[发明专利]一种大型阀门与大直径管道预拼短接制作及吊装方法

摘要

一种大型阀门与大直径管道预拼短接制作及吊装方法，其特征在于：所述制作及吊装方法是通过在地面加工场内制作预制段和预拼装整体，再用垂直运输机械将预拼装整体吊装就位与已安装架空的大直径管道对接焊接的方法；其工艺流程为：施工准备→预制段制作→预拼装整体制作→预拼装整体吊装→预拼装整体与已安装的架空管道对接焊接→验收。该吊装方法将繁琐而且难度大的高空作业过程简化到地面加工场内完成，从而解决了传统施工工序繁琐，施工周期长，高空作业施工操作面要求大，焊接与和安装质量难以保证等问题：整个施工过程处于安全、稳定、可控状态，安装精度高，可缩短施工周期，提高施工效率，节省人工及材料成本，经济效益显著。

主权项

1.一种大型阀门与大直径管道预拼短接制作及吊装方法，其特征在于：所述制作及吊装方法是通过在地面加工场内制作预制段和预拼装整体，再用垂直运输机械将预拼装整体吊装就位与已安装架空的大直径管道对接焊接的方法；其工艺流程为：施工准备→预制段制作→预拼装整体制作→预拼装整体吊装→预拼装整体与已安装的架空管道对接焊接→验收；具体步骤包括：第一步、施工准备（一）技术准备（1）以BIM模型和管线单线图、并结合实测安装尺寸确定短大直径管道预制方案，调整阀门的位置，以便更精确的确定预制段长度以及安装的位置，确保预制段与已安装的管道对接的吻合；（2）确定安装流程：主站房工艺管道吊装是先高后低，先大口径后小口径，先主管后支管，先主工艺管道后附属管道；（3）在施焊前焊工要熟悉产品图纸，了解产品结构，熟悉产品焊接工艺,了解产品焊接接头要求的焊工持证项目，掌握产品焊接接头的焊接参数；（二）现场准备（1）在施工现场设置预拼短接预制加工场；（2）材料、切割设备和焊接设备进场；第二步、预制段制作该步骤是指将短大直径管道与法兰焊接成一体，每根短大直径管道与一个法兰焊接成为一组预制段，其操作流程及要点包括：（一）短大直径管道下料（1）根据查表核算的下料尺寸，核对确保无误后，用管道切割机对预制段的管材切割下料；（2）切割方式1）碳钢管采用机械方法切割，当采用氧‑‑乙炔火焰切割时，必须保证尺寸正确，且切口表面要用砂轮修磨平整；2）镀锌管采用钢锯切割；（3）管道切口质量要求：1）切口表面平整，无裂纹、重皮、毛刺、凸凹、缩口、熔渣、氧化物、铁屑；2）切口端面倾斜偏差不要大于管外径的1%，且不超过3mm；（二）将短大直径管道与法兰焊接成预制段（1）法兰检验1）查验管道法兰是否与阀门连接法兰一致；2）管道法兰、阀门连接法兰其尺寸偏差要符合现行部颁标准，材质要符合设计要求；法兰密封面要平整光洁，不得有毛刺及径向沟槽，法兰螺纹部分要完整、无损伤，凹凸面法兰要能自然嵌合，凸面的高度不得低于凹槽的深度；管道法兰螺孔位置要与阀门连接法兰螺孔位置一致；（2）焊接口处理1）施焊前要检查接口表面，不得有裂纹、分层、夹杂缺陷，要清除焊接接头表面及距离焊接端部母材表面至少50mm范围内的氧化物、油污和熔渣，待焊缝检验，试压合格后补涂防腐处理；2）当短大直径管道采用镀锌管时，焊前要除去距离焊口端部50mm以内的镀锌层，待焊缝检验，试压合格后补涂防腐处理；（3）平焊法兰与短大直径管道的装配1）平焊法兰与短大直径管道装配时，先将法兰套入管端，管口与法兰密封面之间保留有管壁厚1.5倍的距离，然后在法兰两侧的任意一侧与短大直径管道进行点焊，再在点焊处对面用法兰弯尺或角尺进行找正，找正后再在找正处点焊；2）将预制段转动90°角，使点焊位置放在上下方，这时再用弯尺在短大直径管道或法兰左右任意一侧找正，然后在左右两侧点焊，当法兰公称压力值PN＜1.6Mpa时只焊外口，当法兰公称压力值PN≥1.6Mpa时可进行内外焊；（4）预制段加工尺寸允许偏差规定（单位mm）：长度 允许偏差±1.5；法兰面与管中心垂直度 1）DN<100 允许偏差 0.50，2）100≤DN≤300 允许偏差 1.0，3）DN>300 允许偏差 2.0；第三步、制作预拼装整体该步骤是指将2组相对向的预制段通过法兰与大型阀门连接在一起，构成预拼装整体组件，其操作流程及要点包括：（一）阀门及附件检查检验（1）阀门具有制造厂的质量合格证书；型号、规格、铭牌、编号、压力等级、材质标注要符合图纸设计要求；（2）阀门的外部和可见的表面、螺纹、密封面无损伤、无锈蚀现象，铸造阀体无砂眼、缩孔、气孔、裂纹，锻造阀体无裂纹、折皱、重皮、锈蚀、凹陷；（3）每一批阀门进场后，要根据每批的同一制造厂、同一规格、同一型号按比例进行抽查强度试验和严密性试验；（4）连接法兰的螺栓、螺母的螺纹完整，无伤痕、无毛刺缺陷，螺栓与螺母要配合良好，无松动或卡涩现象；（5）橡胶板、软塑料非金属垫片要质地柔韧，无老化变质或分层现象，表面不要有折损、皱纹缺陷；（6）金属垫片的加工尺寸、精度、光洁度及硬度要符合要求，表面无裂纹、毛刺、凹槽、径向划痕及锈斑缺陷；（7）包金属及缠绕式垫片没有径向划痕、松散、翘曲缺陷；（8）填料，压盖螺栓应留有调节余量；（二）预拼装整体拼装制作（1）法兰连接时要确保预制段上的法兰与阀门的法兰保持平行，其偏差不大于法兰外径的1.5‰，且预制段的法兰与阀门的法兰之间的间隙不大于2mm，不得用强紧螺栓的方法消除偏斜；（2）法兰连接要保持预制段的法兰、阀门的法兰、大型管道同一轴线，其螺孔中心偏差不超过孔径的5％，并保证螺栓自由穿入；（3）法兰密封垫片对称放置，不允许使用斜垫片或双层垫片；垫片安装时，根据需要分别涂以石墨粉、二硫化钼油脂或石墨机油涂剂；（4）法兰连接要使用同一规格螺栓，安装方向一致，安装时要均匀、对称拧紧螺母，松紧适度，紧固后外露长度不大于2倍螺栓直径；（5）螺栓紧固后，要与法兰紧贴，不得有楔缝，需要加垫圈时，每个螺栓所加垫圈不要超过一个；（6）高温或低温管道法兰连接螺栓，在试运转时要进行热紧或冷紧；（7）阀门与预制段整体连接时，阀门应在关闭状态下安装；第四步、预拼装整体吊装该步骤是指：将在地面已经预制好的预制段与大型阀门组合成的预拼装整体，通过手拉葫芦吊装到需与预拼装整体对接的架空管道部位；其操作流程及要点包括：（一）将预拼装整体移至吊装点、即需与预拼装整体对接的架空管道底下的地面；（二）根据预拼装整体的重量选用额定起重量为5t手拉葫芦起吊；在吊装点上部的钢筋混凝土结构梁侧面选择葫芦固定点，采用拉力板通过4颗M16*200膨胀螺栓固定；（三）起吊前，必须认真检查的要点包括：（1）手拉葫芦附件齐全、各部件安全可靠、起吊钩、起吊链、链轮护罩、手链条完好，起吊链不得出现扭转和打结现象，空运转正常、转动部位灵活，制动器可靠、不倒链；（2）待起吊的重物捆绑牢固可靠，手拉葫芦下起吊钩组件不得翻转，不得用起吊钩的钩尖起吊重物，避免滑动和脱扣，导致脱钩；（四）起吊操作时的要点包括：（1）拉手拉葫芦时要均匀加力，禁止数人猛拉；（2）要缓慢起升，待起吊链条张紧后，再次全面检查设备及被吊物的受力情况，起重链条不得有扭结现象；（3）在起吊重物过程中，如需暂时将重物悬停，要将手拉链拴在起重链上，防止自锁机构失灵，发生意外事故；（五）预拼装整体吊装就位时法兰与管道支架边缘或建筑物距离不小于200mm；第五步、预拼装整体与已安装的架空管道对接焊接该步骤是指将已经吊装到位的预拼装整体与已安装的架空管道对接焊接在一起；（一）焊接前的操作要点包括：（1）管道坡口用机械方法加工，当用氧‑‑乙炔火焰、等离子弧切割成形，坡口表面必须用砂轮修磨，去除氧化皮、焊渣影响焊接接头质量的表面层，并将凸凹处打磨平整；焊缝的坡口形式和尺寸应符合设计文件和焊接作业指导书的规定；（2）焊接接头组对前，用手工或机械方法清理其内、外表面，在坡口两侧20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑和氧化皮；（3）以焊接方式连接的镀锌管，焊前应除去焊口两侧各50mm以内的镀锌层，待焊缝检验，试压合格后补涂防腐处理；（4）管道对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不应超过壁厚10%，且不大于2mm；（5）不等厚对接焊件组对时，薄件端面要位于厚件端面之内；当内壁错边量超过规定或外壁错边量大于2mm时应对焊件进行加工：1）当厚件端面厚度比薄件端面的厚度不大于10mm时，厚件端面按照单面坡度为15°加工；2）当厚件端面厚度比薄件端面的厚度大于10mm时，厚件端面按照双面坡度均为15°加工；（6）组对后的定位焊，临时卡具，临时支架的焊接与正式焊接工艺相同，定位焊焊缝长度为10～15mm，高为2mm，且不超过壁厚的2/3，正式焊接时对定位焊要修磨成缓坡形；（7）预拼装整体与已安装的架空管道焊接时，阀门应在关闭状态下安装；（二）实施对接焊接时，采用手工电弧焊对焊，焊接要点包括：（1）根据材质和壁厚或按设计要求进行焊前预热和焊后热处理；（2）焊接必须采用全焊透工艺，并严格按照焊接作业指导书要求进行；（3）不得在焊件表面引弧和试验电流；（4）焊接过程中确保起弧和收弧的质量，收弧时要填满弧坑，多层焊的层间接头要错开30～50mm；（5）除焊接工艺有特殊要求外，每条焊缝要连续焊完，若因故被迫中断，应采取缓冷措施防止裂纹，再焊时必须检查，确认无裂纹后方可继续施焊；（6）焊接完毕后，及时将焊缝表面的熔渣及附近的飞溅物清理干净；（7）公称直径等于或大于500mm的管道采用双面成形的焊接工艺或在焊缝内侧根部进行封底焊；（8） 管道焊接时要防止管内穿堂风；（9）不合格焊缝同一部位的返修次数，碳钢不得超过三次；（10）焊缝表面不得低于母材表面，焊缝余高△h要求：1）100%射线探伤焊缝 △h≤1+0.1b1 且≯2mm，2）其余焊缝 △h≤1+0.2b1 且≯3mm，b1为焊接接头坡口最大宽度；第六步、验收验收的内容包括：（一）对在地面加工场内制作预制段的焊接质量的验收；（二）对在地面加工场内制作预拼装整体的安装质量的验收：（三）预拼装整体与已安装管道焊接的焊接质量的验收。