不锈钢换热器
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多套管换热器内穿法安装与施工工艺点击：2164 日期：[ 2014-04-26 21:57:46 ] |
| 多套管换热器内穿法安装与施工工艺 李应钦1 南立志2 张军锋2 张彦奎2 （1.开曼铝业（三门峡）有限公司河南472143；2.三门峡市锅炉压力容器检验所河南472000） 摘 要：在某多套管换热器改造施工过程中，结合设备特点和施工环境状况，通过对不同施工工艺的比较分析，选择了一种劳动强度低、施工效率高的内穿法施工工艺。并对施工过程中的关键工艺步骤进行详细介绍。 关键词：多套管换热器安装施工工艺 中图分类号:TU833 文献标识码:B 文章编号:1002-3607（2010）05-0022-02 1.设备及工程概况 某氧化铝厂溶出工序先后投用四套单管换热器，每套单管换热器封闭布置在一个六层管架的保温厂房内，自上而下为一至六级，每级6程套管。每程加热器内管长度80米，规格φ273.1×13㎜，输送介质为氧化铝原矿浆；外管长度81米，规格φ325×10㎜，介质为加热用溶出二次蒸汽；套管端部采用U形弯管将各程内管依次连接。2009年下半年，根据工艺要求对三系列单管换热器进行改造。改造方案为： 1、一至三级由单套管换热器改为四套管换热器，每级由六程套管改为四程；2、外管规格改为φ530×10㎜，内管规格改为φ168×9㎜，每程内外管长度均为80米；3、如图1所示，内管端部采用堵头与外管相连，外管端部通过φ530×φ325锥管变径后采用法兰与φ325×10㎜，R=1000㎜U形弯管连接。 2.工程特点 1、根据生产安排，每次隔离出一至二级单套管进行改造，其余套管正常运行，改造施工不能对原套管厂房结构和正常工作的套管进行破坏，施工过程中拆除和新安装的管道只能从东西两山墙原设计的电动推拉门中水平送出送入，而两侧山墙外侧9米处各有一道管架，施工场地狭小。 2、换热器正常工作温度90℃～173℃，施工环境温度高。 3、套管长度80米，且4根内管需按图2所示安装在支承架上，内外管组合难度大，内管间距60mm，焊接位置小。 4、根据设计要求，内、外管对接焊缝分别进行100%射线检测和100%超声检测，并应进行焊后消除应力热处理，及10.35Mpa和1.69Mpa水压试验，施工程序多，技术要求高。 5、如图1所示的套管端部堵头内侧与内管连接角焊缝按正常施工工艺无施焊位置。 6、三级套管改造总工期60天，施工要求工期紧。 3.施工工艺选择 在工程招标阶段，邀请三家冶金建设公司进行投标。其中两家建设公司施工方案为先安装内管后套入外管的外套法施工工艺，一家建设公司方案为先安装外管后穿入内管的内穿法施工工艺。 3.1外套法施工工艺 主要施工工序为：穿管、焊接用安装平台制作→原有套管拆除→组对焊接内管→内管RT检测、热处理、水压试验合格→用十字支架和φ10㎜圆钢将4根80米内管固定为一体→单管厂房加挂葫芦将内管整体吊起→外管放置于穿管安装平台→套入外管→外管组焊、探伤、热处理→堵头焊接→外管水压试验→安装锥管及法兰→连接预制好的U型弯管→蒸汽进管、冷凝水管等附属管道安装→安装平台拆除。 3.2内穿法施工工艺 主要施工工序为：安装平台制作→原有套管拆除→外管坡口加工及管内支撑焊接→外管组焊→外管探伤、热处理、水压试验→外管固定→内管放置于安装平台→使用卷扬、转向滑轮向外管内穿入内管→在外管端口外侧组对组焊下一根内管→内管焊口探伤、热处理→拉入下一根内管→至内管穿管完成→堵头焊接→安装变径锥管及法兰→连接预制好的U型弯管→内管水压试验→外管水压试验→附属管道安装→安装平台拆除。 3.3施工工艺选择 外套法施工具有作业面大，组对、检测方便等优点，但劳动强度高，施工效率低，且大部分作业需在厂房内进行，施工条件恶劣，同时套入外管时极易划伤管道内壁；内穿法施工具有省工省时、厂房内工作量少、作业条件好等优点，但施焊位置小、作业面不易展开，同时内管检漏不便。综合考虑，选择内穿法施工工艺。 4.施工过程及关键施工工艺 4.1施工辅助措施 1、对暂不施工的其它套管全部进行绝热保温处理，同时在施工过程中打开厂房两端大门，降低施工环境温度。 2、在西侧山墙外搭建临时平台，在平台上进行接管、焊接及向厂房内穿管。 4.2外管施工 在平台上组对并逐节拉入厂房，或在厂房内进行焊接及探伤、热处理。 4.3内管施工 采用图3所示穿管工艺。为保证施工作业面，每级4程套管同时施工。在4程的外管安装完成后，首先安装每程套管如图2所示的1、2号两根内管。在每根内管首节内管拉入时，将其头部缩口加工为锥头，以保证穿管顺利。每节内管拉入后，其尾部管口均留在外管端口外600mm处与下一节内管组对焊接，待4程套管的上层第1、2号内管的第一道焊口全部组焊完成后，统一进行射线检测和热处理，射线检测合格并热处理完成后拉入第二节内管，然后在外管端口外600m处同第三节内管组焊。直至4程套管的上层8根内管全部焊接及热处理和射线检测完成后，采用同样方法安装下层8根内管。 采用上述方法，因为每次只同时焊接每程套管的1、2号或3、4号两根内管，基本可保证焊口的施焊位置，如有必要，在焊接时也可适当转动内管，在使用X射线机外透法检测时，内管也只需转动较小的角度。在工序和人员安排上，一般将内管组焊班组安排为白班，每班完成8道管口的组对、焊接，射线检测和热处理班组安排为夜班，每班完成8道管口的检测和热处理。当然，为保证施工进度，也可安排白班完成10或12道管口的组焊，夜班完成相应数量管口的检测和热处理。此时，将有一程或两程套管需同时组对4根内管，即1、2、3、4号内管同时组焊，会增加焊工施焊及射线机头的摆放难度，为此，在施焊到焊接死角位置或X射线无法透照时，应将内管进行转动。4.4堵头内侧角焊缝的焊接为保证如图1所示焊接堵头内侧与内管连接角焊缝的焊接，可采用半管结构。半管结构是预先纵向剖开的一节450mm长的外管，分上下两部分，安装在套管端部堵头内侧。在堵头与外管组对时，先将外管长度减短900mm（即79.1米），在每程套管两端外管与堵头之间预留450mm间隙，待堵头内侧角焊缝焊接完毕后，将半管上下两部扣入，焊接半管与外管之间环缝及半管拼接焊缝。 4.5内管水压试验 为方便检漏，内管水压试验水压试验在半管结构扣入前进行。 5、结束语 在多套管加热器施工过程中，内穿法施工具有劳动强度低、施工效率高、穿管时不划伤管壁等优点，特别是在高温生产条件下的多套管改造工程中，内外管的组对焊接以及套管端部堵头、法兰、弯管的安装等大部分工作均可在套管厂房外进行，极大地改善了施工作业条件，应优先选择。而内穿法施工的难点和关键控制点在于保证内管施焊的作业空间。在该多套管加热器施工过程中，通过对安装工艺的正确选择，和对内穿法施工关键施工工艺的设计和现场控制，确保了施工工期和施工质量，取得满意效果。 |
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