目前稠油热采有蒸汽吞吐热采和转蒸汽驱热采两种方法, 注汽方式分活动锅炉注汽和固定注汽站配套高温高压注汽管线注汽, 考虑经济因素, 大多采用固定注汽站配套高温高压注汽管线注汽, 因为注汽管道设计压力一般在18Mpa, 设计温度一般在350℃以上, 属于高温高压管道, 一旦因管线施工质量出问题极易造成重大安全事故, 所以高温高压注汽管线施工过程的质量控制显得尤为重要, 本文就高压注汽管线施工流程及重点工序的质量控制进行简要阐述。
1施工流程
设计交底~施工准备~测量放线~扫线~基坑开挖~混凝土支架浇筑~预制加工~管线主体焊接~焊缝检测~焊后热处理~托架安装~接地敷设~管线试压吹扫~管线防腐保温~竣工验收
2重点工序质量控制
2.1材料
近些年高压注汽管网管线材质主要使用16Mn, 其材料出厂时每根钢管必须标明其钢号、炉号及出厂编号, 到现场时应逐根检查, 如标记与要求或随到文件不符, 应退回进行校验性检查, 钢管的外观检查必须无缩孔、气孔、裂纹、夹渣、折叠、重皮等缺陷, 如有腐蚀, 锈蚀及凹陷不允许超过壁厚允许负偏差。外观合格后, 对钢管进行100%超声波检查, 检查合格后方可投入使用, 钢管的材质证明书, 复验报告及保证资料必须齐全, 且随管传递。
管线焊接采用氩弧焊打底, 焊材选用HO8Mn2Si焊丝和E5015焊条。氩弧焊丝在使用前应清除其表面的铁锈、油污、水分及氧化物等, 要求呈现出金属本色或保持原有防锈镀层。 E5015焊条的特点是熔敷金属扩散氢含量较低, 具有良好的抗裂性与机械性能, 在焊接过程中, 应尽量采用短弧, 在使用前焊条应按说明进行烘干, 烘干温度为350℃, 恒温时间为1h, 恒温后置于保温箱内, 随用随取, 对焊条发放应有记录, 用不完的焊条回收后可重新烘烤使用, 但不得超过两次, 现场应放在保温桶内, 凡发现药皮脱落、返潮的焊条不得使用。
2.2弯管加工
弯管使用的管材必须经外观和UT检查合格, 热煨弯管的最小弯曲半径为5倍公称直径, 热煨弯管应在有合格资质的正规厂家进行加工, 弯管煨制完成后必须进行外观检查及无损检测, 外观检测要求无裂纹、无过烧、无皱折、椭圆率小于5%、弯曲角度偏差小于1.5mm/m, 且不大于5mm/m, 对每批弯头应取样进行理化分析和金相分析。
2.3管道坡口加工及管道清理
坡口加工必须采用磁力切割机切割而成, 切割后必须采用砂轮机休整, 保证管口的端面倾斜度, 同时清除坡口表面氧化层, 要求:1坡口表面不得有裂纹、重皮、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等, 2坡口角度70o±5o、钝边1~1.5mm、管口椭圆度< 5%、管口椭圆度= (长轴~短轴) /长轴×100%。
管道清理是指对钢管内的石块、泥土等杂物加以清除, 对钢管表面进行喷砂除锈, 达到规定的等级要求, 为保证质量刷一遍高温漆, 待现场安装完成后, 再刷第二遍高温漆。
2.4补偿器预制
为保证施工质量补偿器应在专用的钢平台上预制施工, 补偿器预制前应对90°和U型弯头的尺寸进行复核, 角度偏差及歪扭度不应超过允许范围。预制时应用粉线测定, 确保四个弯曲角处于同一平面内, 同时保证补偿器的几何尺寸, 允许偏差为:1悬臂长度:±10mm 2平面歪扭偏差:≤3mm/m, 最大不超过10mm。
2.5混凝土支架施工
2.5.1基坑开挖
根据支架、支墩、跨架的放线位置, 按设计尺寸开挖基坑, 遇地下水位较高的部位要采取排水措施。
基坑开挖后, 如发现不良地质情况应及时通知设计及监理, 按图纸要求, 对地基进行换填处理。换填用中砂分层夯实, 压实系数≥0.97, 每层不大于300mm, 换填宽度大于基础边300mm。
基槽挖方完毕之后, 先自检, 合格后, 办理基槽验收记录, 报专业监理工程师复核, 进行下一道工序。
2.5.2模板工程
模板必须有较强的刚度和稳定性能, 支撑必须牢固, 接缝严密, 防止漏浆, 模板安装结束, 进行全面自检、标高、漏洞、几何尺寸, 合格后报监理工程师核定, 办理分项工程报验记录, 签批后进行下道工序
2.5.3钢筋工程
所进场钢材加工后, 有现场监理监督送检, 按设计的规格、 品种、型号、数量进行预制加工、分类堆放。
钢筋绑扎必须按图纸要求的品种、规格、标高、几何尺寸、 数量进行绑扎。
钢筋的规格、形状、尺寸、数量、位置、间距、排距、锚固长度必须符合设计要求。
钢筋绑扎工程完成后, 进行自检, 合格后报专业监理工程师核验, 并办理隐蔽工程验收记录, 签字, 方可进行下道工序。
2.5.4混凝土工程
砼施工前, 砂、石、水泥及配合比由具有资质的试验室出具检验报告和配合比通知单, 拌制混凝土, 采用机械搅拌, 机械震荡, 严格按配合比通知单计量配置搅拌, 搅拌过程严格水灰比控制, 搅拌后的混凝土在45min内用完, 间歇时间不大2h。
砼浇筑过程中做好试块不少于三组, 待28天送实验室检验, 检验结果报监理审定。
砼浇筑6~7h后进行浇水养护, 养护时间不少于7d, 夏季增加养护次数, 以保证砼的湿润。
2.6管线组对焊接
管线组对时, 严禁采用斜口, 不得强力对口, 管线焊口应错开支架, 焊口距支架中心距离不小于300mm, 难以错开时应改加短节, 为保证焊口不变形, 注汽管线所加短节不得小于500mm。
管线焊接时, 氩弧焊所使用的氩气纯度应不低于99.9%, 氩弧焊前应进行焊前预热, 预热长度为焊口每侧不小于150mm。 手工电弧焊前, 对前一层要认真清理, 确认无缺陷方可进行下一层焊接, 焊后应仔细清理表面的飞溅物、熔渣等, 然后用自制的保温盒进行保温缓冷。
2.7焊口检测
要求焊缝感观质量应外形均匀, 成型应较好, 焊缝与焊道、 焊道与母材之间应平滑过渡, 焊渣和飞溅物应清除干净。外观检测合格后, 对焊口进行无损检测, 不合格应返修, 返修不得超过2次。
2.8焊后热处理
无损检验合格后, 对需要硬度测试的焊口用RWK~A型电阻加热器进行热处理, 将焊口两侧约150mm处加热至700℃, 加热速度不大于220℃/h, 恒温半小时后, 进行缓冷, 冷却速度不大于270℃/h, 温度降至100℃以下时, 自然冷却。
焊后热处理完后, 用HLN11型里氏硬度计测试焊口硬度值, 硬度值不超过225HB为合格。
2.9支座安装
管线全部焊接完成后进行支座安装, 固定支座的设定位置应准确, 严格按图纸进行布置, 支座中心与支墩中心一致, 滑动支座应偏离支架中心, 按补偿器的远近偏移距离为50mm、 100mm (靠补偿器最近的为100mm) , 偏移方向向固定支架一侧。
2.10管线试压
管线安装完成后应按设计要求进行强度和严密性试验, 试压时升压应缓慢, 全线巡线无渗漏、无压降为合格, 在试压过程中, 除巡查人员外, 管线附近不得有人, 不得带压锤击管线, 如发现问题, 应卸压后进行修补, 严禁带压修补, 试压完成后应进行管线吹扫, 无水滴为止。
2.11管线保温
先清除第一层高温漆上的泥土等杂物, 补刷第一层的漏点和磨损处, 再刷第二遍高温漆。保温时, 保温材料两层之间应错开接头, 保温完成后外观不得有明显的凹凸、张口。
3结语
总之, 高压注汽管道施工应高度重视施工过程中的质量控制, 质量达到了要求, 才能确保不出现生产安全事故。以上内容为笔者根据施工验收规范以及技术标准结合十多年与高压注汽管道施工打交道的一些经验提出的一些浅显的见解, 希望能为以后同类管线施工提供帮助。
摘要：目前稠油热采有蒸汽吞吐热采和转蒸汽驱热采两种方法, 注汽方式分活动锅炉注汽和固定注汽站配套高温高压注汽管线注汽, 考虑经济因素, 大多采用固定注汽站配套高温高压注汽管线注汽, 因为注汽管道设计压力一般在18Mpa, 设计温度一般在350℃以上, 所以高温高压注汽管线施工过程中的质量控制是影响管线安全生产和运行至关重要的因素。本文结合工程实例, 详细介绍了高温高压注汽管线的施工及质量控制措施。
关键词：高压注汽,管线施工,质量控制
参考文献
[1] 工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184~2010.
[2] 现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236~2011.