得生锈产尘而影响洁净度。
    第5款对阀门箱内的预留阀门作了规定,由于特种气体的危害性大,为防止人为误操作和阀门的关闭不严而泄漏,所以预留的阀门必须安装堵头。
    第8款规定辅助氮气分支从主管的上方接入,目的是防止系统内可能存在的水分导入系统中;在弯头处接入会导致气体流量不能满足要求;成排管布局应满足系统美观功能的要求。
    第9款规定特种气体管道施工必须严格按照批准的施工图施工,施工发生变化时,必须经设计单位或业主的许可,并作变更手续后方可施工。大口径代替小口径往往会导致介质流速达不到要求或要使流速达到要求时需要加大流量,同时从安全考虑,在满足用量要求的前提下,多余的危险极大的特种气体在管道内储量越少,其危险程度将越小,所以严禁以大口径管道代替小口径的管道。施工时管网中应避免盲管出现,由于盲管会积存气体,容易造成盲管的腐蚀,也对系统吹扫造成隐患。同时规定特种气体系统管路任何位置都不得有分支,分支管道必须从气瓶柜或阀门箱引出,目的在于防止意外泄漏造成重大人员伤亡及设备事故。
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【已作废】特种气体系统工程技术规范 GB50646-2011
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