中高压蒸汽管道带压开孔的施工工艺以及施焊强度的计算.doc

1、中高压蒸汽管道带压开孔的施工工艺以及施焊强度的计算摘要：本文针对设计压力为中高压蒸汽管道带压开孔及带压管道的施工，而简明扼要的进行了介绍。管道带压开孔是指在密闭状态下，以机械切削方式在运行管道上加工出圆形孔的一种作业技术。当在役管线需要加装支管时，可采用管道带压开孔技术完成，既不影响管线的正常输送，又能保证安全、高效、环保的完成新旧管线的连接工作。 关键词：中高压蒸汽管道;带压开孔;带压管道施焊强度计算;安全高效环保作业 Abstract: this article in view of the design pressure for high pressure steam pipeline

2、with pressure in the hole and the pressure pipeline construction, and introduces the brief and to the point. Pipeline with pressure hole is refers to under airtight condition, in mechanical cutting way on the run pipe processing out of the circular hole of a operation technology. When the pipeline i

3、n service will be required to have branch pipe, pipe can be used with the open hole technology to complete, does not affect the normal pipeline transportation, and can ensure the safe, efficient and environmentally friendly connection of the old pipeline. Keywords: high pressure steam pipe; Take pre

4、ssure hole; Take pressure pipeline welds strength calculation; Safe and efficient environmental protection work 中图分类号：TG113.26+3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 1 工程概况 在很多新老装置工艺扩容以及技术改造项目中，主工艺管道新增支线，往往涉及生产装置无法停车，管线无法置换和关停；或者临时停车产生的经济损失严重，并影响原有装置的产能。所以在这种情况下特别要求新增支管线时，采用不停车带压开孔作业。本文以工程实例基础上，对某企业的 TPU5-3

5、01/ TPU5-305 管线进行带压开孔作业。 2 编制依据 2.1 TPU5-301/ TPU5-305 业主提供的相关参数并结合现场实际测绘情况 2.2 相关标准 钢制管道封堵技术规程 第一部分:塞式、筒式封堵SY/T6150.1-2011 工业金属管道工程施工及验收规范GB50235 压力管道规范工业管道GB20801 石油化工金属管道工程施工质量验收规范GB50571 现场设备、工业管道焊接工程及验收规范GB50236 3 工程概述及参数 3.1 由 3TPU5-301 冷却水主管，带压开孔接出 2支线。管线参数为： 主管尺寸： 3主管壁厚 ： 7.62mm 管道材质 A106-B

6、管内介质：冷却水 开孔时介质流速：2.5m/s 接出阀门尺寸：2 接出管壁厚：5.54mm 法兰标准：ASME B16.5 设计压力： 9.0MPa 操纵压力：6.5MPa 设计温度：150 操作温度：106 此项工程施工难点为操作压力较高，所以选用设计压力 10.MPa 的开孔机进行施工。 3.2 由 30TPU5-305 蒸汽主管，带压开孔接出 24支线。管线参数为： 主管尺寸： 30主管壁厚 ： 9.53mm 管道材质 API-5L-B 管内介质：蒸汽 开孔时介质流速：49.3m/s 接出阀门尺寸：24 接出管壁厚：9.53mm 法兰标准：ASME B16.5 设计压力： 0.6MPa

7、操纵压力：0.43MPa 设计温度：-4-225操作温度：180 此项工程施工难点为操作温度较高且流速高。选用耐温 25的开孔机，且需要单独定做刀具，对应高流速带来的困难。 4 开孔流程图 5 管件焊接准备要求和管道带压施焊压力强度计算 （1）确定焊接开孔管件的位置：对被开孔管线进行超声波测厚，了解管线的腐蚀情况，选择腐蚀较轻的位置进行焊接。 （2）确认达到焊接条件，然后在清除焊道两侧不小于 15mm 范围内的油污、铁绣等杂物，露出金属光泽。 （3） 、开孔管件焊接采用氩弧焊打底，手工焊填充和盖面的焊接方式。焊接前，焊条进行烘干处理，烘干温度在 300-350之间，烘干 2小时。焊条从烘干箱取

8、出后，应马上放入保温桶，并立即进行焊接，1 小时内未使用完的焊条要放回烘干箱进行烘干； （4）为了减少焊接时施焊部位管线内壁的温度，焊接第一遍的时候采用小电流点焊方法实施焊接，每次起弧时间必须掌握到 10-30 秒之间；焊接长度不能超过 4cm。并且间隔 1 分钟后才能进行下一次起弧。这样透过焊接母管材后的温度会及时被管道中的介质带走，从而保证安全焊接的正常实施。 （5）焊接完毕后，对焊道进行磁粉检测。 （6）根据钢制管道封堵技术规程 第一部分:塞式、筒式封堵SY/T6150.1-2011 标准中关于 管道允许带压施焊的压力计算如下： 式中： p管道允许带压施焊的压力，单位为兆帕（MPa） ；

9、 s管材的最小屈服极限，单位为兆帕（MPa） ； t焊接处管道实际壁厚，单位为毫米（mm） ； c因焊接引起的壁厚修正量参见表 1，单位为毫米（mm） ； D管道外径，单位为毫米（mm） ； F安全系数参见表 2, 单位为毫米（mm） 。 表 1 推荐修正量 表 2 推荐安全系数 管道允许带压施焊的压力计算如下： 现场管壁厚实际为 7.62mm，故安全系数取 0.55。 2）现场管壁厚实际为 9.53mm，故安全系数取 0.68。 （8）采用壳牌公司推出的公式进行管道压力计算 管道压力要求 P = 式中 P 管道带压焊接时的允许最大承受压力，MPa； S 管道最小屈服极限，MPa； D 管道外

10、径，mm； t 减少的管道壁厚，(tf- p )mm； p 焊接时穿透的深度，mm； tf 管道最小实际壁厚，mm； F 安全系数，推荐值最大 0.8； E 焊接系数，取 1； T 温度降低系数。 管道温度降低系数适用于管道最大承载压力。 表 3 管道温度降低系数 取背温 400，温度降低系数 T=0.65, 安全系数 F=0.7 由以上二种标准所得 1）TPU5-301 管道允许带压施焊的最小压力为 8.35Mpa，而管线的最大运行压力为 6.5Mpa，故满足带压焊接条件。 2）TPU5-305 管道允许带压施焊的最小压力为 1.77Mpa，而管线的最大运行压力为 0.43Mpa，故满足带压焊接条件。 结语 中高压蒸汽管道带压开孔的施工工艺将会直接关系到施工质量和施工安全的管理，同时也会对生产装置的效益产生深远影响，因此，在进行施工过程中，要严格遵守施工规范，落实施工标准，同时，要不断提高人员的综合素质，做好施焊强度的计算，确保焊接的稳定性和安全性。