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

安全阀的选用

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

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