施工安装工程基础知识（四）：工业管道、静置设备及工艺金属结构安装工程

  第一节 工业管道安装工程   一、了解工业管道的分类与分级，熟悉几种常用管件、部件、支架吊架的性能、应用范围及安装的有关规定、要求；熟悉管道安装工程工程量计算规则，掌握其工程量计算方法   （一） 工业管道与分级  1 ． 按介质压力分类   低压管道： 0<P ≤ 1.6MPa   中压管道： 1.6  MPa ＜ P ≤ 10 MPa   高压管道： 10  MPa ＜ P ≤ 42 MPa  2 ． 按介质的温度分类   介质温度小于或等于 -40 ℃时称为低温管道。   介质温度在 -40 ℃到 120 ℃之间，称为常温管道。   介质温度高于 120 ℃而不高于 450 ℃，称为中温管道。   介质温度高于 450 ℃时，称为高温管道。  3 ． 按介质性质分类   分为汽水介质管道，腐蚀性介质管道，化学危险品介质管道，易凝固、易沉淀介质管道，粉粒介质管道。   （二） 几种管件、部件、支吊架   有阻火器，过滤器，视镜，补偿器（自然补偿器、方形补偿器、波形补偿器、填料式补偿器），管道支架（活动支架、导向支架、固定支架），管道吊架。活动支架、导向支架、固定支架、吊架的选用见教材第 207 页。   管道支、吊架的安装应符合有关规定。     二、熟悉管件加工制作的工艺及有关规范要求；   （一）弯管的最小弯曲半径   管道的最小弯曲半径与弯管的加工方法、管子的类别等有关，参见教材表 4.1.1 。   （二）弯管制作   应符合有关规定要求。

  三、熟悉中、低压管道安装的主要工序与方法，并熟悉其相关规范的基本内容了解高压管道焊接、弯管加工的方法及工艺要求，了解高压管道安装的有关规范要求；  ( 一 ) 中、低压管道安装  1 ． 准备工作   熟悉图纸资料、编制施工方案、管材及配件验收、作好施工人员的培训、材料的准备、施工机具的准备、筹建预制场。  2 ． 材料运输   指在现场内水平运输和垂直运输。  3 ． 管材及配件检查与清理   内容见教材第 210 页。  4 ． 管材修整   超出允许范围的弯曲度和椭圆度，需要对其进行修正。  5 ． 管子切割   机械切割（切管机、砂轮切管机、弓型锯床、装有金钢砂锯片的小型机床、风动便携式无齿锯、带锯式割管机）；氧乙炔焰切割；切割应符合有关规范要求。  6 ． 坡口加工与接头组对   （ 1 ） 坡口型式、尺寸及组对选用。坡口型式有 I 、 V 、 X 双 V 、 U 、 T ，及 T 型接头单边 V 、 T 型接头对称 K 、   管座接口等各种型式。   （ 2 ） 焊缝的坡口加工包括：Ⅰ、Ⅱ级焊缝的坡口加；Ⅲ级Ⅳ级焊缝的坡口加工；有淬硬倾向的合金钢管坡口加工。   （ 3 ） 管子、管件对口组对时，应符合有关规定要求。  7 ． 管道焊接   （ 1 ） 管道常用的焊接方法是氧—乙炔焊、电弧焊、氩弧焊、氩电联焊。   （ 2 ） 焊条、焊剂的使用及焊接材料的选择应符合有关规定要求。  8 ． 管道预热与热处理   内容见教材第 213 页。  9 ． 管道焊接检验   当设计无规定时，管道各级焊缝的射级控伤数量按教材表 4.1.3 执行。   剧毒、易燃、易爆介质射线探伤数量参见教材表  4.1.4 。 X 光探伤片子规格及张数计算应按《钢管环缝熔化焊对接接头射线透照工艺和质量分级》 GB-T12605-90 的规定计算。  10 ． 管道系统试压、吹扫及清洗   （ 1 ） 系统试压。管道安装完毕后，应按设计和施工验收规范的规定对管道系统进行强度、严密性等试验，管道试   验项目按教材表 4.1.6 进行。气压及水压试验应按有关规定执行。   （ 2 ） 管道系统吹扫清洗包括一般规定，水冲洗，空气吹扫，蒸汽吹扫，油清洗等。   （二）高压管道安装   （ 1 ） 高压管道安装除符合中、低压管道有关规定外，还应符合有关要求。   （ 2 ） 高压管道焊接除应符合一般中、低压管道焊接要求外，还应满足有关要求。包括有焊接方法，焊条选择，焊接工艺要求，焊接允许最低温度及预热要求，焊缝附近表面进行酸洗、钝化处理，焊缝外观检查、 X 射线透视或超声探伤。   （ 3 ） 高压管子弯管工。对于 20# 钢、 50MnV 、 12Cr18Ni9Ti 、 Cr18Ni13Mo2Ti 的高压管子应尽量采用冷弯，冷弯后可不进行热处理。采用热弯时，由于管子加热将引起力学性能的变化，热弯时应遵循有关规定。     四、熟悉几种常用材质管道的性能及其安装中的有关规定要求   （一） 碳钢管安装（略）   （二） 合金钢管安装（略）   （三） 不锈钢管安装（略）   （四） 钛及钛合金管安装（略）   （五） 铝及铝合金管安装（略）   （六） 铜及铜合金管安装（略）   （七） 塑料管安装（略）   （八） 铸铁管安装（略）   （九） 伴管及夹套安装（略）  1 ． 伴管安装   包括一般规定，伴管连接，伴管固定，伴管敷设，伴管保温。  2 ． 夹套管安装   有夹套管加工和夹套管敷设   （十） 防腐蚀衬里管道的预制与安装   根据输送介质的种类和酸、碱性可选择不同的衬里材料，如橡胶塑料、玻璃钢、涂料等，其中最常用的为橡胶衬里材料。  1 ． 衬里管道安装一般规定   内容见教材第 235 页。  2 ． 衬胶管的衬里操作   （ 1 ） 衬里厚度与层数选择。胶片胶浆厚度和层数应按有关要求选用。   （ 2 ） 操作步骤是：喷砂或酸洗除锈，汽油洗涤金属表面；内表面挂胶浆，共涂 3 层；将已刷胶干燥完毕的胶片卷成圆筒粘合；管内硫化；硫化缸中进行硫化。  3 ． 衬胶道的安装   衬胶管道安装时，不得再进行施焊、局部加热、扭曲或敲打。     五、熟悉阀门、法兰的检验和安装中的有关规范要求   （一） 阀门检验   全部阀门应做外观检查；根据图纸检查有关的部分和尺寸；检查阀门的装配质量；选择低压阀门进行强度和严密性试验；高中压和有毒、剧毒及甲、乙类火灾危险物质的阀门均应逐个进行强度和严密性试验；强度和严密性试验应用清洁水或煤油进行；试验压力按教材表 4.1.17 的规定执行；除蝶阀、止回阀、底阀、节流阀外的阀门，严密性试验应以公称压力进行，在能够确定工作压力时，也可用 1.25 倍工作压力进行试验；合金钢阀门应逐个对壳体进行光谱分析，复查材质；当对阀门的装置检查和严密性（泄漏（试验有疑问时，须解体检查，并重做试验；及时性排净内部积水，密封面应涂除锈油（脱脂阀门除外）；阀门的传动装置和操作机构清洗检查；带有蒸汽夹套的阀门的夹套部分应以 1.5 倍的工作压力进行强度试验；安全阀在安装前，应按规定进行调试； A 级管道的现场对焊阀门作阀体硬度检查。   （二） 阀门安装的一般规定   内容见教材第 239 页。   （三） 法兰安装   法兰检查及安装时的有关规定见教材第 239 页。     第二节 静置设备及工艺金属结构安装工程   一、了解静置设备的六种分类方法   （一） 静置设备的设计压力（ P ）分类   常压设备： P ＜ 0.1MPa   低压设备： 0.1  MPa ≤ P ＜ 1.6 MPa   中压设备： 1.6  MPa ≤ P ＜ 10 MPa   高压设备： 10  MPa ≤ P ＜ 100 MPa   超高压设备： P ≥ 100 MPa   （二） 按设备在生产工艺过程中的作用原理分类   可分为反应设备（代号 R ）；换热设备（代号 E ）；分离设备（代号 S ）；储存设备（代号 C ，其中球罐代号为 B ）。   （三） 按“压力容器安全技术监察规程”（即按设备的工作压力、温度、介质的危害程度）分类   可分为一类容器、二类容器和三类容器。   （四） 介质安全性质分极  1 ． 易燃、易爆介质   内容见教材第 248 页。  2 ． 介质毒性的分级   分为极度危害（Ⅰ级）；高度危害（Ⅱ级）；中度危害（Ⅲ级）、轻度危害（Ⅳ级）。     二、了解容器的分类   （一） 一般容器   容器的类型见教材图 4.2.3 。   （二） 带搅拌容器   搅拌设备的结构见教材图 4.2.4 。   （三） 高压容器   高压容器的主要构件是筒体、密封件、端盖和筒体羰部以及紧固连接件等。高压筒体是高压容器的主体。其基本结构见教材图 4.2.5 。     三、塔器   （一）了解塔器的分类，了解板式塔、填料塔的性能特点   根据塔内气、液接触部件的结构形式，分为板式塔与填料塔。  1 ． 板式塔   按照塔内气、液流动方式，可将塔板分为错流塔板与逆流塔板两类。   错流塔板如教材图 1.2.8(a) 所示，逆流塔板如教材图 4.2.8(b) 所示。常用的板式塔有以下几种。   （ 1 ） 泡罩塔。泡罩塔板见教材图 4.2.9 。其优点是不易发生漏液现象；有较好的操作弹性；有恒定的板效率；塔板不易堵塞；物料的适应性强。缺点是结构复杂；金属耗量大、造价高；塔板压降大，雾沫夹带严重；气体分布不均；板效率不高。   （ 2 ） 筛板塔。筛板塔优点是结构简单，金属耗量小，造价低廉；气体压降小，生产能力及板效率较泡罩塔高。主要缺点是操作弹性较窄，小孔筛板容易堵塞。   （ 3 ） 浮阀塔。浮阀塔优点是生产能力大；操作弹性大；塔板效率高；气体压强降及液面落差较小；塔的造价低。   （ 4 ） 喷射型塔。有舌形塔板、浮动喷射塔板、浮舌塔板。  2 ． 填料塔   填料塔结构简单，阻力小，便于用耐腐材料制造。填料是填料塔的核心。填料塔操作性能的好坏与所选用的填料有直接关系。   为使填料塔发挥良好的效能，填料应符合：有较大的比表面积；有较高的空隙率；单位体积填料的重量轻、造价低，坚固耐用，不易堵塞，有足够的机械强度和良好的化学稳定性等。   （二）熟悉塔设备运输、吊装的方法及有关规定要求  1 ． 设备水平运输   包括现场运输及场内二次运输。  2 ． 设备吊装就位   包括机械化吊装和半机械吊装（单抱杆吊装、双抱杆起吊、塔群吊装）。     四、了解换热器的分类和几种常用换热器的结构特点、性能与适用范围   （一） 换热设备分类  1 ． 按作用原理或传热方式分类   有混合式换热器、蓄热式换热器、间壁式换热器。  2 ． 按生产中使用目的分类。   分成冷却器、加热器、冷凝器、汽化器（或再沸器）和换热器等。   （二） 几种常用换热器  1 ． 夹套工换热器   如教材图 4.2.13 所示。该换热器的传热系数较小，传热面又受容器的限制，用于传热量不太大的场合。  2 ． 蛇管式换热器   见教材图 1.2.15 。分以下两种形式。   （ 1 ） 沉浸式蛇管换热器的优点是结构简单，价格低廉，便于防腐蚀，能承受高压。缺点是对流换热系数较小，传热系数 K 值也较小。   （ 2 ） 喷淋式蛇管换热器便于检修和清洗，传热效果也较好，但喷淋不易均匀。  3 ． 套管式换热器   这种换热器构造较简单，能耐高压，流体的流速较大；严格的逆流，有利于传热。但接头较多，易发生泄漏；传热面积较小。  4 ． 列管式换热器   （ 1 ） 固定管板式换热器具有结构简单和造价低廉的优点。缺点是不易检修和清洗；温度差较大时，应考虑热补偿，见教材图 4.2.16 。   （ 2 ） U 型管换热器如教材图 4.2.17 所示。它结构较简单，重量轻，适用于高温和高压扬合。缺点是管内清洗比较困难，管板的利用率低。   （ 3 ） 浮头式换热器如教材图 4.2.18 所示，可以补偿热膨胀，便于清洗和检修，应用较为普遍，但结构较复杂，造价较高。   （ 4 ） 填料函式列管换热器在一些腐蚀严重、温差较大而经常更管束的冷却器中应用较多。它结构较浮头式简单，制造方便，易于检修清洗，见教材图 4.2.19 。  5 ． 板片式换热器   板片式换热器分为螺旋板式换热器、板式换热器和板翅式换热器等。     五、了解金属油罐的分类及结构特点；熟悉其安装工艺、施工方法、质量检验方法及相关规范基本内容   （一） 油罐的分类  1 ． 按油罐所处位置划分   分为地上油罐、半地下油罐和地下油罐三种。  2 ． 按油罐几何形状划分   分为立式圆柱形罐和卧式圆柱形罐及球形罐。  3 ． 按不同结构形式划分   分为固定顶储罐、浮顶储罐、无力矩储罐。   （ 1 ） 固定顶储罐分锥顶储罐和拱顶储罐。   锥顶储罐与相同容积拱顶罐相比，制造简单，施工方便，但钢材耗用较多。   拱顶储罐耗用钢材量较少，能承受较高的剩余压力，减少储液蒸发，造价较低，但罐顶制造施工较复杂。   （ 2 ） 无力矩储罐结构简单，施工方便，钢材得到充分利用，但顶板太薄，易积水、易腐蚀、操作行走不便、不全。   （ 3 ） 浮顶储罐的种类很多，如单盘式、双盘式、浮子式等。适用于原油、汽油、溶剂油、重整原料油以及需要控   制蒸发损失及大及污染、控制放出不良气体、有着火危险的产品的储存。内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶，故具有拱顶和内浮顶的优点。见教材图  4.2.29 。缺点是钢材耗量比较多，维修不便，储罐不易大型化。   （二） 金属油罐附件  1 ． 拱顶、无力矩顶油罐附件   有人孔、透光孔、排污孔（管）、放水管、罐顶结合管与罐壁接合管、量油孔、呼吸阀、安全阀、通气管、防火器、内部关闭阀操纵装置、加热器、升降管、泡沫发生器、回转接头与升降管、进料孔。  2 ． 浮顶油罐附件   有浮船人孔、单盘顶人孔、试验人孔盖板、自动透（通）气阀、盘边透气阀、浮顶支柱与单盘支柱、中央排水管、量油管。   （三）金属油罐的制作安装  1 ． 罐底预制与安装   内容见教材第 268 页。  2 ．罐顶预制与安装   内容见教材第 ]269 页。  3 ． 属油罐的安装施工方法   （ 1 ） 机械正装法。先将罐底铺设焊好，第一圈罐壁、第二圈壁板、直至最后一圈壁板组焊完毕，再安装   顶板。   （ 2 ） 抱杆倒装法。同正装法相反，从上到下进行安装。   （ 3 ） 卷装法。将罐壁预先制成的整幅钢板沿罐体设计的圆弧线展开，一边展开，一边焊接。   （ 4 ） 充气升顶是罐壁倒装法的另一种形式。它是利和鼓风机向罐内送人压缩风所产生的浮力使上部罐体   上升就位，见教材图 4.2.44 。   （ 5 ） 水浮正装法适用于大容量的浮船式金属储罐的施工，它是利用水的浮力和浮船罐顶结构的特点，给罐   体组装提供方便。  4 ． 金属油罐的试验   （ 1 ） 油罐严密性试验。应分别对罐底、罐壁、罐顶及附件进行严密性试验。试验方法有真空箱箱试验法，   煤油试漏方法；化学试验法；压缩空气试验法。   罐底通常用真空箱试验法或化学试验法进行严密性试验，罐壁严密性试验一般采用煤油试漏法，罐顶则一般利用煤油试漏或压缩空气试验法以检验其焊缝的严密性。   （ 2 ） 油罐充水试验。对油罐的罐底、罐壁、罐顶分别进行严密性试验合，应再进行充水试验，并检查下列   试验内容：罐容严密性，罐壁强度及严密性，固定顶强度、稳定性及严密性，浮顶及内浮面的升降试验及严密性，中央排水管的严密性，基础的沉降观测。     六、了解金属球罐的分类及结构特点；熟悉其安装工艺、施工方法、质量检验方法及相关规范基本内容   球形储罐可作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他中间介质的储存容器，也可作为压缩气   全（空气、氧气、氮气、煤制气）的储罐。球罐通常为大容量有压力的储容器。   （一）球罐的结构与分类  1 ．球罐的构造   球罐由本体、支柱（承）及附件组成。   （ 1 ）球罐本体。球壳有环带式（橘瓣式）、足示瓣式、混合式在种结构形式。   （ 2 ）球罐支柱（承）有柱式及裙式两种结构。   （ 3 ）球罐的附件有梯子平台、人孔和接管、水喷淋装置、隔热和保冷设施、液面计、压力表。  2 ．球罐的分类   （ 1 ）按形状分为圆球形和椭圆形。   （ 2 ）按壳体层数分为单层壳体和双层壳体。   （ 3 ）按球壳的组合方式分为纯橘瓣式、纯足球瓣式和足球橘瓣混合式   （ 40 按支承结构分为柱式支承和裙式支承。   （二）球罐的安装施工  1 ．球罐的拼装方法     （ 1 ）分片组装法。及优点是施工准备工作量少，组装速度快，组装应力小，而且组装精度易于掌握，不需要很大的吊装机械，也不需要太大的旗子场地。缺点是高空作业量大、需要相当数量的夹具。全位置焊接技术要求高，而且焊工施焊条件差，劳动强度大。   （ 2 ）拼大片组装法。由于在地面上进行组装焊接，减少了高空作业，并可以采用自动焊进行焊接，从而提高了焊接质量。   （ 3 ）环带组装法。各环带纵缝的组装精度高，组装的约束力小，减少了高空作业和全位置焊接，施工进度快，提高了工效。同时也减少了不安全因素，并能保证纵缝的焊接质量。环带组装法一般适用于中、小环罐的安装。   （ 4 ）拼半环组装法。该法高空作业少，安装速度快，但需用吊装能力较大的起重机械等，故仅适用于中、小型球罐的安装。   （ 5 ）分带分片混合组装法。该法适用于中、小型球罐的安装。在施工中较常用的是分片组装法和环带组装法。  2 ．球罐焊接   球罐的焊接工作量很大，焊接难度高，技术要求十分严格，应按有关规定要求进行。  3 ．球罐焊前预热、焊后热处理及整体热处理   （ 1 ）焊前预热。掌握预热目的及预热范围。   （ 20 焊后热处理。掌握焊后热处理的目的及要求。   （ 3 ）整体热处理。掌握整体热处理的目的及整体热处理的方法。  4 ．球罐的检验   （ 1 ）焊缝检验包括外观检查、射线探伤和超声波控伤检查及磁粉控伤和渗透控伤检查。   （ 2 ）水压试验应具备的条件，水压试验步骤，水压试验要求。   （ 3 ）气密性试验。     七、了解金属气柜的分类及结构特点；熟悉其安装工艺、施工方法、质量检验方法及相关规范基本内容；   （一） 气柜种类及结构形式   低压湿式气柜主要由水槽和钟罩组成。分为直立式和螺旋式两种。   低压湿式直立式气柜由水槽、钟罩、塔节、水封、顶架、导轨立柱、导轮、配重及防真空装置等级成。   低压湿式螺旋气柜的结构由水槽、塔节、钟罩、导轨、平台、顶板和顶架、进出气管等部分组成。   低压干式气柜是在低压湿式气柜的基础上发展起来的低压储气设备。   （二） 气柜制作安装施工方法  1 ． 气柜的预制   包括底板条板与带板预制；上、下水封预制；角钢圈、槽钢圈、立柱及拱顶骨架的预制；导轨预制。  2 ． 气柜安装及施工方法   主要指低压湿式气柜安装。钟罩、中节和水槽壁的组装有倒装法和正装法之分。  3 ． 气柜安装质量检验   （ 1 ） 施工过程中的焊接质量检验。   （ 2 ） 气柜底板的严密性试验。   （ 3 ） 气柜总体试验。     八、了解火炬及排气筒的种类与结构，熟悉其塔架制作安装的工艺与施工方法及其焊缝检验、刷油防腐的方法   （一） 火炬及排气筒的种类及结构   火炬及排火筒有塔式、拉线式、自立式三种形式。火炬筒及排水筒可用钢板卷制而成，也可以用无缝钢管、不锈钢管制。  1 ． 钢管制塔架   钢管塔架结构为三棱体的空间桁架，由各种规格的无缝钢管焊接的竖杆、横杆、斜杆等组成。  2 ． 型钢制塔架   型钢塔架由工字钢、槽钢、角金刚制成，其断面一般为四方形空间桁架结构。  3 ． 风缆绳式火炬、排水筒   风缆绳式火炬、排气筒的结构为立式筒体，靠筒体安设引火管、导火管，火炬筒顶部安装有点火头组件。   （二） 塔架制作  1 ． 钢材制作   （ 1 ） 钢材检查按有关要求进行。   （ 2 ） 焊接包括：塔柱上、下纵向焊缝，此焊接应错开间距。预应力大的直径腹杆的对接焊缝和管子环缝、直缝采用自动焊，焊剂与焊条选择及使用要按规定进行；手工焊时，焊条的选择要规范。   （ 3 ） 焊缝检查按有关规定进行。   （ 4 ） 组对。按设计及施工验收规范进行。   （ 5 ） 钢结构刷油防腐。  2 ． 塔架安装   （ 1 ） 分节段安装。将塔架分上、中、下三节段或多节段依次吊装。   （ 2 ） 整体吊装。整体吊装可采用双抱杆起吊法或用人字抱杆扳倒法竖立。     九、熟悉静置设备、金属油罐、球罐、气柜、工艺金属结构件制作安装工程工程量计算规则，掌握其工程量计算方法